生物钟系统(来自拉丁文的“昼夜”,大约一天)使生物体能够预测地球物理时间的周期性变化,并适应这些变化。

人体中几乎所有的细胞都包含分子钟,该钟调节新陈代谢功能并使之与昼夜变化的24小时周期同步。

如今,越来越多的证据表明,由于时区变化频繁,工作日程不规律或老化而造成的内部时钟紊乱对人类包括2型糖尿病在内的代谢性疾病的发展有重大影响。

此类紊乱似乎阻止了胰岛中分泌胰岛素和胰高血糖素(调节血糖水平的激素)的细胞正常运作。

通过比较2型糖尿病人类供体的胰腺细胞和健康人的胰腺细胞,日内瓦大学(UNIGE)和瑞士日内瓦大学医院(HUG)的研究人员首次证明了这一点。

来自2型糖尿病人类供体的胰岛细胞具有受损的昼夜节律振荡器。昼夜节律时钟的破坏伴随着激素分泌的扰动。此外,研究人员使用从柠檬皮中提取的名为Nobiletin的时钟调节分子,成功地“修复”了被破坏的细胞时钟,并部分恢复了胰岛细胞的功能。

这些结果发表在能够首次证明源自2型糖尿病人类供体的胰岛细胞具有受损的昼夜节律振荡器。昼夜节律钟的破坏伴随着激素分泌的扰动。

此外,研究人员使用从柠檬皮中提取的称为Nobiletin的时钟调节分子,成功地“修复”了被破坏的细胞时钟,并部分恢复了胰岛细胞的功能。

两年前,由Charna Dibner领导的研究组(Charna Dibner是UNIGE医学院和HUG医学系、细胞生理学和代谢学系、糖尿病中心的首席研究员)已经表明,在啮齿动物中,胰腺细胞钟的扰动导致胰岛素和胰高血糖素分泌中断,从而促进糖尿病的发作。

但是,人类的处境如何呢?“我们以前还观察到,如果在体外细胞培养中人为破坏胰腺细胞的时钟,那么关键的胰岛激素-胰岛素和胰高血糖素-的分泌就会受到损害。” 迪布纳实验室的一员以及这些出版物的第一作者Volodymyr Petrenko博士表示。

因此,我们在此报告的下一步是弄清2型糖尿病患者胰岛的昼夜节律是否受到干扰,如果是的话,这种干扰将如何影响胰岛功能。

利用结合生物发光-荧光延时显微镜技术,可以非常精确地跟踪活细胞中的分子时钟活动,科学家们比较了2型糖尿病供体和健康受试者的胰腺细胞全天的行为。

“裁决是无可争议的,”Charna Dibner说,“2型糖尿病胰岛细胞的生物节律表现为昼夜节律振荡幅度降低和同步能力差。结果,激素分泌不再协调。此外,在2型糖尿病患者中观察到的胰岛素和胰高血糖素分泌的时间协调缺陷,与在具有人工干扰昼夜节律的健康胰岛细胞中测得的缺陷相当。”

一切都取决于时机!

昼夜节律时钟代表控制各种细胞功能的每日周期。这些时钟有几个互锁的同步级别,主要是光,它特别调节位于大脑下丘脑的中央时钟。

就像管弦乐队中的指挥一样,它调节着存在于器官和细胞中的外围时钟。因此,后者部分受到中央调控,但在每个器官中,甚至在每个细胞中,根据其功能的不同,其功能也有所不同。

Charna Dibner说:“胰腺细胞还受到禁食和食物摄入的节律的影响,并受到严格的荷尔蒙调节。因此,在各层面进行协调可优化代谢功能。胰腺胰岛的时钟失调会导致功能受损:他们不再期待食物衍生的信号。的确,如果您在晚上而不是白天吃相同的食物,那么由于新陈代谢的最佳响应,您的体重就会增加很多。”

再次设置正确的时间

研究的第二步:日内瓦科学家使用Nobiletin(一种小型时钟调节剂分子)(一种柠檬皮的天然成分,最近发现了其对生物钟的影响)来使时钟重新同步。

Volodymyr Petrenko说:“通过作用于核心时钟组件之一,它可以有效地重置人类胰岛的振荡幅度。” “而且一旦时钟重新同步,我们也观察到了胰岛素分泌的改善。”

Charna Dibner说:“这是原理性的第一个证明,即修复受损的生物钟可能有助于改善胰岛激素分泌的功能。我们将首先在动物模型中体内探索这种修复机制。我们的社会将经历新陈代谢疾病的流行,并伴随着工作和饮食安排的改变,以及睡眠不足。

通过重新同步被扰动的分子钟,可以通过我们希望通过个性化的饮食和锻炼计划或借助时钟调节分子,最终能够为影响世界人口比例不断增长的流行性代谢问题提供创新的解决方案。”

(本文作者:王慧老师,高级健康管理师,高级亚健康调理师,焕然新生糖尿病自然疗法(亚洲)研究中心自然疗法师,国际自然疗法学院(香港分院)健康管理师,美国功能医学研究院IFM自然疗法师,从事亚健康和慢性病私人订制个性化调理工作6年,运用营养学、自然疗法、功能医学、中医养生等各种非药物疗法,通过健康生活教育和干预来预防和康复各种慢性疾病,达到身心灵整体健康。)

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