曼彻斯特大学科学家的研究表明，一致的日常运动和休息模式可以使与关节和脊柱相关的局部生物钟与大脑时钟同步，可能有助于个人保持骨骼健康，提高运动表现并避免受伤。

尽管发表在《自然通讯》上的这项研究涉及小鼠，但科学家们认为，人类软骨和椎间盘（具有非常相似的生理特性） 很可能会以类似的方式做出反应。

它还有助于将 300 年前北安普敦郡艾尼霍 (Aynho) 牧师瓦斯 (Wasse) 先生向米德 (Mead) 博士提出的关于人体早晨和夜间高度差异的观察结果结合起来。

在英国皇家学会发表的信中，牧师引用了他对因太矮而退伍的士兵的观察，认为经过一夜良好的睡眠后，我们的身高增加了半英寸多。

哺乳动物行为和生理的日常节律是由昼夜节律系统产生的，该系统会适应光线和进食等环境因素。

科学家们早就知道，大脑的中央生物钟与其他有自己生物钟的器官之间的失调会增加患糖尿病和心血管疾病等病理和疾病的风险。

然而到目前为止，人们对关节软骨（没有神经或血液供应）的时钟与大脑之间的关系知之甚少。

曼彻斯特大学资深作者、生物钟专家孟庆军教授表示：“我们不仅发现，在不适当的时间锻炼可能会导致软骨和椎间盘时钟与大脑中枢时钟之间的失调，我们已经找到了发生这种情况的机制，并且骨骼时钟可以与日常身体活动模式重新同步。

“我们早期的工作发现椎间盘和软骨中的生物钟会随着年龄的增长而减弱。重要的是，健康的软骨和椎间盘没有神经，也没有血液供应，所以直到现在还不清楚它们的内部生物钟如何与大脑同步。”

“骨密度丧失、关节软骨退化和椎间盘退变是骨骼老化的主要特征，所有这些都会导致疼痛和活动能力丧失。

“重要的是，我们已经确定了骨骼衰老的一种新的时钟机制，这可能对理解虚弱以及设计更有效的运动和物理治疗治疗时机以保持良好的骨骼健康和活动能力产生深远的影响。 ”

曼彻斯特大学的主要作者米哈尔·杜德克博士说：“当我们白天站立和走动时，水会从脊柱的椎间盘以及臀部和膝盖的软骨中被挤出，使我们的身材稍微矮一些。”到一天结束时——正如瓦斯牧师先生 300 年前所指出的那样。

“但他不知道的是，这会导致组织的渗透压增加，因为相同量的矿物质现在溶解在更少的水中，因此实际浓度增加。细胞感知渗透压的这种变化并同步这些骨骼组织内的时钟”。

“当我们休息时，水会在晚上回来，渗透压会降低，尽管这种变化方向对生物钟没有影响。

科学家们检查了每天在休息时间在跑步机上锻炼的老鼠，以显示软骨、椎间盘和大脑中的时钟发生了什么变化。

他们通过在实验室中压缩小鼠椎间盘或软骨外植体或将它们暴露于正常生理范围内的较高渗透压培养基中来证实了这一发现。两者都产生了类似的时钟同步效果。

孟庆军教授说：“我们实际上已经确定了一种新机制来了解我们的生物钟如何与外部环境保持一致。

“时钟的进化是为了让你为环境中可预测的节奏变化做好准备。

“我们的结果表明，早上的体力活动与每日睡眠/觉醒周期模式相关，可将时间信息从大脑中的光敏中央时钟传递到承重骨骼组织。实际上，它是在告诉您的骨骼系统时间到了。”起床。

“但是，当这种排列与大脑脱节时，就像其他器官和组织一样，它可能会对您的身体健康产生不利影响。

“如果你不断改变锻炼时间，你可能更容易出现这种不同步的情况。

“然而，如果你在锻炼时改变，但随后保持这种锻炼方式一段时间，我们表明你的生物钟最终会重新调整，你会适应它。”

他补充道，“例如，频繁改变时区参加体育赛事——例如国际运动员生活的一个方面，可能会损害运动表现，并可能使个人更容易受伤。

“我们的工作表明，老年动物骨骼组织中的生物钟仍然对日常运动模式做出反应。因此，为老年人组织的步行小组如果每天在相似的时间进行，可能对他们的健康更有益。”

Versus Arthritis 研究与健康情报总监露西·唐纳森 (Lucy Donaldson) 表示：“我们已经知道锻炼是减轻关节炎疼痛和影响的最佳方法之一，这项早期研究表明，在一天中的某些时间锻炼可能会改善关节炎的症状。”为关节炎患者带来额外的好处。

“我们的身体遵循的每日 24 小时周期，例如睡眠时体内温度下降和一天中某些时间血压上升，被称为昼夜节律。我们身体内部有一些过程使这种节律持续下去，被称为“时钟”，它们都与我们大脑中的中央生物钟相关。

“这项针对小鼠的早期研究探索了关节软骨中的局部时钟与大脑中的中央生物钟之间的联系，结果表明，这有助于我们的骨骼和软骨随着时间的推移而退化的速度。研究结果表明，当这些时钟停止时如果不同步，我们的骨骼和软骨会退化得更快，但当它们对齐时，这个过程就会减慢。在一天中的某些时间锻炼有助于保持生物钟同步，因此可以减缓关节炎的进展。

“这是一个重要的发现，因为它可以帮助我们通过运动和体力活动开发更有针对性的肌肉骨骼疾病治疗方法，例如关节炎。”