西南医院:睡眠时间限时饮食可将小鼠运动耐力提升一倍!

更新时间 2023-07-03 16:43:51

近日,陆军军医大学西南医院李旻典张志辉等研究人员在" Nature Metabolism "期刊上发表了一篇题为" Daytime-restricted feeding enhances running endurance without prior exercise in mice "的研究论文。

该研究显示,在小鼠睡眠时间(白天),限时饮食,可提升小鼠的运动耐力。与自由进食或活动时间(夜间)限时进食相比,睡眠时间限时饮食将小鼠的跑步耐力增加了一倍。

 

在该研究中,研究人员分析了接受不同喂养方案的小鼠的运动能力,对8周大的小鼠进行了为期3周的试验,喂食方案分为:日间限时饮食(DRF)、夜间限时饮食(NRF)、自由进食。通过跑步机,评估了小鼠的运动耐力。对于人类来说,日间是活动时间,夜间是睡眠时间,但对于小鼠这种夜行动物来说,与人类恰好相反。

日间限时饮食:从早上9:00开始,连续12小时获得食物。夜间限时饮食:从晚上21:00开始,连续12小时获得食物。研究发现,与自由进食、夜间限时饮食小鼠相比,日间限时饮食组小鼠的跑步时间和距离增加了一倍。此外,在雌性和雄性小鼠中都观察到了这种效应,甚至在经过运动训练的小鼠中也持续存在。

DRF组运动耐力翻倍

进一步研究发现,与自由进食、夜间限时饮食小鼠相比,日间限时饮食增加了小鼠腓肠肌中肌纤维的百分比,肌肉具有更高的氧化生物能量活性和更低的糖酵解活性,还增加了棕色脂肪组织的质量,减少了内脏旁脂肪组织的质量。

这表明,日间限时饮食影响肌肉纤维组成、氧化生物能量、代谢调节和线粒体基因表达的途径。

DRF通过肌细胞生物钟增强跑步耐力

在昼夜节律生物钟中,Per2和Bmal1基因被发现在调节DRF的耐力增强作用中起着至关重要的作用。当研究人员敲除小鼠的Per2和Bmal1基因后发现,消除了DRF增强耐力的作用。

然而,肌肉组织中Per2的特异性敲除并不影响跑步耐力,这表明DRF下耐力的调节可能涉及其他不直接影响肌肉组织的系统。此外,Bmal1敲除小鼠在DRF下表现出肌肉氧化生物能量受损。

最后,研究人员对DRF对运动耐力影响的分子机制进行多组学分析发现,DRF重新编程了肌肉昼夜转录组,即受昼夜节律控制的蛋白质表达,并丰富了与脂质代谢和线粒体相关的循环途径,让肌肉更好地抵抗长时间跑动导致的疲劳和能量消耗。

研究人员表示,该研究是基于小鼠的,小鼠是夜行性动物,与人类完全相反,对应于人类,应该是白天禁食,晚上限时饮食,但这些发现是否适用于人类还需要进一步测试。

综上,结果表明,在小鼠睡眠时间限时饮食,可提升小鼠的运动耐力,DRF重新编程了肌肉昼夜转录组,并丰富了与脂质代谢和线粒体相关的循环途径。这一发现可能为改善跑步耐力提供了一种新的方法,但仍需进一步研究来验证其在人类身上的效果和机制。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s42255-023-00826-7


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