文|陳根
眾所周知,運動有益健康——運動可以激活免疫系統,幫助循環,增加機體彈性、幫助放松。通過對身體不同部位的物理刺激,運動使得身體重新設計養分分配的固定模式,從而重新建立新的平衡。
但至于什么時間運動,卻一直以來有所爭議,畢竟,運動的不同時間影響著運動的效果,人人又都要想取得最佳效果。無疑,運動也有其學問,什么時間運動,運動多久有效,都需要科學來支撐其結論——而隨著研究的深入,如何理解運動,在“運動有益健康”的基礎上進行事半功倍的運動,答案已經呼之欲出。
運動也有正確時間?
當前,運動對能量代謝的影響已經得到了證實,實際上,機體任何輕微的活動都可提高代謝率。
人在運動時,由于肌肉活動所消耗的能量需要通過營養物質的氧化來補充,因而可引起耗氧量顯著增加。機體耗氧量的增加與肌肉活動的強度呈正比,在持續運動時耗氧量可達安靜時的10~20倍,機體的產熱量也隨之增加。這也是為什么可以用能量代謝率作為評估肌肉活動強度的指標的原因。
不過,一直以來,運動時間如何干預代謝狀態則一直是個未知的問題,人們對不同時間段運動的異同還一無所知——幾乎所有細胞都在24小時內調節其生物過程,也稱為晝夜節律,即生物鐘。這意味著,不同組織對運動影響的敏感性會根據一天中的時間而變化。
基于此,一篇發表在《Cell Metabolism》上的文章嘗試對這一問題進行了解答。研究人員利用小鼠模型發現,一天中不同時間段運動的確會對局部和全身代謝產生不同的影響。研究人員將小鼠分為兩個實驗組,讓它們分別于清晨或傍晚時在跑步機上進行1小時的運動,另外還設置了不運動的對照組。
運動結束后分別采集小鼠各部位組織,如:血清、骨骼肌、肝臟、附睪白色脂肪組織(eWAT)、腹股溝皮下白色脂肪組織(iWAT)和肩胛間棕色脂肪組織(BAT)等,對這些組織的代謝物和基因表達狀態進行組學分析。
結果發現,傍晚的運動改變了197種肌肉代謝物,而清晨的運動影響了52種代謝物。這包括兩個時間點共有的31種代謝物,以及各自特有的166種(傍晚)和21種(清晨)代謝物。
糖代謝方面,清晨運動降低了肝糖原含量。同時,在傍晚運動后,肌肉中參與糖酵解的基因也增加。研究人員表示,在清晨通過肝臟的糖原分解和糖異生所產生的能量就足夠運動所需,但在傍晚,肝臟產生葡萄糖可能受到了抑制,從而導致機體對肌糖原依賴更多。
氨基酸代謝方面,氨基酸在傍晚運動的小鼠血清中高度富集,也就是說,在傍晚運動后,蛋白質降解和氨基酸利用率增加。與之相對應的是,肌肉的甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、賴氨酸和酪氨酸在傍晚運動后有所增加。雖然在傍晚運動后肝臟中的甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和苯丙氨酸代謝水平也有所增加,但在清晨運動后,肝臟也表現出氨基酸代謝通路的富集。研究人員認為,這說明肝臟可以根據運動時間的不同,動態調節和利用氨基酸代謝。
脂質代謝方面,清晨運動可顯著誘導肝臟中一部分脂肪酸升高,而傍晚運動可使血清、eWAT和iWAT中的脂肪酸升高。肝臟中的甘油在清晨運動后上升明顯, iWAT中的甘油則在傍晚運動后升高。這意味著,清晨的運動會刺激肝臟中脂肪分解,但傍晚的運動會刺激iWAT 中的脂肪分解。
總體看來,清晨和傍晚運動對代謝影響各有側重。清晨運動主要通過糖代謝途徑供能,肝糖原儲備較為豐富,不易出現血糖的大幅波動,可能更加適合糖代謝障礙的人群,如糖尿病和低血糖患者。而傍晚運動更多地調動了脂肪分解,可能對減脂人群更為合適。
運動時間,男女有別?
如果說運動對全身代謝的特定時間的影響增加人們對于如何運動的新視角,那么,美國斯基德莫爾學院、加州州立大學的一項針對男女性的運動時間的研究則進一步加深了人們對運動多效性的理解,并揭示運動對健康最大益處的機理。
該研究共納入30名女性和26名男性,年齡在25-55歲之間,所有參與者接受了一項為期12周的干預訓練。不同的是,女性和男性參與者事先被獨立隨機分配到兩組,一組在早上6:30-8:30之間鍛煉,另一組在晚上18:00-20:00之間鍛煉。并且都遵循了特殊的飲食習慣。
在試驗開始和結束時,對參與者的有氧能力、肌肉耐力、柔韌性、平衡性、上下肢力量和爆發力以及跳躍能力進行綜合評估。在試驗前后比較了其他健康指標,如血壓、動脈僵硬度、呼吸交換率、體脂分布和百分比以及血液生物標志物,以及情緒和食物飽腹感。
研究結果發現,選擇在不同的時間運動確實會對人體的心臟代謝、身體成分和身體表現結果產生比較深遠的影響,且這些影響在男性和女性參與者中有不同的表現。對于男性來說,晚上鍛煉比早上鍛煉更有效,而女性的結果則各不相同,不同的鍛煉時間會改善不同的健康結果。
其中,參與試驗的所有女性都降低了腹部、臀部和全身脂肪,并降低了血壓,但這些改善在早上鍛煉的女性中更大,與晚上鍛煉的女性相比,早晨鍛煉的女性腹部脂肪消耗量要多7%,血壓也要低7%。并且,早上鍛煉讓女性的腿部力量明顯更強。
而女性選擇在晚上訓練則會大大增加上半身肌肉力量、爆發力和耐力,并增強整體情緒。這部分女性的上半身力量要更高,此外她們對食物的需求,以及情緒控制更強。相對來說,晚上鍛煉的女性肌肉力量要更強,比早晨鍛煉女性高出29%,同時耐力也要高出15%。
實際上,對于女性來說,早晨運動的好處還遠不止于此。一份發表在International Journal of Cancer的研究發現,與不運動者相比,早晨8-10點運動與乳腺癌發病風險降低26%有關,與前列腺癌癥發病風險降低27%有關。而在其他時間段運動,對乳腺癌沒有明顯保護作用。但是對于前列腺癌來說,晚上7點到11點運動,也可以降低前列腺癌發病風險。換言之,對于女性來說,預防乳腺癌最有效的運動時間是早晨八點到十點運動。
此外,只有晚上鍛煉的男性才能看到膽固醇、血壓、呼吸交換率和碳水化合物氧化的改善。也就是說,對于男性而言,與清晨運動相比,在晚上運動能降低血壓、心臟病風險和疲勞感,并刺激脂肪氧化,有助于燃燒更多脂肪。
當然,不論是早上運動還是晚上運動,都對改善心臟代謝和情緒健康以及女性和男性身體表現出益處——在試驗過程中,所有參與者的整體健康狀況和表現都得到了改善,無論他們被分配到早上還是晚上運動。
運動多久才有效?
縱觀人類歷史,在大部分時期,人類的食物資源都十分匱乏,不得不四處搜尋食物。一旦吃飽了,人們就會停下來休息、保留體力,因為不知道下一頓飯會在哪里。但現在人們的生活方式中有太多坐憩行為。畢竟,在科技、汽車和其他節省勞動力的設施的幫助下,人們不再需要依靠徒步來維持日常的生存需要。
但顯然,缺乏運動會對我們的健康不利。一項發表于《柳葉刀》的元分析發現,相比于經常進行鍛煉的人,缺乏運動的人患結腸癌、乳腺癌和糖尿病的風險會分別增加 30-40% 、30%和20-60%,而過早死亡的風險也會增加30-50%。
當前,隨著人們健康意識的提升,人們對運動也愈發關注。人們期待取得運動的最佳效果,以至于一提起運動健身,許多人就會聯想到在健身房里揮汗如雨,或是一天至少連續運動30分鐘以上。畢竟,連英國公共衛生署建議成年人每周應該至少做150分鐘中等強度的有氧運動。但這對許多人來說極具挑戰性。
實際上,一定程度上來說,“動起來”就已經是一種勝利。研究表明,要想健身,“短平快”的運動不但能讓人受益,效果可能也更好。 究其原因,對于人體來說,即使停止運動后的身體恢復階段,新陳代謝仍在保持運動時的狀態,不會馬上停下來。如果一天或是一周中多次短時間運動的話,就會比一次性較長時間運動消耗更多能量。
一份對多個單獨研究結果的分析發現,把中等強度的運動分成幾小塊零星運動實際上能讓人更好減肥、減脂以及降低壞膽固醇水平,這可能就是其背后的原因所在。它同一次較長時間運動給心肺健康以及血壓帶來的效果同樣好。
“短平快”運動不但對分解脂肪、降血壓以及降低低密度膽固醇有好處,并且,每次運動時肌肉會收縮,肌肉收縮過程中可以把血液中的葡萄糖轉移到肌肉中去。 研究發現,每天只做6次、每次只做一分鐘劇烈運動的二型糖尿病患者不但在當天、而且在24小時之后其血糖控制水平都更好。這種特殊機制不但有助于更好控制血糖水平,從長遠來看還有助于減少罹患二型糖尿病風險。
或許,對于運動來說,就是“每分每秒都管用”。換言之,每一分鐘都重要。此前,來自來哈佛大學附屬麻省總醫院的研究團隊則就運動進行了更細致的研究,他們發現,僅僅12分鐘的劇烈心肺運動就能導致人體代謝產物的水平發生巨大的變化——588種代謝產物中的502種循環水平發生了變化。
這些代謝產物與人體心臟代謝、心血管和長期健康息息相關。比如,與心臟病、糖尿病和壽命減少有關的關鍵代謝產物谷氨酸下降了29%;與增加糖尿病和肝病風險相關的代謝產物二甲基胍基戊酸下降了18%;與脂解相關的代謝物1-甲基煙酰胺增加了33%;脂肪褐變增加了26%等。
所以,即使只有一分鐘的時間,仍然可以積少成多,向每天30分鐘目標挺進。話說回來,如果每天都能做幾次短時間運動,每周150分鐘的中等運動目標似乎也就不那么遙遠了。