美國科學(xué)家的一項最新研究表明,，脂肪攝入過量會引起機體內(nèi)在生理節(jié)奏的變化,，從而影響其對各種生理過程的調(diào)控,。這一發(fā)現(xiàn)意味著生物鐘和代謝之間或許存在更為復(fù)雜的相互影響和關(guān)聯(lián),，并有望加深科學(xué)家對糖尿病和肥胖等疾病的理解。相關(guān)論文發(fā)表在11月7日的《細胞—代謝》上。
生物鐘主要受到光照和進食時間的影響。之前的研究表明,，生物鐘紊亂會導(dǎo)致對高脂肪食物的渴望，最近的一項研究還發(fā)現(xiàn)了缺乏睡眠的孩子有超重的風(fēng)險,。科學(xué)家們正在試圖闡明生物鐘與健康狀況之間的關(guān)聯(lián),。
在最新的研究中,，美國西北大學(xué)的內(nèi)分泌學(xué)專家Joseph Bass和同事飼養(yǎng)了一些雄性小鼠，并控制它們45%的卡路里來源于脂肪,。隨后,，研究人員紀錄下了這些小鼠每日開始滾輪跑的時間。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，高脂肪攝入的小鼠生理周期為23.8小時,，而對照組小鼠（16%卡路里來自脂肪）的周期為23.6小時。同時,，研究人員注意到,，這種內(nèi)部時變在小鼠開始增重前就已經(jīng)出現(xiàn)。
并未參與研究的美國芝加哥大學(xué)的睡眠學(xué)家EveVanCauter表示,，“該論文第一次表明了食物代謝對生物鐘行為表現(xiàn)的影響,。如果放在人類身上,，這意味著一個人可能會在理應(yīng)睡覺的時間無法入睡,，造成失眠或者夜晚吃東西的情況。”
Bass表示,，發(fā)現(xiàn)生物鐘與代謝的關(guān)聯(lián)并不奇怪,，因為這兩大系統(tǒng)有許多共同的分子信號路徑。一些與類脂物代謝相關(guān)的基因的表達模式會以24小時為周期變化,，而一些由甾醇（sterols,，脂肪代謝的一類產(chǎn)物）激活的核受體調(diào)控著生物鐘基因的表達。反之,，小鼠的一些生物鐘基因變異也會帶來一些代謝異常的記號,，包括肥胖以及與食欲調(diào)控相關(guān)的基因表達。
不過,，脂肪代謝影響生物鐘的精確機制仍是未知數(shù),。Bass表示，“通過不斷發(fā)現(xiàn)將代謝與生物鐘聯(lián)系起來的分子開關(guān),，我們終會揭示出新的路徑或者改變代謝狀態(tài)的標靶,。”
有科學(xué)家指出,，營養(yǎng)狀態(tài)與生物鐘長短的關(guān)聯(lián)也有可能是間接的。日本金澤大學(xué)（KanazawaUniversity）的HitoshiAndo表示,，有可能是小鼠建立的飲食習(xí)慣而非特定的食物影響了它們的生物鐘,。Ando曾對高脂肪食物對雌鼠生物鐘的影響進行了研究，并沒有發(fā)現(xiàn)太大的影響,。（科學(xué)網(wǎng)任霄鵬/編譯）
原始出處:
Cell Metabolism, Vol 6, 414-421, 07 November 2007
Short Article
High-Fat Diet Disrupts Behavioral and Molecular Circadian Rhythms in Mice
Akira Kohsaka,1,4 Aaron D. Laposky,1,2 Kathryn Moynihan Ramsey,1,3,4 Carmela Estrada,1 Corinne Joshu,1 Yumiko Kobayashi,4 Fred W. Turek,1,2 and Joseph Bass1,2,3,4,
1 Department of Neurobiology and Physiology, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
2 Center for Sleep and Circadian Biology, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
3 Department of Medicine, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
4 Evanston Northwestern Healthcare Research Institute and Department of Medicine, Evanston Hospital, Evanston, IL 60208, USA
Corresponding author
Joseph Bass
[email protected]
The circadian clock programs daily rhythms and coordinates multiple behavioral and physiological processes, including activity, sleep, feeding, and fuel homeostasis. Recent studies indicate that genetic alteration in the core molecular clock machinery can have pronounced effects on both peripheral and central metabolic regulatory signals. Many metabolic systems also cycle and may in turn affect function of clock genes and circadian systems. However, little is known about how alterations in energy balance affect the clock. Here we show that a high-fat diet in mice leads to changes in the period of the locomotor activity rhythm and alterations in the expression and cycling of canonical circadian clock genes, nuclear receptors that regulate clock transcription factors, and clock-controlled genes involved in fuel utilization in the hypothalamus, liver, and adipose tissue. These results indicate that consumption of a high-calorie diet alters the function of the mammalian circadian clock.
