Nature子刊：我國學(xué)者研究發(fā)現，早晨運動(dòng)或能最大程度幫助長(cháng)高

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來(lái)源：生物世界

2024-07-15

據調查，62%的男性和46%的女性希望自己能更高一些。兒童和青少年時(shí)期骨骼長(cháng)度和質(zhì)量的獲得在決定成年期身高和骨骼健康方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。因此，該領(lǐng)域的首要目標是確保兒童達到其最大的遺傳生長(cháng)潛力。

眾所周知，有多種外部和可改變的因素會(huì )影響骨骼生長(cháng)，包括鈣、維生素D等營(yíng)養元素以及運動(dòng)鍛煉。特別是運動(dòng)鍛煉有潛力增強骨骼質(zhì)量和強度，最終導致更好的骨骼形成。值得注意的是，運動(dòng)的時(shí)間段是影響運動(dòng)生理效應的重要變量之一。運動(dòng)的效果可能會(huì )因一天中的時(shí)間不同而有所差異，這凸顯了在設計運動(dòng)干預措施時(shí)需要考慮這一因素的重要性。例如，有研究顯示，在改善2型糖尿病患者的血糖水平方面，下午運動(dòng)比早上運動(dòng)更有效。而規律的晨練對超重或肥胖人群有益，因為它可以提高運動(dòng)依從性，有助于體重管理。但不同的運動(dòng)時(shí)間段對骨骼生長(cháng)的潛在影響和機制尚未得到充分研究。

2024年5月28日，華中科技大學(xué)同濟醫學(xué)院附屬協(xié)和醫院陳莉莉教授團隊在 Nature 子刊 Nature Metabolism 上發(fā)表了題為：Time of exercise differentially impacts bone growth in mice 的研究論文。

該研究發(fā)現，在不同時(shí)間段運動(dòng)，對骨骼生長(cháng)有不同影響，小鼠在活躍期早期（相當于人類(lèi)早晨）運動(dòng)，相比其他時(shí)間段能夠最大程度增加骨骼長(cháng)度和質(zhì)量。

Time of exercise differentially impacts bone growth in mice 的研究論文

骨骼的生長(cháng)主要是通過(guò)生長(cháng)板的增殖區和肥大區內的軟骨細胞的活動(dòng)實(shí)現的。這些軟骨細胞負責產(chǎn)生和組織細胞外基質(zhì)，最終導致骨骼的形成和延長(cháng)。這些軟骨細胞在胎兒期和出生后生長(cháng)期間會(huì )經(jīng)歷營(yíng)養供應和能量消耗的周期性波動(dòng)。葡萄糖氧化減少會(huì )導致能量短缺，限制增殖，阻礙蛋白質(zhì)折疊，減少膠原蛋白合成。此外，三羧酸循環(huán)（TCA）中ATP合成的抑制會(huì )延遲軟骨細胞的成熟。

運動(dòng)鍛煉對骨骼代謝和全身能量穩態(tài)有益。幾種分子機制，例如AMP-激活的蛋白激酶（AMPK）和SIRT（去乙酰化酶），共同調節關(guān)鍵細胞代謝，以滿(mǎn)足運動(dòng)期間的細胞需求。值得注意的是，這些生物學(xué)過(guò)程具有晝夜節律性，由生物鐘控制。這些因素之間的相互作用可能導致人在一天中的不同時(shí)間對運動(dòng)訓練產(chǎn)生不同的生理適應。因此，研究運動(dòng)是否在特定時(shí)間段內影響骨骼生長(cháng)，可以利用這一信息來(lái)優(yōu)化骨骼生長(cháng)的潛在益處。

在這項最新研究中，研究團隊對小鼠在一天中的不同時(shí)間進(jìn)行運動(dòng)后骨骼的生長(cháng)情況進(jìn)行了比較分析。

具體來(lái)說(shuō)，研究團隊將一天的24小時(shí)分為6個(gè)時(shí)間段（ZT1、ZT5、ZT9、ZT13、ZT17、ZT21），讓不同分組的小鼠分別在6個(gè)時(shí)間段里中的1個(gè)時(shí)間段里運動(dòng)30分鐘，每周運動(dòng)5天，持續5周。

研究結果表明，在ZT13時(shí)間段運動(dòng)的小鼠的骨骼長(cháng)度和質(zhì)量比其他時(shí)間段表現出更顯著(zhù)的增加，相比對照組，在ZT13時(shí)間段運動(dòng)的小鼠的股骨長(cháng)度增加了5%，骨體積分數增加了26%，骨小梁厚度增加了54%。

與人類(lèi)的活動(dòng)時(shí)間相反，小鼠鼠晝伏夜出的，因此，夜間是小鼠的活躍時(shí)間，相當于人類(lèi)的白天，小鼠的ZT13時(shí)間段為活動(dòng)期早期，相當于人類(lèi)的早晨。

通過(guò)高通量轉錄組學(xué)和代謝組學(xué)研究，研究團隊證明了活躍期早期的運動(dòng)上調了與骨骼生長(cháng)相關(guān)的基因的表達，并誘導了與骨骼代謝相關(guān)的晝夜節律。此外，該研究還發(fā)現，活躍期早期的運動(dòng)通過(guò)增加氧化磷酸化（OXPHOS）增強了骨骼生長(cháng)。值得注意的是，OXPHOS激活劑能夠有效增加骨骼長(cháng)度和質(zhì)量。

預測不同時(shí)間段運動(dòng)如何促進(jìn)骨骼生長(cháng)的分子網(wǎng)絡(luò )

最后，研究團隊構建了一個(gè)信號網(wǎng)絡(luò )，以預測不同時(shí)間段運動(dòng)對骨骼生長(cháng)的影響。總的來(lái)說(shuō)，這項研究揭示了運動(dòng)生理學(xué)的復雜性，為提高骨骼健康提供了有價(jià)值的見(jiàn)解，并可能具有重要的治療意義。

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