咳咳，回归正题。俗话说，生命在于运动。生命不息，运动不止。运动不仅是强身健体的法宝，也是治愈情绪的良药，对于我们这些需要久坐写文章、久站做实验的科研人而言更是好处多多。
但是一天之中什么时间运动最好呢？早上运动和晚上运动效果会不一样吗？研究结果表明：效果真的会不一样！
这项研究如何实施的……
2022 年 2 月，一篇题为《Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis》的论文发表在了《Cell Metabolism》上，揭示了一天中不同时间段的运动对不同组织的代谢影响差异。
图片来源：PubMed 截图
来自美国加州大学尔湾分校和德国环境健康研究中心等多所院校和研究机构的研究人员利用小鼠模型进行了本次研究。
他们将正常喂养至 10-11 周龄的小鼠随机分为四个组：休息期早期+运动组，休息期早期+不运动组，活动期早期+运动组，活动期早期+不运动组。
运动组小鼠分别在早上（早期光照）或晚上（早期黑暗）时在跑步机上进行 1h 的单次剧烈运动。（小鼠真厉害，小编都跑不了一个小时……）
在运动结束后的 0、4、8、12、16 和 20h 分别收集小鼠的腓肠肌和肝脏组织；
运动结束后 1h 立即收集血清、心脏、下丘脑（HT）、附睾白色脂肪组织（eWAT）、腹股沟皮下白色脂肪组织（iWAT）和肩胛间棕色脂肪组织（BAT），然后进行转录组学和代谢组学分析。
图片来源：文献截图
本次研究发现了什么…
1、运动对代谢物的影响存在时间依赖性和组织特异性
研究表明，运动时间不同，不同组织的代谢反应也不同。
肌肉组织中，晚上运动改变了 197 种代谢物，而早上运动仅影响了 52 种代谢物，其中重叠的代谢物只有 31 种。
肝脏组织中，早上和晚上运动分别对 129 和 143 种代谢物产生了影响，其中有 101 种代谢物在早晚都随运动发生了变化。
eWAT 中，代谢物通常在早上运动后减少，在晚上时却随着运动增加。
根据代谢物的类别进行划分，发现氨基酸和脂类物质受晚上运动的影响更大。
肌肉、血清、心脏、eWAT 和 BAT 中的乳酸和吲哚-3-乳酸（色氨酸衍生的乳酸代谢物）在晚上时更容易受到运动的影响。酮类物质如 β-羟丁酸、尿素以及下丘脑神经递质 5-羟色胺、多巴胺等也随着晚上的运动有所增加。
在早上运动时，皮质酮是肌肉、心脏、HT、eWAT、iWAT 和 BAT 中增加最多的代谢物，其中在肝脏和肌肉中的水平最高。
此外，肝糖原代谢物如麦芽糖在早上运动后减少最多，而在晚上运动后，减少的则是葡萄糖。
由此可见，运动对代谢物的影响存在时间依赖性和组织特异性。
2、不同的运动时间对代谢途径的直接影响存在差异
糖代谢方面：研究人员发现早上运动会导致肝脏的碳水化合物代谢加快，进一步引起肝糖原含量减少，而晚上运动时，则更多地消耗骨骼肌中的糖原。
文章解释道，早上运动时，通过糖原分解和糖异生从肝脏产生的葡萄糖供能可能就足够了；而晚上运动时，肝脏产生葡萄糖途径可能被抑制，从而导致对肌糖原的更大依赖。这一点也得到了基因表达谱的支持。
氨基酸代谢方面：晚上运动时，小鼠的蛋白质降解率和氨基酸利用率均有所提高。肌肉中的甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸和酪氨酸的代谢随晚上运动而增加，早上运动后却没有这样的变化。
但是肝脏中氨基酸代谢水平的改变，却因氨基酸种类的不同存在时间上的差异，这表明肝脏中氨基酸的产生和利用可能会受到运动时间的影响。
脂质代谢方面：早上运动后肝脏中的甘油代谢物增加，表明早上运动能刺激肝脏的脂肪分解。
而晚上运动后血清、eWAT 和 iWAT 中的脂肪酸都有所升高，iWAT 中的甘油升高更为突出，肌肉和血清中的酰基肉碱水平增加也更多，参与脂肪氧化的肌肉基因表达同时上调，表明晚上运动对肌肉中的脂肪氧化和分解代谢诱导作用更强。
本次研究有何启示…
本研究确实发现生物体内的代谢过程受到昼夜节律的控制和调节，不同时间段的运动锻炼对代谢的影响各有侧重。
早上运动肝脏的糖原代谢途径更强，碳水化合物分解加快，可能更适合糖代谢紊乱的患者，但清晨容易出现低血糖，血压也会偏高，运动的同时要注意做好个人保护。
晚上运动对肌肉中的脂肪代谢过程的影响更强，脂质的利用和降解更多，可能对减脂人群效果更好。此外，氨基酸的代谢也受晚上运动影响更大，因此减脂的同时要及时补充蛋白质，防止蛋白质过快流失。
结 语
值得关注的是，笔者还发现了大家针对本研究的一个有趣的争论点：小鼠和人类作息时间不同，研究结果外推具有局限性。
昼夜节律、一日三餐、生理结构，人与动物确实存在差异。因此如果未来在人群中进行类似的研究，肯定会更有说服力。但不管怎样，动起来总是没错的。
当你躺着刷手机看到这篇文章的时候，笔者已经开始拉伸了，你呢？
yanger：一名爱吐槽的科研发动机，眼光独到，随缘码字，挖掘不一样的科研生活。
参考文献：
Sato S, Dyar KA, Treebak JT, et al. Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis. Cell Metab. 2022;34(2):329-345.e8. doi:10.1016/j.cmet.2021.12.016
