Специалисты узнали, что мышцы гораздо лучше поддаются нагрузкам в светлое время суток и лучше растут. Это объясняется биологическими часами и кислородом мышц.
Ученые обнаружили циркадные часы в мышечной ткани, контролирующие метаболические реакции мышц и повышающие энергетическую эффективность в зависимости от времени суток.
Эксперименты на мышах проливают свет на способность мышцы адаптироваться к упражнениям и по-разному использовать кислород для получения энергии в различное время суток. Мышечные клетки наиболее эффективны в режиме нормального бодрствования, показали исследования. Но необходимы дополнительные изучения, прежде чем этот вывод может быть применен к рекомендациям для спортсменов.
Исследование выходит за границы мышечных клеток, поскольку реакции окисления важны для всех клеток. В частности, лишение кислорода является основным фактором возникновения инфарктов и рака, при которых кислородное голодание позволяет раковым клеткам расти.
Ученые проводили исследования на мышах, которых заставляли двигаться в разное время суток. Были проанализированы ткани мышц на экспрессию генов, важных для упражнений. Этим определялось влияние регулирования циркадных часов на мышечные волокна в плане того, как мышцы запускают процессы сжигания топлива в виде сахара и жира в зависимости от уровня кислорода.
Поскольку мыши ведут ночной образ жизни, их мышцы лучше включают экспрессию генов в ночное время, чтобы приспособиться к упражнениям, обнаружили ученые. Поскольку такие гены существуют и у людей, это говорит о том, что человек лучше реагирует на физические упражнения в течение дня.
Мышечные часы контролируют метаболические реакции, взаимодействуя с белками, называемыми HIFs, которые изменяют обмен веществ, если концентрация кислорода слишком низка для того, чтобы позволить клеткам мышцы продолжать создавать энергию.
Обычно, когда мы отдыхаем или выполняем упражнения низкого уровня, наши мышцы потребляют кислород для выработки энергии. Когда мы тренируемся усиленно, то потребляем кислород быстрее. В этом случае недостаток в кислороде вызывает HIFs и сигнализирует мышцам, чтобы переключиться на сахар для выработки энергии, что в свою очередь увеличивает содержание в мышцах молочной кислоты.
Выключение мышечных часов мешает нормальному объему тренировок, стимулируя потребление сахара и образование молочной кислоты. Эти данные свидетельствуют о том, что физическую нагрузку лучше привязывать к определенным часам дня.
«В будущем, мы можем обнаружить новые способы управления реакцией кислорода в клетках путем сброса часов», — говорит профессор Басс.
Он отметил существование лекарств, которые могут манипулировать внутренними часами в клетках.
Оптимизация работы мышц является важным шагом в понимании метаболизма глюкозы при сахарном диабете, характеризующимся неспособностью мышц потреблять глюкозу, которая в свою очередь контролирует уровень сахара в крови. Укрепление мышечных часов может обеспечить новый способ избавиться от лишней глюкозы и лечить диабет.