肌肉生物钟控制锻炼响应

美国西北大学医学院的科学家日前发现肌肉组织生物钟能控制肌肉的代谢反应和能量效率。该发现揭示了肌肉适应运动能力和用氧量在一天不同时间内的差异。在正常的清醒时间内，肌肉细胞的效率更高。相关成果近日发表于《细胞?新陈代谢》。

身体的所有细胞都有一个时钟，调节细胞如何适应一天里的环境和活动变化。“氧气和生物钟在肌肉细胞内共舞，从而产生能量，一天的不同时间决定了这种舞蹈是如何同步的。”资深作者JosephBass说。

研究人员让老鼠在一天不同时间内在跑步机上锻炼，之后分析了小鼠肌肉组织和肌肉纤维。结果发现，违反生物钟节律会产生影响。“当我们利用遗传学手段操纵时钟时，我们注意到肌肉出现异常。”Bass说。

科学家还发现，当常在夜间活动的老鼠在夜间锻炼时，肌肉可以通过基因调节更好地适应夜间运动。由于这些基因在人类中也存在，因此人类也能更好地响应白天的锻炼。而当氧气浓度低时，为了让肌肉细胞继续产生能量，肌肉生物钟能通过与HIFs蛋白质的相互作用控制代谢反应响应。

正常情况下，当人们休息或做低强度运动时，肌肉消耗氧气转换成能量。当开始冲刺或剧烈运动时，氧气消耗加快。此时，HIFs被触发，肌肉改用糖转化为能量，从而增加乳酸。关闭肌肉生物钟能阻止诱导糖消耗和乳酸的产生。

“在未来，我们可能会发现通过重置生物钟操纵细胞的氧反应。”Bass说，“如果我们能优化肌肉功能，也是了解葡萄糖代谢如何影响糖尿病的关键一步。”

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