Совместные исследования американских и израильских ученых показали наиболее благоприятное время для тренировок

Две статьи, опубликованные в журнале Cell Metabolism, подтвердили, что циркадные часы — важный фактор того, как организм реагирует на физические нагрузки. Совместные исследования израильских и американских ученых были сосредоточены на различных компонентах упражнений, тем самым дополняя друг друга. 

«Хорошо известно, что почти каждый аспект нашей физиологии и метаболизма диктуется циркадными часами. Циркадные ритмы доминируют во всем, что мы делаем, причем это верно не только для людей, но и для каждого организма, чувствительного к свету. В своем исследовании мы решили выяснить, существует ли связь между временем суток и физической нагрузкой», — утверждает старший автор одного из исследований Гэд Ашер (Gad Asher) из Отделения биомолекулярных наук Института науки им. Вейцмана.

По словам старшего автора другой статьи Паоло Сассон-Корси из Центра эпигенетики и обмена веществ при Калифорнийском университете в Ирвине, предыдущие исследования, проведенные в лаборатории, показали, что по крайней мере 50 процентов нашего метаболизма может считаться циркадным, а остальные 50 процентов колеблются в зависимости от циркадного цикла. Имеет смысл, что физические упражнения будут одной из вещей, на которые это повлияет.

Обе исследовательские группы изучили связь между временем суток и производительностью упражнений, прежде всего у мышей. Поскольку мыши ведут ночной образ жизни, ученые сперва перевели их время на время человека, различая активную фазу и фазу покоя грызунов, а не используя стандартные человеческие часы. Группа Ашера начала с того, что помещала мышей на беговые дорожки в разное время суток в течение их активной фазы. Они проверяли работоспособность мышей при различных интенсивностях и режимах упражнений и обнаружили, что общая производительность упражнений значительно лучше (в среднем около 50% и больше в некоторых отчетах) в вечернее для мыши время (ближе к концу их активного времени) по сравнению с утренними часами. Эти дневные различия были уменьшены у мышей с измененным графиком, что подтверждает потенциальную роль времени суток в наблюдаемой дисперсии при выполнении упражнений.

Чтобы определить потенциальный детерминант суточной дисперсии в выполнении упражнений, они применили высокопроизводительную транскриптомику и метаболомику на мышечной ткани. Исследователи обнаружили, что в ответ на физические упражнения в вечернее для мыши время наблюдались более высокие уровни метаболита, называемого ZMP. Известно, что ZMP активирует метаболические пути, связанные с гликолизом и окислением жирных кислот, посредством активации AMPK — основного клеточного регулятора метаболизма. Таким образом, это может способствовать увеличению физической активности в вечернее время. 

Специалисты также изучили 12 человек и обнаружили аналогичные эффекты. В целом люди в исследовании имели более низкое потребление кислорода во время физических упражнений вечером по сравнению с утром, что может считаться лучшей эффективностью тренировок.

Команда Сассоне-Корси также поставила мышей на беговые дорожки, но у них был другой подход. Используя высокопроизводительную транскриптомику и метаболомику для изучения широкого спектра возможных факторов, они охарактеризовали изменения мышечной ткани мышей, которые происходят в ответ на физические упражнения. Это позволило им взглянуть на такие процессы, как гликолиз, который способствует метаболизму сахара и выработке энергии, и сжигание жира.

Они обнаружили, что белок под названием фактор 1-альфа (HIF-1α), индуцируемый гипоксией, играет важную роль и что он активируется физическими упражнениями по-разному в зависимости от времени суток — это и стало главным открытием этого исследования.

Как отмечают специалисты, несмотря на то, что циркадные часы сохранялись на протяжении всей эволюции, их применение при тренировках среди людей не может быть простым — дело в том, что люди имеют больше вариаций в своих хронотипах, чем мыши, живущие в лаборатории. По словам Сассон-Корси, вы можете быть «совой» или «жаворонком» — и эти факторы должны быть приняты во внимание при составлении индивидуального графика.