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

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來源:生物世界
  2024-07-15
據(jù)調(diào)查,62%的男性和46%的女性希望自己能更高一些。兒童和青少年時期骨骼長度和質(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潛力。
       據(jù)調(diào)查,62%的男性和46%的女性希望自己能更高一些。兒童和青少年時期骨骼長度和質(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潛力。
       眾所周知,有多種外部和可改變的因素會影響骨骼生長,包括鈣、維生素D等營養(yǎng)元素以及運動鍛煉。特別是運動鍛煉有潛力增強骨骼質(zhì)量和強度,最終導(dǎo)致更好的骨骼形成。值得注意的是,運動的時間段是影響運動生理效應(yīng)的重要變量之一。運動的效果可能會因一天中的時間不同而有所差異,這凸顯了在設(shè)計運動干預(yù)措施時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,下午運動比早上運動更有效。而規(guī)律的晨練對超重或肥胖人群有益,因為它可以提高運動依從性,有助于體重管理。但不同的運動時間段對骨骼生長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(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)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(xiàn),在不同時間段運動,對骨骼生長有不同影響,小鼠在活躍期早期(相當于人類早晨)運動,相比其他時間段能夠最大程度增加骨骼長度和質(zhì)量。
     
Time of exercise differentially impacts bone growth in mice 的研究論文
      
       骨骼的生長主要是通過生長板的增殖區(qū)和肥大區(qū)內(nèi)的軟骨細胞的活動實現(xiàn)的。這些軟骨細胞負責(zé)產(chǎn)生和組織細胞外基質(zhì),最終導(dǎo)致骨骼的形成和延長。這些軟骨細胞在胎兒期和出生后生長期間會經(jīng)歷營養(yǎng)供應(yīng)和能量消耗的周期性波動。葡萄糖氧化減少會導(dǎo)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合成的抑制會延遲軟骨細胞的成熟。
       運動鍛煉對骨骼代謝和全身能量穩(wěn)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(diào)節(jié)關(guān)鍵細胞代謝,以滿足運動期間的細胞需求。值得注意的是,這些生物學(xué)過程具有晝夜節(jié)律性,由生物鐘控制。這些因素之間的相互作用可能導(dǎo)致人在一天中的不同時間對運動訓(xùn)練產(chǎn)生不同的生理適應(yīng)。因此,研究運動是否在特定時間段內(nèi)影響骨骼生長,可以利用這一信息來優(yōu)化骨骼生長的潛在益處。
       在這項最新研究中,研究團隊對小鼠在一天中的不同時間進行運動后骨骼的生長情況進行了比較分析。
       具體來說,研究團隊將一天的24小時分為6個時間段(ZT1、ZT5、ZT9、ZT13、ZT17、ZT21),讓不同分組的小鼠分別在6個時間段里中的1個時間段里運動30分鐘,每周運動5天,持續(xù)5周。
       研究結(jié)果表明,在ZT13時間段運動的小鼠的骨骼長度和質(zhì)量比其他時間段表現(xiàn)出更顯著的增加,相比對照組,在ZT13時間段運動的小鼠的股骨長度增加了5%,骨體積分數(shù)增加了26%,骨小梁厚度增加了54%。
       與人類的活動時間相反,小鼠鼠晝伏夜出的,因此,夜間是小鼠的活躍時間,相當于人類的白天,小鼠的ZT13時間段為活動期早期,相當于人類的早晨。
     
在ZT13時間段運動的小鼠的骨骼長度和質(zhì)量比其他時間段表現(xiàn)出更顯著的增加
     
       通過高通量轉(zhuǎn)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上調(diào)了與骨骼生長相關(guān)的基因的表達,并誘導(dǎo)了與骨骼代謝相關(guān)的晝夜節(jié)律。此外,該研究還發(fā)現(xiàn),活躍期早期的運動通過增加氧化磷酸化(OXPHOS)增強了骨骼生長。值得注意的是,OXPHOS激活劑能夠有效增加骨骼長度和質(zhì)量。
     
預(yù)測不同時間段運動如何促進骨骼生長的分子網(wǎng)絡(luò)

預(yù)測不同時間段運動如何促進骨骼生長的分子網(wǎng)絡(luò)

       最后,研究團隊構(gòu)建了一個信號網(wǎng)絡(luò),以預(yù)測不同時間段運動對骨骼生長的影響。總的來說,這項研究揭示了運動生理學(xué)的復(fù)雜性,為提高骨骼健康提供了有價值的見解,并可能具有重要的治療意義。

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