前兩周《美國國家科學(xué)院學(xué)報》在線版刊發(fā)了一項最新研究報告,提示在肝臟、腸道和胰腺中存在單獨的生物鐘(所謂外周生物鐘),它們存在自主節(jié)律性。夜班會擾亂這種節(jié)律,引起代謝紊亂,進而增加心臟病、中風(fēng)和癌癥等多種慢病風(fēng)險。
值夜班或其他非正常工作時間會增加肥胖、糖尿病和其他代謝紊亂疾病的風(fēng)險。這些將最終導(dǎo)致患心臟病、中風(fēng)和癌癥的風(fēng)險增加。
為什么會增加這些疾病風(fēng)險,人們往往知其然不知其所以然。只知道值常年夜班(或不規(guī)律作息時間)對身體不好,但是,究竟如何不好?卻說不出所以然來。
近日,華盛頓州立大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表了一項最新研究成果,梳理了值夜班與多種慢病風(fēng)險增加的頭緒,讓我們距離了解事實真相又近了一步。這項研究成果本周發(fā)表在《美國國家科學(xué)院學(xué)報》在線版上。
以往的觀點認為輪班制度所導(dǎo)致代謝紊亂主要是受大腦中樞時鐘控制,它使人體保持晝夜循環(huán),并通過光線來同步身體器官和組織的節(jié)律性。
此項研究顛覆了以往的觀念。該研究結(jié)果顯示在肝臟、腸道和胰腺中存在著單獨的生物鐘(所謂外周生物鐘),它們有自主節(jié)律性。在值夜班后,體內(nèi)一部分生物信號提示現(xiàn)在是白天,而另一些信號則表明是晚上,進而導(dǎo)致了新陳代謝紊亂。
研究人員收集了健康參與者的血液樣本,其中一部分是模擬白班時間表,另一部分則是模擬夜班時間表。
研究人員對血液樣本中的代謝物進行了分析,其中包含消化過程中涉及到的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物,如食物分子的分解和氧化產(chǎn)物,以及細胞和器官其他代謝過程的產(chǎn)物等。
研究發(fā)現(xiàn),如果按照夜班時間表上班,參與者血樣中與24小時節(jié)律對應(yīng)的消化系統(tǒng)相關(guān)代謝物,已經(jīng)前移了整整12個小時,而參與者大腦中樞時鐘只移動了約2小時。
消化器官的“生物鐘”
華盛頓州立大學(xué)睡眠和行為研究中心主任HansVanDongen教授指出,當(dāng)工作時間改為夜班后,消化器官的生物鐘改變的幅度和速度,超出人們的意料之外,即使大腦中樞時鐘暫未適應(yīng)這樣的時間安排。體內(nèi)一部分生物信號提示現(xiàn)在是白天,而另一些信號則表明是晚上,進而導(dǎo)致了新陳代謝的紊亂。
Dongen教授認為,下一步需要明確代謝物節(jié)律前移的原因,是輪班而改變的睡眠/起床時間引起?或者是食物攝入時間的改變,還是兩者兼有之。
一旦明確這一點,科學(xué)家們可以嘗試找出潛在的細胞和/或激素,開發(fā)新療法,使輪班工作者的生物鐘重新同步,防止頻繁晝夜換班對身體健康造成不良影響。
長期不良健康影響
該項研究成果也會對其他慢性疾病的研究產(chǎn)生影響,例如慢性腎病、乳腺癌、前列腺癌和皮膚癌等。研究人員發(fā)現(xiàn)模擬夜班組改變了與慢性腎臟疾病密切相關(guān)的兩種代謝物:色氨酸和犬尿氨酸的節(jié)律。該項研究是第一此提出輪班工作與慢性腎臟疾病之間存在著關(guān)聯(lián)機制。
項目負責(zé)人之一,癌癥生物學(xué)家Gaddameedhi教授更傾向于破解輪班工作和癌癥之間的聯(lián)系。他認為輪班工作者的新陳代謝變化可能與細胞生命活動過程改變相關(guān),甚至與日后癌癥發(fā)生發(fā)展有關(guān)。了解這些機制,有助于識別相關(guān)基因,找到輪班工作者預(yù)防癌癥的有效方法。
代謝組學(xué)研究生物節(jié)律
此項研究共招募了14名參與志愿者。他們在大學(xué)附屬的睡眠實驗室里渡過了7天。首先,其中一半人模擬為期三天的夜班時間表,另外一半人則是模擬為期三天的白班時間表。
在完成模擬輪班之后,所有參與者都被安排進入一個固定程序中,研究身體內(nèi)部生物節(jié)律的變化,同時杜絕任何外部影響。
在研究過程中,他們以半躺著姿勢,在24小時里保持清醒。他們被安排在相同時間內(nèi)吃相同的食品,并保持室內(nèi)光照和溫度恒定。每三個小時抽取血樣一次。
研究人員將血液樣本進行檢測分析,對其中132種與新陳代謝和消化系統(tǒng)相關(guān)的代謝物進行了檢測。
薩里大學(xué)神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)教授DebraSkene認為:在模擬夜間和白天的輪班時間里,27個代謝物遵循24小時的節(jié)律。
其中24個代謝物在模擬夜班后出現(xiàn)了顯著的節(jié)律變化,這些變化在白班后的血樣中沒有檢測到。
這項研究表明,僅僅三天的夜班時間就有可能擾亂人體新陳代謝節(jié)律。研究代謝通路將有助于理解輪班工作與代謝紊亂的生物學(xué)機制。
由此可見,長期輪值晝夜班或作息不規(guī)律對身體的影響有確鑿的科學(xué)證據(jù)。為了身體健康,盡可能地規(guī)律作息,或?qū)⑽蓙y生物種的影響降到最小。
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