肌肉有控制运动反应的昼夜钟表
西北医学科学家在肌肉组织中发现了昼夜钟表,以控制肌肉的代谢反应和能源效率,具体取决于一天的时间。
小鼠的发现在肌肉适应运动和使用能力的日期差异上阐明了氧对能源。研究发现,肌肉细胞在生物体正常醒着的时候效率更高。
身体中的所有细胞,包括肌肉中的细胞,包含一个时钟,用于调节细胞如何适应环境和24小时的环境的变化。
“氧气和生物钟在体内一起跳舞肌细胞为了产生能量,一天的时间决定了舞蹈同步的舞蹈程度,“Joseph Bass博士说:”为合同执行其最重要的职能的细胞的能力将根据一天的时间而有所不同。“
在发现可以翻译成锻炼建议之前需要更多的研究。
“我们并不是说我们可以在应该锻炼时告诉运动员,”Bass说,“但在未来,也许,您可能能够利用这些见解来优化肌肉功能。“
低音是西北医学的内分泌,新陈代谢和分子医学,以及西北大学菲恩伯格医学院的糖尿病和新陈代谢中心主任。他还是西北大学罗伯特H. Lurie综合癌症中心的成员。
Clara Bien Peek,第一作者和一名研究助理教授,刺激了肌肉和时机的工作。
本文将于10月20日在杂志上公布细胞新陈代谢。
该研究具有超越肌肉细胞的影响,因为氧反应在所有细胞中都很重要。特别是,剥夺氧气是心脏病发作和癌症的关键因素,其中氧气的耗尽奇妙地使癌细胞生长。
小鼠适合在晚上运动更好;人类可能会在一天中
在研究中,科学家们在小鼠中进行了研究,在一天中的不同时间以及孤立的跑步机上行使肌纤维在其中昼夜时钟遗传突变。
科学家分析了小鼠肌肉组织和肌肉纤维,表达对运动很重要的基因。通过这种方式,当氧气水平低时,它们确定核心纤维对肌纤维对肌纤维对肌纤维的影响的影响。
“当我们遗传地操纵时钟时,我们注意到肌肉中有深刻的异常,”贝斯说。“这让我们在一个课程上了解内部肌肉时钟如何在调节肌肉细胞可以动员能量时如何重要。”
科学家们发现,当夜间夜间夜间夜间锻炼是夜间的,它们的肌肉更好地转向基因以帮助他们适应运动。由于这些基因也存在于人类中,因此,这表明人类也可以在白天期间更好地锻炼身体。
肌肉时钟通过与称为HIF的蛋白质相互作用来控制代谢反应,当氧浓度变得太低时,改变代谢以允许肌肉细胞继续使能量变化。
通常,当我们休息或做低级运动时,我们的肌肉会消耗氧气以使能量。当我们开始冲刺或锻炼剧烈时,我们会更快地消耗氧气并迅速耗尽。那是当氧气触发器的浸入HIF和信号肌肉切换到糖的能量 - 这又增加了乳酸。
关闭肌肉生物钟会阻止正常的运动能力来诱导糖的消耗和乳酸的生成。这些发现表明,更好的锻炼能力可能与一天中的特定时间有关。
未来可能会带来新的方法来操纵肌肉中的氧气
“在未来,我们可能会发现通过重置时钟来操纵细胞的氧气响应的新方法,”贝斯表示,他还拥有Charles F.在Feinberg的医学教授。他指出的药物可用,可以操纵细胞内的内部时钟。
“如果我们能够优化肌肉功能,”他说,“这也是了解如何影响糖尿病中葡萄糖新陈代谢的关键一步。”
糖尿病的特征在于肌肉的失效消耗葡萄糖,这反过来控制血糖水平。加强肌肉钟可能提供消除过量葡萄糖和治疗糖尿病的新方法。
科学家们测试了他们的理论内部时钟在肌肉细胞中,因为这些细胞特别依赖于用于收缩和代谢的氧。
“我们想确定与氧气生理使用互连时钟的规则,”Bass说。“我们相信学习肌肉可以为我们提供时钟如何控制对氧气反应的规则,我们想在各种条件下测试这些原则。”
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