人體內部存在著一個無形的「時鐘」,精準的控制和調節著人體的眾多生理功能和幫助我們適應外界節奏規律。無論是激素水平、睡眠情況、體溫,還是新陳代謝,都受著生物鐘的影響。

當我們在睡覺時,生物鐘會控制大腦松果體釋放褪黑素;當我們在吃飯時,生物鐘會促進腸胃分泌消化酶;而當我們在一天最忙碌的時候,生物鐘會幫助我們保持清醒。由於生物鐘的重要作用,2017年諾貝爾生理學與醫學獎也因此被授予了三名在生物鐘分子機制方面取得成就的美國科學家。

科學家們一直認為人的不同器官內都有生物鐘,並且這些小生物鐘的協調同步是由大腦中的「主生物鐘」控制著的。

近期,來自歐洲瑞士、英國和法國三國的科學家們在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發表論文說,他們的共同研究發現人的肌肉當中也存在著生物鐘。

研究人員最先發現人體肌肉內的各種脂類成份的濃度在不同的時間段裏會發生變化,他們思考這樣的變化是否和生物鐘的調節有關。於是他們找了許多志願者來參加實驗。

證實:肌肉的脂類構成和時間有關

志願者在實驗開始一周之前就統一作息,以減少個體差別對實驗結果的影響。

在實驗中,研究人員每隔四個小時就從志願者的大腿上採取非常少量的肌肉組織,並對此進行脂質分析。研究團隊發現,肌肉當中的脂類構成和時間具有明顯的相關性。

為了進一步證實他們的實驗結果,研究團隊又利用人體肌肉細胞培養進行了體外實驗。由於養殖的細胞不受大腦生物鐘的控制,所以研究人員在培養液中加入了一個和生物鐘相關的信號分子對其進行同步,並觀察養殖細胞內的脂質是否會隨時間的變化而變化。結果他們發現了和人體實驗相似的結果。並且當他們通過抑制基因功能而擾亂細胞中的生物鐘後,這種脂類的周期性變化就消失了。

研究人員表示,他們的實驗結果表明肌肉內的脂質變化和人體內的晝夜節律相關,也就是說,肌肉內也存在生物鐘對其生理機能進行調節。

同時因為脂類是細胞膜的主要組成部份,脂質的變化也將影響細胞對外界信號分子和各種激素的敏感性以及對血糖的吸收能力。現在已經有實驗證實糖尿病、高血糖和生物鐘紊亂有一定的相關性。所以研究人員表示,他們的發現也許會有助於更加深入地了解糖尿病和生物鐘相關的分子機制,並且對糖尿病的治療提供新的思路。◇