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  近日發(fā)表在《Nature Medicine》上的一篇研究指出,在夜晚鍛煉或禁食更容易減掉身體脂肪。

  來自美國Baylor醫(yī)學院的研究團隊發(fā)現(xiàn),實驗中,當小鼠清醒及活動時,肌肉使用葡萄糖(碳水化合物)提供能量。而當它們處于睡眠時,則會切換到脂肪。擾亂這種自然循環(huán)會導致糖尿病,但出乎意料的是,這樣會增強運動耐力,因其轉(zhuǎn)變是由一種名為蛋白脫乙酰酶3(HDAC3)的分子控制。這項發(fā)現(xiàn)使選擇恰當?shù)臅r間進行鍛煉以高效減脂成為可能,但是也引起了使用HDAC抑制劑作為興奮劑藥物進行耐力訓練的擔憂。

  論文的主要作者Zheng Sun博士說:“肌肉利用葡萄糖的方式由其內(nèi)部生物鐘調(diào)控。內(nèi)部生物鐘會在24小時的循環(huán)過程中打開或者關(guān)閉一系列特定的基因。HDAC3是生物鐘和基因表達之間的關(guān)鍵連接點。我們過去的研究工作表明,HDAC3幫助肝臟在生成葡萄糖和脂質(zhì)之間轉(zhuǎn)換。在這項工作中,我們研究了HDAC3如何控制不同能量在骨骼肌中的使用?!?/p>

  骨骼肌對于控制身體中的血糖非常重要。它們消耗大部分的葡萄糖,一旦出現(xiàn)胰島素抵抗,就不能利用葡萄糖,從而可能發(fā)展為糖尿病。為了研究HDAC3在小鼠骨骼肌中的作用,Sun和同事通過基因工程構(gòu)建了特異性敲除骨骼肌HDAC3基因的小鼠。然后,他們將這些基因敲除小鼠與正常小鼠進行比較,以觀察的小鼠肌肉的能量代謝過程。

  意外的結(jié)果

  當正常的小鼠進食時,它們的血糖會升高,并且釋放胰島素,胰島素會刺激肌肉利用葡萄糖作為能量。然而,當基因敲除的小鼠進食時,它們的血糖會升高,胰島素也會釋放,但是它們的肌肉會拒絕使用葡萄糖。缺少HDAC3會使小鼠產(chǎn)生胰島素抗性,并且更容易發(fā)展為糖尿病。

  然而,當HDAC3敲除的小鼠跑步時,它們表現(xiàn)出了超強的耐力。這十分有趣,因為糖尿病通常與肌肉表現(xiàn)變差相關(guān)。葡萄糖是基因的主要能源,所以如果某種疾病限制了葡萄糖的使用,那么肌肉表現(xiàn)應該變差。然而,實驗結(jié)果卻恰好相反,這十分令人驚訝。

  研究人員之后使用代謝組學方法研究了是什么為HDAC3敲除小鼠提供能量,使其具有出色的表現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些小鼠的肌肉分解了更多的氨基酸。這使肌肉能更傾向于利用脂質(zhì),使它們可以更高效地燃燒脂肪。這解釋了為什么它們具有很好的耐性,因為身體以脂肪形式儲存的能量要比碳水化合物多得多。

  這項發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了廣泛使用的糖原負荷法(carbo-loading)策略來改善耐力的方法——采用高糖膳食與運動配合以達到肌糖原儲備大大增加的方法。糖原負荷法在農(nóng)業(yè)發(fā)明之前并沒有任何進化的意義。將肌肉從使用碳水化合物轉(zhuǎn)移到使用脂質(zhì)能夠增加運動耐力,尤其是對于低強度的運動。研究表明,HDAC抑制劑能夠被用于操縱這種肌肉中的能量轉(zhuǎn)化,因此存在被用作興奮劑的擔憂。

  與體內(nèi)生物鐘的關(guān)系

  該團隊進行了一些功能基因組學研究,并建立了HDAC3與生物鐘之間的聯(lián)系。Sun說:“當正常的小鼠清醒時,肌肉中的生物鐘會期待攝食周期并利用HDAC3關(guān)閉多種代謝基因,這會導致肌肉使用更多的碳水化合物。當小鼠進入睡眠時,會期待禁食周期,生物鐘會移除HDAC3。這會導致肌肉使用更多的脂質(zhì)?!?/p>

  盡管這項研究使用的是實驗小鼠,但研究人員推測,人類肌肉很可能也有類似的循環(huán)周期。該研究使肌肉利用脂質(zhì)周期中通過增加運動量來促進身體脂肪燃燒成為可能,而對于人類來說這個時間是夜晚。Sun說:“在夜晚鍛煉或禁食更容易減掉身體脂肪。看來晚飯后百步走,不僅能活九十九,對于減肥來說,也是個不錯的選擇?!?/p>


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