吃飯時間、睡眠和肥胖之間的聯系眾所周知,但卻鮮為人知,研究表明,營養過剩會擾亂晝夜節律并改變脂肪組織。
西北大學的新研究首次表明,能量釋放可能是我們體內時鐘控制能量平衡的分子機制。從這種認識中,科學家們還發現,在地球自轉的光環境中,白天是最理想的時間,此時以熱量形式耗散能量是最理想的。這些發現具有廣泛的意義,從節食到睡眠不足,以及我們如何喂養需要長期營養幫助的病人。
這篇題為“限時進食通過脂肪細胞產熱減輕肥胖”的論文將于今天在網上發表,并于明天(10月21日)在雜志上發表科學.
“眾所周知,盡管很少有人了解,但對生物鐘的侮辱將是對新陳代謝的侮辱,”通訊研究作者Joseph T. Bass博士說,他是西北大學費恩伯格醫學院分校的Charles F. Kettering醫學教授。他也是西北醫學內分泌學家。
巴斯說:“當動物食用西式自助飲食——高脂肪、高碳水化合物——時,時鐘就會被打亂。”“生物鐘對人們進食的時間很敏感,尤其是在脂肪組織中,而這種敏感性是由高脂肪飲食造成的。我們仍然不明白這是為什么,但我們知道的是,隨著動物變得肥胖,它們在應該睡覺的時候開始吃得更多。這項研究表明了這一點的重要性。”
Bass也是糖尿病和新陳代謝中心的主任和Feinberg醫學院內分泌學主任。Bass實驗室的博士后Chelsea Hepler是第一作者,他做了許多生物化學和遺傳學實驗來支持團隊的假設。現在在杜克大學的拉納·古普塔也是一位重要的合作者。
擾亂內部時鐘
在這項研究中,在夜間活動的老鼠,要么只在它們不活動(光照)的時候,要么在它們活動(黑暗)的時候,被喂食高脂肪的食物。一周之內,與黑暗中喂養的老鼠相比,在光照時間喂養的老鼠體重增加更多。研究小組還將溫度設置為30度,這是老鼠消耗能量最少的地方,以減輕溫度對其研究結果的影響。
“我們認為可能是能量平衡的一個組成部分,老鼠在特定的時間消耗更多的能量進食,”赫普勒說。“這就是為什么他們可以在一天的不同時間吃同樣數量的食物,并且當他們在活躍期吃東西時比他們應該睡覺時更健康。”
能量消耗的增加導致該小組研究脂肪組織的代謝,以觀察內分泌器官是否發生了同樣的影響。他們發現確實如此,基因增強產熱(或通過脂肪細胞釋放熱量)的小鼠防止了體重增加,改善了健康狀況。
赫普勒還發現了無效的肌酸循環,其中肌酸(一種有助于維持能量的分子)在脂肪組織內儲存和釋放化學能,這表明肌酸可能是熱量釋放的潛在機制。
間歇禁食和胃飼管
這項科學是由西北大學的Bass和他的同事在20多年前所做的研究支撐的,該研究發現了動物體內的分子鐘與體重、肥胖和新陳代謝之間的關系。
Bass的實驗室專注于使用基因方法研究生理學,他們面臨的挑戰是弄清楚這一切意味著什么,并找到產生這種關系的控制機制。這項研究讓他們更進一步。
Bass說,這些發現可以為長期護理提供信息,特別是在病人有胃管的情況下。病人通常在晚上睡覺時進食,此時他們釋放的能量最少。這些患者患糖尿病和肥胖癥的比率往往很高,Bass認為這可以解釋為什么。他還想知道這項研究如何影響二型糖尿病的治療。例如,當注射胰島素時,是否應該考慮進餐時間?
赫普勒將繼續研究肌酸代謝。“我們需要弄清楚生物鐘是如何從機制上控制肌酸代謝的,這樣我們就能知道如何促進肌酸代謝,”她說。“時鐘在脂肪組織的水平上對代謝健康有很大的影響,我們還不知道有多大。”