根據(jù)威爾康奈爾醫(yī)學(xué)研究人員的兩項(xiàng)研究，保持身體及其細(xì)胞被夾帶到24小時(shí)晝夜循環(huán)的生物鐘的破壞在體重增加中起著關(guān)鍵作用。

發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》上的一項(xiàng)研究表明，長期服用糖皮質(zhì)激素和擾亂正常的日常釋放周期引起的壓力會(huì)觸發(fā)小鼠的臨時(shí)保護(hù)機(jī)制。這種機(jī)制促進(jìn)脂肪細(xì)胞生長和胰島素產(chǎn)生，同時(shí)減少血液和肝臟中過量的血糖和脂肪水平.

發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的第二項(xiàng)研究顯示，脂肪細(xì)胞前體在小鼠的休息期間承諾成為脂肪細(xì)胞。研究表明，壓力和其他使身體“時(shí)鐘”失去節(jié)奏的因素可能有助于體重增加，并提出了新的肥胖治療方法。

“當(dāng)我們失去晝夜節(jié)律時(shí)，很多力量都在反對(duì)健康的新陳代謝，”這兩項(xiàng)研究的資深作者，生物化學(xué)副教授Mary Teruel解釋說，他是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院Gale和Ira Drukier兒童健康研究所的成員。“我們了解得越多，我們就越有可能對(duì)此有所作為。

在第一項(xiàng)研究中，Teruel及其同事模擬了庫欣病或慢性壓力等條件對(duì)糖皮質(zhì)激素(一類與壓力相關(guān)的激素)通常的日常波動(dòng)的破壞性影響。為此，他們?cè)谛∈笃つw下植入了在21天內(nèi)以恒定速率釋放糖皮質(zhì)激素的顆粒，并將其與具有正常每日波動(dòng)的正常小鼠進(jìn)行比較。

糖皮質(zhì)激素顆粒小鼠的棕色和白色脂肪量在21天內(nèi)翻了一番，即使小鼠仍然吃與正常小鼠相同的健康飲食，它們體內(nèi)的胰島素水平也飆升。

“如果你在錯(cuò)誤的時(shí)間給動(dòng)物施加壓力，它會(huì)產(chǎn)生戲劇性的影響，”特魯埃爾說。“小鼠的飲食方式?jīng)]有不同，但新陳代謝的大幅轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致體重增加。

令人驚訝的是，這些代謝紊亂似乎通過保持低血糖水平和防止脂肪在血液或肝臟中積聚而具有保護(hù)作用。當(dāng)他們?nèi)コw粒時(shí)，代謝變化迅速逆轉(zhuǎn)。

“這表明動(dòng)物可以在一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)對(duì)慢性壓力，”她說。

在第二項(xiàng)研究中，Teruel和她的同事將紅色熒光蛋白連接到控制重要生物鐘基因表達(dá)的蛋白質(zhì)上，并將黃色熒光蛋白連接到過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARG)，這是一種調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。

他們使用這兩種熒光標(biāo)記來監(jiān)測小鼠脂肪細(xì)胞前體中PPARG和晝夜節(jié)律基因表達(dá)的每日波動(dòng)。在一天的休息時(shí)間，他們發(fā)現(xiàn)一種稱為CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(CEBPA)的晝夜節(jié)律蛋白導(dǎo)致PPARG的產(chǎn)生迅速增加。一旦PPARG水平達(dá)到一定閾值，前體細(xì)胞就會(huì)承諾成為脂肪細(xì)胞，這個(gè)過程需要幾天才能完成。

“成為脂肪細(xì)胞的決定在四個(gè)小時(shí)內(nèi)迅速發(fā)生。這就像一個(gè)開關(guān)，“她說。“它只發(fā)生在一天中的某個(gè)時(shí)間。

Teruel和她的同事現(xiàn)在正在努力了解為什么擾亂糖皮質(zhì)激素的日常節(jié)律會(huì)引發(fā)暫時(shí)的保護(hù)性代謝變化。他們還想了解長期的壓力或高脂肪飲食是否會(huì)使這些變化永久化。這些研究的結(jié)果可以幫助確定用糖皮質(zhì)激素藥物治療哮喘等疾病的個(gè)體多長時(shí)間是安全的。

這項(xiàng)研究還可能導(dǎo)致開發(fā)有助于重置肥胖患者晝夜節(jié)律的藥物，作為減肥手術(shù)等更具侵入性的治療的替代方案。另一種可能性可能是針對(duì)四小時(shí)窗口的療法，此時(shí)脂肪細(xì)胞前體承諾成為脂肪細(xì)胞以防止多余的脂肪堆積。

特魯埃爾和她的同事們還認(rèn)為，學(xué)習(xí)如何同步身體的細(xì)胞和主生物鐘至關(guān)重要。

“我們身體中的每個(gè)細(xì)胞都有一個(gè)固有的細(xì)胞時(shí)鐘，就像脂肪細(xì)胞一樣，我們的大腦中有一個(gè)控制激素分泌的主時(shí)鐘，”她說。“我們正試圖了解他們?nèi)绾魏献饕约拔覀內(nèi)绾螀f(xié)調(diào)他們。