美國(guó)西北大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)深夜進(jìn)食跟糖尿病和體重增加有關(guān)的背后機(jī)制 _美國(guó)

美國(guó)西北大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)深夜進(jìn)食跟糖尿病和體重增加有關(guān)的背后機(jī)制
據(jù)cnBeta：美國(guó)西北大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了深夜進(jìn)食跟糖尿病和體重增加有關(guān)的背后機(jī)制。根據(jù)美疾病控制中心(CDC)的數(shù)據(jù)，3730萬(wàn)美國(guó)人患有糖尿?。濟(jì)攔絲詰?1.3% 。另有9600萬(wàn)18歲或以上的美國(guó)人患有糖尿病前期，占美國(guó)成年人口的38.0% 。
肥胖是一種常見(jiàn)的、嚴(yán)重的和昂貴的疾?。?根據(jù)CDC的數(shù)據(jù) ，美國(guó)肥胖癥的發(fā)病率為41.9% 。
飲食時(shí)間、睡眠和肥胖之間的聯(lián)系是眾所周知的，但人們對(duì)此了解甚少。研究表明，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩會(huì)改變脂肪組織并擾亂晝夜節(jié)律。
西北大學(xué)的新研究首次表明，能量釋放可能是我們內(nèi)部時(shí)鐘控制能量平衡的分子機(jī)制。從這一理解中，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在地球自轉(zhuǎn)的光照環(huán)境中，白天是能量以熱量形式散失的最理想時(shí)間。這些發(fā)現(xiàn)具有廣泛的影響，從節(jié)食到睡眠不足以及我們喂養(yǎng)需要長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)援助的病人的方式。
相關(guān)研究報(bào)告已于10月20日在《科學(xué)》上。
西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院Charles F. Kettering教授Joseph T. Bass博士說(shuō)道：“眾所周知，盡管人們對(duì)其了解不多，但對(duì)身體時(shí)鐘的傷害將是對(duì)新陳代謝的傷害。”他也是西北醫(yī)學(xué)的內(nèi)分泌專家。
“當(dāng)動(dòng)物食用西式食堂飲食--高脂肪、高碳水化合物--時(shí)鐘會(huì)被擾亂。時(shí)鐘對(duì)人們進(jìn)食的時(shí)間很敏感，特別是在脂肪組織中，而這種敏感度被高脂肪飲食甩掉了。我們?nèi)匀徊幻靼走@是為什么，但我們知道的是，隨著動(dòng)物變得肥胖，它們開始在應(yīng)該睡覺(jué)的時(shí)候吃得更多。這項(xiàng)研究顯示了為什么這很重要，”Bass說(shuō)道。
據(jù)悉，Bass還是糖尿病和新陳代謝中心的主任和芬伯格醫(yī)學(xué)部的內(nèi)分泌學(xué)主任。Bass實(shí)驗(yàn)室的博士后Chelsea Hepler是第一作者并做了許多生物化學(xué)和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，這為該團(tuán)隊(duì)的假設(shè)提供了依據(jù) 。現(xiàn)在在杜克大學(xué)的Rana Gupta也是一位關(guān)鍵的合作者。
擾亂內(nèi)部時(shí)鐘
在這項(xiàng)研究中，夜間活動(dòng)的小鼠被喂以高脂肪飲食，要么在它們的非活動(dòng)期（光），要么在它們的活動(dòng)期（暗）。在一個(gè)星期內(nèi)，跟那些在黑暗中喂養(yǎng)的小鼠相比，在光照時(shí)間喂養(yǎng)的小鼠體重增加了。為了減輕溫度對(duì)其研究結(jié)果的影響，科學(xué)家們將溫度設(shè)置為30度并在那里小鼠消耗的能量最少。
“我們認(rèn)為也許有一個(gè)能量平衡的組成部分，小鼠在特定時(shí)間吃東西會(huì)消耗更多的能量， ”Hepler說(shuō)道，“這就是為什么它們可以在一天中的不同時(shí)間吃同樣數(shù)量的食物，并且當(dāng)它們?cè)诨顒?dòng)期跟應(yīng)該睡覺(jué)的時(shí)候吃東西時(shí)更健康。”
能量消耗的增加使研究小組開始研究脂肪組織的代謝，看看在內(nèi)分泌器官內(nèi)是否發(fā)生了同樣的效果。他們發(fā)現(xiàn)確實(shí)如此，具有遺傳增強(qiáng)的生熱作用--或通過(guò)脂肪細(xì)胞釋放熱量--的小鼠防止了體重增加并改善了健康。
Hepler還發(fā)現(xiàn)了徒勞的肌酸循環(huán)，其中肌酸（一種有助于維持能量的分子）在脂肪組織內(nèi)經(jīng)歷了化學(xué)能量的儲(chǔ)存和釋放，這意味著肌酸可能是熱釋放的基礎(chǔ)機(jī)制。
研究結(jié)果可為慢性病護(hù)理提供參考
Bass和西北大學(xué)的同事們20多年前所做的研究為這一科學(xué)提供了支撐，他們發(fā)現(xiàn)內(nèi)部分子鐘跟動(dòng)物的體重、肥胖和代謝之間存在關(guān)系。
Bass的實(shí)驗(yàn)室專注于使用基因方法研究生理學(xué) ，其面臨的挑戰(zhàn)是弄清楚這一切意味著什么并找到產(chǎn)生這種關(guān)系的控制機(jī)制。現(xiàn)在這項(xiàng)研究則使他們往前更邁近一步。
Bass表示，這些發(fā)現(xiàn)可以為慢性病護(hù)理提供參考，特別是在病人有胃管的情況下。病人通常在晚上睡覺(jué)時(shí)被喂食，此時(shí)他們釋放的能量最少。這些病人的糖尿病和肥胖率往往很高，Bass認(rèn)為這可以解釋為什么。他還想知道這項(xiàng)研究會(huì)如何影響II型糖尿病的治療。如在注射胰島素時(shí)是否應(yīng)該考慮進(jìn)餐時(shí)間？
Hepler將繼續(xù)研究肌酸代謝。她說(shuō)道：“我們需要弄清楚，從機(jī)制上講，晝夜節(jié)律鐘是如何控制肌酸代謝的，這樣我們就能弄清楚如何促進(jìn)它。時(shí)鐘對(duì)脂肪組織層面的代謝健康有很大作用，而我們還不知道有多大作用。”
相關(guān)：為什么吃宵夜導(dǎo)致體重增加和糖尿病
據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)：進(jìn)食時(shí)間、睡眠和肥胖之間的關(guān)系眾所周知，但人們對(duì)其作用機(jī)制卻了解甚少。研究表明，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩會(huì)擾亂晝夜節(jié)律，改變脂肪組織。
美國(guó)科學(xué)家的最新研究首次證明，能量釋放可能是生物鐘控制能量平衡的分子機(jī)制。根據(jù)這一認(rèn)識(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在地球自轉(zhuǎn)的光環(huán)境中，白天是最適合將能量作為熱量散發(fā)出去的時(shí)間段。從節(jié)食到睡眠不足，以及需要長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)輔助患者的進(jìn)食方式，該發(fā)現(xiàn)具有廣泛的意義。相關(guān)論文10月21日發(fā)表于《科學(xué)》。
西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院教授、通訊作者Joseph T. Bass表示，當(dāng)動(dòng)物吃西式自助餐——高脂肪、高碳水化合物時(shí)，生物鐘就會(huì)被打亂。
“生物鐘對(duì)人們的進(jìn)食時(shí)間很敏感，而這種敏感性會(huì)被高脂肪飲食打亂。我們?nèi)匀徊幻靼走@是為什么，但我們知道，當(dāng)動(dòng)物變得肥胖時(shí)，它們?cè)诒驹撍X(jué)的時(shí)候吃得更多。這項(xiàng)研究說(shuō)明了為什么這很重要。”Bass說(shuō) 。
在這項(xiàng)研究中，夜間活動(dòng)的小鼠在不活動(dòng)（光照）期間或活動(dòng)（黑暗）期間都被喂食高脂肪食物。在1周內(nèi)，與在黑暗中喂養(yǎng)的小鼠相比，在白天喂養(yǎng)的小鼠體重增加更多。該團(tuán)隊(duì)將溫度設(shè)定為30攝氏度，在這個(gè)溫度下，小鼠消耗的能量最少，從而減輕了溫度對(duì)研究結(jié)果的影響。
“我們認(rèn)為這可能是能量平衡的一個(gè)組成部分，小鼠在特定時(shí)間進(jìn)食會(huì)消耗更多能量。”該研究第一作者、Bass實(shí)驗(yàn)室博士后Chelsea Hepler說(shuō)，“這就是為什么它們可以在一天的不同時(shí)間吃相同數(shù)量的食物，在活動(dòng)時(shí)間吃東西比在應(yīng)該睡覺(jué)時(shí)間吃東西更健康。”
隨著能量消耗的增加，研究小組開始對(duì)脂肪組織的新陳代謝展開研究，以確定在內(nèi)分泌器官中是否也會(huì)出現(xiàn)同樣效果。結(jié)果確實(shí)如此。并且他們發(fā)現(xiàn)，具有基因增強(qiáng)的生熱能力（或通過(guò)脂肪細(xì)胞釋放熱量）的小鼠可以防止體重增加，改善健康狀況。
Bass說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)可以為慢性病的治療提供信息，特別是在患者使用胃飼管的情況下。患者通常在夜間睡眠時(shí)進(jìn)食，此時(shí)他們釋放的能量最少。這些患者的糖尿病的發(fā)病率和肥胖率往往很高，Bass認(rèn)為這可以解釋其中的原因。他還想知道這項(xiàng)研究如何影響II型糖尿病的治療。例如，在注射胰島素時(shí) ，是否應(yīng)該考慮進(jìn)餐時(shí)間？
Hepler還發(fā)現(xiàn)了無(wú)效的肌酸循環(huán) 。肌酸（一種有助于維持能量的分子）在脂肪組織內(nèi)儲(chǔ)存和釋放化學(xué)能，這意味著肌酸代謝可能是熱量釋放的機(jī)制。Hepler將繼續(xù)研究肌酸代謝，“我們需要弄清楚晝夜節(jié)律時(shí)鐘是如何控制肌酸代謝的，這樣才能搞清如何促進(jìn)肌酸代謝。生物鐘對(duì)脂肪組織層面的代謝健康有很大影響，但我們還不知道影響有多大” 。
相關(guān)論文信息：http://doi.org/10.1126/science.abl8007