如何將中央生物鐘同步到外圍時鐘

22 5 月, 2020


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近年來最重要的突破之一是“外圍時鐘”的發現。幾十年來,我們已經知道中央時鐘,即所謂的視交叉上核。它位於大腦中部,正好位於視神經交叉的位置上方,從而使它可以對白天和黑夜做出反應。現在我們知道,人體的幾乎每個器官都有半自動的時鐘。我們的心臟以時鐘運轉,肺部以時鐘運轉,腎臟以時鐘運轉。我們肝臟中多達80%的基因以晝夜節律表達。我們整個消化道也一樣。

我們的胃排空的速度,消化酶的分泌以及腸壁中吸收糖和脂肪的轉運蛋白的表達全天候。我們體內脂肪吸收額外卡路里的能力也是如此。我們知道這些週期是由本地時鐘驅動,而不是由我們的大腦控制,是您可以對脂肪進行手術活檢,將其放入培養皿中,然後仍然觀察它們的節律。

所有這些不僅僅只是出於生物學的好奇心。我們的健康狀況可能取決於使所有這些時鐘保持同步。可以將它想像成一個盪鞦韆的孩子。想像一下您在努力,但是您在操場上的其他活動分散了您的注意力,而不再關注您的時間安排。因此,您忘了推,或者推得太早或太晚。怎麼了?不同步,擺動會變得不穩定,變慢甚至停止。當我們跨越多個時區旅行或不得不夜班時,就會發生這種情況。

在這種情況下,“推動者”是落在我們眼睛上的光線提示。我們的晝夜節律意在每天早晨黎明時分發出明亮的光芒。但是,如果太陽在不同的時間升起,或者我們在半夜暴露在明亮的光線下,這可能會使我們的周期變得不同步,並使我們感到不適。這是外部環境與我們的中央時鐘不匹配的一個例子。問題還可能由我們大腦的中央時鐘與整個身體所有其他器官時鐘之間的未對準引起。一個極端的例子是一組出色的實驗,這些實驗表明,即使我們的大便也能引起時差。

我們的微生物組似乎有其 擁有 晝夜節律。即使它們落在陽光不散的地方,我們結腸中細菌的豐度和活動也會每天振盪。有趣,但是誰在乎呢?檢查一下:如果您將人們放在飛機上,然後在世界各地飛行一半,然後將便便餵給小鼠,則它們比餵食飛行前糞便的小鼠要胖。儘管這可能只是不良的航空食品或其他東西,但研究人員認為,發胖的菌群是晝夜節律紊亂的結果。確實,現在有幾條證據暗示“時膜破裂”(我們的中央和外圍時鐘不同步的狀態)在從早衰,癌症到情緒障礙和肥胖症等各種疾病中起作用。

明亮的光線是我們中央時鐘的同步擺動推動器。是什麼使我們的內部器官時鐘不受日光照射?食物的攝入量。這就是為什麼我們吃飯的時間可能如此重要。通過將人們鎖定在恆定的昏暗光線下,消除了所有外部時間提示,研究人員表明,僅通過改變進餐時間,就可以有效地將中樞與周圍節律脫鉤。他們每小時抽血一次,甚至每六個小時進行一次脂肪活檢,以證明由此引起的代謝紊亂。

正如晨光可以幫助您同步大腦的中央時鐘一樣,早飯可以幫助您同步時鐘。 外圍設備 遍及身體的其餘部分。跳過早餐會破壞這些時鐘基因本身的正常表達和節奏,這與不良的代謝作用相吻合。值得慶幸的是,它們可以逆轉。拿一組慣用的早餐船長,讓他們在上午8點,下午1點和下午6點吃三頓飯,與在下午1點,下午6點和晚上11點五小時進餐相比,他們的膽固醇和甘油三酸酯水平有所提高。體內膽固醇的合成也有晝夜節律,這也受到食物攝入量的強烈影響,這表現為禁食一天后膽固醇生成量下降了95%。正因為如此,多吃早飯可以使進餐時間僅改變幾個小時,導致LDL膽固醇降低20點。

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