В журнале Cell Metabolism были опубликованы результаты двух исследований, в результате которых подтвердилось предположение, что циркадные ритмы определяют то, как организм реагирует на физические нагрузки.
“В настоящее время хорошо известно, что биологические часы организма управляют почти всеми физиологическими и метаболическими процессами. Это относится не только к людям, но и к любым живым организмам, чувствительным к свету. Мы решили выяснить, существует ли связь между временем суток и спортивной результативностью”, - говорит Гэд Ашер, ведущий автор одного из исследований, из Департамента биомолекулярных исследований института Вейцманна.
“Циркадные ритмы управляют всем, что мы делаем”, - добавляет Паоло Сассоне-Корси, ведущий автор второго исследования, из Центра эпигенетики и метаболизма при Калифорнийском университете в Ирвайне.
“Предыдущие исследования нашей лаборатории показали, что метаболизм находится под влиянием циркадных ритмов, как минимум, на пятьдесят процентов, а уровни половины метаболитов в организме колеблются в зависимости от циркадного цикла. Логично предположить, что это оказывает влияние на эффективность тренировок”.
Изначально обе исследовательские группы изучали связь между временем суток и спортивной результативностью на лабораторных мышах.
Поскольку мыши являются ночными животными, то в первую очередь ученым было необходимо перевести систему времени грызунов на человеческую. Для этого они ориентировались на фазы активности и покоя грызунов, а не цифры на часах.
Первый эксперимент
Ученые из группы Ашера помещали грызунов на беговые дорожки в разное время в течение дня в период фазы их активности. Они изучали спортивную результативность мышей при разной интенсивности нагрузок и разных режимах, и обнаружили, что
она значительно выше (в среднем на пятьдесят процентов) в “вечернее” время (в конце активной фазы грызунов) по сравнению с “утренними” часами.
Для выяснения фактора, определяющего суточные различия спортивной результативности, ученые изучали мессенджеры РНК и метаболиты в мышечных тканях грызунов.
Было обнаружено, что на физическую нагрузку в “вечернее” время организм реагирует повышением уровня метаболита ZMP (5-аминоимидазол-4-карбоксамид-рибонуклеотид).
Известно, что ZMP активирует метаболические механизмы, связанные с гликолизом и окислением жирных кислот, путем активации AMPK, которая в свою очередь является регулятором клеточного метаболизма. Из этого следует, что скорее всего ZMP способствует повышению рабочей мощности в вечернее время.
“Интересно отметить, что ZMP является эндогенным аналогом AICAR (5-аминоимидазол-4-карбоксамид-рибонуклеотида), химического соединения, которое некоторые атлеты используют в качестве допинга”, - говорит Ашер.
Ученые также наблюдали за двенадцатью людьми и обнаружили схожие эффекты. В общем участники исследования демонстрировали
более низкий уровень потребления кислорода во время тренировки в вечернее время по сравнению с утренними часами, что отражалось в повышении эффективности физической работы.
Второй эксперимент
Другая команда ученых - под руководством Сассон-Корси -также ставила мышей на движущуюся дорожку, но у них был другой подход.
При помощи высокопроизводительных методов транскриптомики и метаболомики, позволяющих изучить широкий круг возможных факторов, ученые отслеживали изменения в мышечной ткани грызунов, произошедшие в ответ на физическую нагрузку. Это позволило им взглянуть на такие процессы как гликолиз (часть метаболизма сахара и выработки энергии) и окисление жиров (жиросжигание).
Они обнаружили что белок HIF1A (гипоксией индуцированный фактор-1 альфа) играет важную роль, а также по-разному активируется в результате физических нагрузок в разное время суток.
HIF1A представляет собой транскрипционный фактор, который стимулирует выработку определенных генов, основываясь на уровне кислорода в тканях.
“Логично, что HIF1A играет здесь важную роль, но до этого момента мы не знали, что его уровень меняется в зависимости от времени суток. Это новое открытие”, - говорит Сассоне-Корси.
Основываясь на работе исследователей из Калифорнийского университета в Ирвайне, можно сделать выводы, что физические нагрузки оказывают наиболее благоприятное воздействие на метаболизм в начале активной фазы (что соответствует позднему утру у людей) по сравнению с фазой покоя (вечернее время).
То есть, выводы противоположны заключениям первого исследования.
Выводы
Ученые отметили, что несмотря на то, что циркадные ритмы сохранились на протяжении эволюции, перенести полученные данные на человека не так просто.
В первую очередь это связано с тем, что у человека больше хронотипов, чем у лабораторных грызунов. “Вы можете быть “жаворонком” или “совой”, и эти особенности необходимо учитывать”, - говорит Сассоне-Корси.
Читайте также
Перепечатка допустима со ссылкой на первоисточник.
Узнали что-то новое из этой статьи? Пожалуйста, поставьте ЛАЙК. Можете даже подписаться на мой канал. Спасибо.
Об авторе канала Tribunsky.RU
