一项关于生物钟“凹陷”的研究似乎为为什么加班或工作不规律的人容易体重增加和患糖尿病提供了证据。高比率的倒班工人体重增加和患上糖尿病,这被认为是由于他们的生物钟和他们的时间表不匹配,因此,宾夕法尼亚大学(University of pennsylvania)佩雷尔曼医学院(perelman School of Medicine)的研究人员通过改变老鼠大脑中一种分子的功能,将它们的昼夜节律从24小时缩短至21小时,从而造成了一种相关的不匹配。这些老鼠增重更多,血糖更高,肝脏更肥,所有这些都通过改变它们的环境来纠正,每天21小时。
“当外部世界与身体内部的周期不匹配时,新陈代谢就会付出代价,”该研究的资深作者、宾夕法尼亚大学医学院糖尿病、肥胖和代谢研究所主任、糖尿病和代谢疾病威尔教授米切尔·a·拉扎尔(Mitchell A. Lazar)医学博士说。“我们在研究中看到了这一点,我们相信,当人们非正常工作时间与人体结构不一致时,这种情况也会发生。”
今天发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一篇文章称,由拉扎尔领导的研究人员和拉扎尔实验室的博士后研究员、首席研究员马琳·阿德兰梅里尼(Marine Adlanmerini)博士试图探索昼夜节律失同步理论,该理论认为,一个人固有的内部时钟的破坏或改变会导致不良结果。轮班工人——那些可能工作很长时间,上夜班,或者在工作之间休息时间不规律的人——容易受到这种影响,这可能就是为什么他们看起来更容易患肥胖、糖尿病和代谢疾病,包括肝脏保留了更多的脂肪。
因此,为了探究昼夜节律去同步是否是一种可行的解释,研究人员移除了一种名为REV-ERB的分子,这种分子驻留在老鼠的脑细胞中,似乎控制着身体内部的时钟,使其保持在24小时周期内。当REV-ERB被删除时,老鼠的生物钟大约缩短了3个小时,这是研究人员通过跟踪老鼠的正常睡眠/清醒模式确定的。
虽然这些老鼠的生物钟跑得更快,但其中一些老鼠被保持在一个典型的24小时周期中,其中12小时是白天,12小时是黑夜。在正常饮食的情况下,这些老鼠能够控制体重。但是,当给他们一种脂肪和糖含量较高的饮食时(这种饮食对典型的美国人来说并不陌生),他们的体重增加得更多,出现更多的不利状况,如糖尿病和脂肪肝。此外,那些仍有REV-ERB但被给予高脂肪和高糖饮食的小鼠没有出现同样多的不良结果。
拉扎尔说:“一种可能的解释是,缺少REV-ERB的老鼠体内时钟的运行与24小时不一致,这导致了身体的代谢压力。”
一种“固定”的方法是,当研究人员调整老鼠在实验室的“一天”的长度,以匹配它们失灵的内部时钟:21小时的一天,10.5小时的光和暗周期,以匹配它们21小时的内部时钟。当这种情况发生时,生物钟被改变的老鼠不再那么容易受到不健康饮食的不良影响。
这一修正似乎符合昼夜节律去同步理论:一旦内部时钟和白天重新对齐,新陈代谢似乎就会以正常、健康的速度运行。
拉扎尔解释说:“这对如何预防或减少倒班工人的肥胖和糖尿病可能是一个教训。”“例如,与轮班工人自己的时钟更好地匹配吃饭的时间可能是有益的。这也与一些在老鼠和人身上进行的研究一致,这些研究表明,在一天的特定时间进食可能会改善体重控制和新陈代谢。”
接下来,拉扎尔、阿德兰梅里尼和他们的团队认为,找到能够测试并表明一个人内部时钟运行方式的生物标志物将是关键。
拉扎尔说:“这样的信息可以与何时进食的决定相匹配,就像血糖监测可以帮助糖尿病人了解他们应该在什么时候服用更多胰岛素一样。”