众所周知，生命在于运动，运动能改善机体的代谢，延缓疾病的发展，增进健康，但是不同时间运动会产生什么效果呢？对此，来自哥本哈根大学的Juleen R. Zierath和Dominik Lutter对不同时间进行急性运动后的小鼠进行了整体代谢物检测，发现早上运动主要消耗肝糖原，晚上运动主要消耗脂肪和蛋白质，揭示了与睡眠、记忆、运动表现和能量代谢相关的一系列代谢因子因运动而改变的内在规律。其研究结果于1月13日，以“Atlas of exercise metabolism reveals time-dependent signatures of metabolic homeostasis”为题，发表在Cell子刊《Cell Metabolism》上，IF：27.287。
昼夜节律能调节代谢、激素产生、免疫和行为等生理过程，而全身能量平衡和行为活动的昼夜节律控制也可通过运动以时间特异性方式获得，运动的时间可以对组织之间的紧密连接进行调节，并促进代谢过程的连贯和有效的时间门控。虽然运动对能量代谢的主要影响已得到明确定义，但缺乏运动时间如何决定组织特异性代谢适应和全系统组织协调的全面观点。
运动时间决定代谢反应类型
将小鼠在ZT3(早晨)或ZT15(傍晚)放在在跑步机上运动1h，收集血清、骨骼肌（腓肠肌）、肝脏、心脏、下丘脑(HT)、附睾白色脂肪组织(eWAT)、腹股沟皮下白色脂肪组织(iWAT)和肩胛间棕色脂肪组织(BAT)进行代谢组学检测，发现ZT15运动改变了197种代谢物，氨基酸(AA)、葡萄糖和脂质代谢影响较大，而ZT3运动使52种代谢物受到影响，肝糖原代谢影响较大。
运动对代谢通路的影响
对显著改变的代谢物进行KEGG富集分析，发现ZT15运动引起核苷酸代谢和AA代谢相关通路的强烈富集，肌糖原含量降低，肌肉糖酵解激活，WAT脂解增加。ZT3运动后肝糖原分解增加，不同的肝脏AA表现出富集，甘油代谢物增加，肝脏脂解增加。代谢途径以时间和组织依赖性方式被激活。
运动重新连接组织内和组织间代谢物相关性
构建代谢物相关网络，发现运动后具有更多的跨组织相关性，运动诱导代谢重新接线，减少BAT和HT内的整体连接，而肌肉、心脏、iWAT和血清保留连接，肝脏和eWAT内的代谢物连接增加。
ZT15运动选择性加强骨骼肌-肝脏24h组织相关性
在久坐条件下，肝脏和肌肉的相关性较小，ZT3的相关性最小，运动增加了脂质、AAs、核苷酸和碳水化合物之间的时间相关性，但在ZT15时效应更大。
运动诱导代谢物的时间和组织依赖性
在已确定的运动因子之间存在明显的基线、运动时间和组织依赖性差异，在ZT15时反应更大，ZT15运动似乎优先引导骨骼肌S-腺苷甲硫氨酸(SAM)代谢为腺嘌呤核苷酸补救、与谷胱甘肽(GSH)生成相关的转硫途径和胞质NAD+/NADH的维持，ZT15运动增加了肌肉AMP水平和AMPK的激活。
代谢产物的每日时间和运动依赖性动静脉平衡
分析不同时间运动小鼠的后肢肌肉和肝脏代谢物的动静脉差异，在每个组织中检测到数百种具有时间和运动依赖性动静脉(A/V)差异的代谢物和相关通路，组织间代谢产物流动方向与偶联代谢过程相关。
2-HB在全身和局部组织代谢中的时间依赖性作用
选择2-羟基丁酸酯(2-HB)进行研究，在ZT15运动后，肝脏和肌肉中的内源性2-HB升高，运动以时间依赖性方式增加2-HB的生成，2-HB可能在能量应激条件下传达能量状态，并影响组织代谢和全身能量平衡。
组织敏感性和对运动的反应因时间和生物钟的排列而异，但引起所需代谢结果的最佳运动时间尚不完全明确。为了了解组织如何独立和共同地对定时运动作出反应，研究者应用系统生物学方法，绘制并比较了小鼠组织和血清在一天中不同时间进行急性运动后的整体代谢物反应。组织内和组织间代谢物动力学的比较分析，包括肝脏和后肢肌肉的时间曲线和血液采样，揭示了一天中特定时间对运动的局部和全身代谢反应的无偏倚观点。这个全面的运动代谢图谱提供了关于典型和新的时间依赖性运动因子代谢物(如2-HB)的产生和分布，并揭示了运动对代谢的健康促进益处。
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原文链接：https://www.cell.com/cell-metabolism/pdfExtended/S1550-4131(21)00635-5
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