晝夜節(jié)律紊亂或致糖尿病脂肪肝

慕尼黑亥姆霍茨中心和德國糖尿病研究中心開展的一項(xiàng)新研究,通過24小時(shí)觀察小鼠食物攝入與禁食、休息與活動(dòng)之間的差異,揭示了糖皮質(zhì)激素(如皮質(zhì)醇)如何控制糖和脂肪水平。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《分子細(xì)胞》雜志上。

人體中的每個(gè)細(xì)胞都由內(nèi)部生物鐘驅(qū)動(dòng)。該生物鐘遵循24小時(shí)的晝夜節(jié)律,與白天和黑夜的自然周期同步運(yùn)行,主要受陽光控制,也受社交習(xí)慣控制。在一個(gè)健康的系統(tǒng)中,腎上腺每天早晨都會(huì)產(chǎn)生糖皮質(zhì)激素。清醒前釋放高水平的糖皮質(zhì)激素,會(huì)促使人體將脂肪酸和糖轉(zhuǎn)化為能量。

如果晝夜節(jié)律紊亂,例如由于輪班工作或時(shí)差原因,會(huì)引起糖皮質(zhì)激素水平的改變,可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的代謝異常,例如肥胖癥、Ⅱ型糖尿病或脂肪肝。這項(xiàng)研究的目的是了解人每天釋放大量糖皮質(zhì)激素的重要性,這些激素對人體生物鐘的影響,以及在每日代謝周期中的作用。

為研究糖皮質(zhì)激素在肝臟中的代謝功能,研究人員利用新的高通量技術(shù),對所謂糖皮質(zhì)激素受體的活性進(jìn)行了表征。他們晝夜每4個(gè)小時(shí)分析一次小鼠肝臟,給小鼠喂食普通或高脂飲食。通過最新的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù),研究小組得以了解糖皮質(zhì)激素受體在何時(shí)何地發(fā)揮其代謝作用。

他們分析了在24小時(shí)肝臟代謝周期中糖皮質(zhì)激素釋放的波動(dòng)情況。結(jié)合基因組對時(shí)間的依賴性,來說明糖皮質(zhì)激素在小鼠睡眠狀態(tài)的禁食期間,和小鼠活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)食時(shí)如何調(diào)節(jié)其代謝。該研究還顯示了這些激素如何控制大部分節(jié)律性基因的活性。在所謂的基因敲除小鼠中,如果失去糖皮質(zhì)激素的控制,將影響血液中的糖和脂肪含量。

研究人員在對小鼠注射地塞米松(一種能激活該受體的合成糖皮質(zhì)激素)后,檢查了小鼠的基因組效應(yīng)。研究負(fù)責(zé)人法比伊昂·庫格利阿利尼說:“通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠的藥物反應(yīng)與瘦小鼠的藥物反應(yīng)不同。這是我們第一次能夠證明,營養(yǎng)可以改變新陳代謝的激素和藥物反應(yīng)。”(記者顧鋼)

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