这种昼夜节律肝脏基因如何帮助身体在深夜和午夜零食后保持平稳工作

: By 大卫·雷（David Ray）等

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昼夜节律是我们健康的重要方面。 kanyanat wongsa / Shutterstock

Every living human is controlled by an internal “clock” which drives our circadian rhythm – the natural internal process that regulates our sleep-wake cycle during a 24-hour period.每个活着的人都受一个内部“时钟”控制，该时钟驱动我们的昼夜节律-调节XNUMX小时睡眠-觉醒周期的自然内部过程。 This internal clock controls most of our body processes over this period, including our sleep cycle, digestion, metabolism, appetite and immunity.这个内部时钟控制着我们这段时间的大部分身体过程，包括睡眠周期，消化，新陈代谢，食欲和免疫力。

External light levels, eating times and physical activity all act to keep the body clock synchronised to the external environment.外部光照水平，进食时间和体育锻炼都可以使体内时钟与外部环境保持同步。 Every cell in our body also has its own clock, which helps keep these processes working so seamlessly.人体中的每个细胞都有自己的时钟，这有助于使这些过程无缝地运行。 For example, clocks in individual tissues, such as the liver, work to ensure timely supply of energy to the rest of the body.例如，单个组织（例如肝脏）中的时钟可以确保向身体的其他部位及时提供能量。

But our circadian rhythm can be disrupted by any number of factors, including going to bed later than usual, or eating late at night.但是我们的昼夜节律可能会受到许多因素的干扰，包括比平时晚睡觉或深夜进食。 While occasional disruptions are no cause for alarm, research shows that long-term circadian rhythm disruption can cause poor health.尽管偶尔的干扰不会引起警报，但研究表明，长期的昼夜节律破坏会导致健康状况不佳。 For example, many studies have found that regular shift work increases the例如，许多研究发现，定期轮班会增加肥胖的风险和 2型糖尿病。 And unfortunately,不幸的是，昼夜节律紊乱由于光污染，噪音和电子设备的出现，这在我们的社会中正变得越来越普遍，所有这些因素都可能加剧这些慢性健康状况。

But why is the body able to manage one-off instances of circadian rhythm disruption – such as staying up late on the weekend, or eating a late-night meal – without any health consequences?但是，为什么身体能够处理一次性的昼夜节律紊乱（例如，在周末熬夜或吃深夜饭）而没有任何健康后果呢？ Our我们的最近的工作看看昼夜节律如何控制新陈代谢过程以匹配我们的日常食物摄取方式就可以解决问题。

肝基因“时钟”

我们生物钟的一个重要组成部分是一种名为 REVERB? 的蛋白质。它是保持我们身体每个器官的生物钟“滴答作响”的蛋白质网络之一。然而，REVERB 的自然遗传变异？基因是与肥胖有关 in humans.在人类中。 Research has also found that mice研究还发现，老鼠缺乏基因所有组织中的脂肪都会在器官内和器官周围积聚，如果进食高脂饮食，可能会变得非常肥胖。

我们想更仔细地研究 REVERB 的作用？在肝脏中，因为肝脏对于维持能量平衡至关重要，其功能具有高度昼夜节律性，以应对睡眠期间的禁食。为此，我们使用了一种新型转基因小鼠混响？基因缺失仅在肝脏中。

令我们惊讶的是，我们发现删除REVERB？影响相对较小。特别是，我们没有看到我们预期的肝脏中脂肪的积累，而这在缺乏 REVERB 的动物中会出现？在所有组织中。然而，当我们绘制可能受 REVERB? 控制的肝脏基因图谱时，我们发现了数千个基因，其中包括能量和脂肪代谢主要调节因子的基因。

所以我们遇到了一个悖论：生物钟调节器在肝脏中具有广泛的目标，但它对于正常的肝功能并不是必需的。这提出了两个重要问题。一、那正常情况下的REVERB？已准备好，但不是调节脂肪代谢所必需的。其次，早期的发现与混响有关？肥胖（以及多个器官中脂肪的积累）实际上可能是由全身暗示引起的。

具体来说，我们认为在意想不到的时间进食可能是导致肥胖的原因。这是因为老鼠缺乏REVERB？他们的整个身体都有不规则的饮食模式，尤其是在休息或睡眠期间的进食。

为了验证这个想法，我们分析了当老鼠使用 REVERB 时会发生什么？肝脏中删除的基因会受到喂养计划的干扰，就像轮班工作如何扰乱饮食计划一样。在这里，我们发现紊乱的喂养会导致控制脂肪代谢的基因表达发生重大变化——但只有当 REVERB?从肝脏中删除。这表明混响？可以消除饮食失调的影响，如下图所示。

如何混响？停止昼夜节律“干扰”

如何混响？停止昼夜节律“干扰”
丹妮尔·凯（Danielle Kay）, 作者提供

In this way, all the internal clocks embedded in our body's tissues serve to protect against occasional changes in behaviour (such as the odd late-night meal).这样，嵌入在人体组织中的所有内部时钟都可以防止偶尔的行为变化（例如，奇怪的深夜进餐）。 However, when we are constantly doing things that go against our natural circadian rhythm – such as always eating late, or working night shifts – this protective system is overwhelmed, leading to obesity and diabetes.但是，当我们不断做一些与我们的自然昼夜节律背道而驰的事情时（例如，总是吃晚或上夜班），这种保护系统就会不堪重负，导致肥胖和糖尿病。

Our study therefore highlights the importance of eating meals in sync with the body clock, during the day.因此，我们的研究强调了在白天与人体时钟同步进餐的重要性。 To keep our liver clock ticking – and to keep our whole circadian rhythm working properly – it's important to develop an eating schedule that has a clear separation between the fed period (typically during the day), and the fasted period (typically during the night).为了使我们的肝脏时钟保持节拍，并保持整个昼夜节律正常运行，重要的是制定饮食计划，使进食期（通常在白天）和禁食期（通常在晚上）之间有明显的区别。 This is hard for shift workers, depending on shift schedule, so strategies to help are urgently needed.对于轮班工人来说，这很困难，具体取决于轮班时间表，因此迫切需要帮助的策略。