Cell Metabolism：脂肪摄入过量会影响生物钟
美国科学家的一项最新研究表明，脂肪摄入过量会引起机体内在生理节奏的变化，从而影响其对各种生理过程的调控。这一发现意味着生物钟和代谢之间或许存在更为复杂的相互影响和关联，并有望加深科学家对糖尿病和肥胖等疾病的理解。相关论文发表在11月7日的《细胞—代谢》上。
生物钟主要受到光照和进食时间的影响。之前的研究表明，生物钟紊乱会导致对高脂肪食物的渴望，最近的一项研究还发现了缺乏睡眠的孩子有超重的风险。科学家们正在试图阐明生物钟与健康状况之间的关联。
在最新的研究中，美国西北大学的内分泌学专家Joseph Bass和同事饲养了一些雄性小鼠，并控制它们45%的卡路里来源于脂肪。随后，研究人员纪录下了这些小鼠每日开始滚轮跑的时间。结果发现，高脂肪摄入的小鼠生理周期为23.8小时，而对照组小鼠（16%卡路里来自脂肪）的周期为23.6小时。同时，研究人员注意到，这种内部时变在小鼠开始增重前就已经出现。
并未参与研究的美国芝加哥大学的睡眠学家EveVanCauter表示，“该论文第一次表明了食物代谢对生物钟行为表现的影响。如果放在人类身上，这意味着一个人可能会在理应睡觉的时间无法入睡，造成失眠或者夜晚吃东西的情况。”
Bass表示，发现生物钟与代谢的关联并不奇怪，因为这两大系统有许多共同的分子信号路径。一些与类脂物代谢相关的基因的表达模式会以24小时为周期变化，而一些由甾醇（sterols，脂肪代谢的一类产物）激活的核受体调控着生物钟基因的表达。反之，小鼠的一些生物钟基因变异也会带来一些代谢异常的记号，包括肥胖以及与食欲调控相关的基因表达。
不过，脂肪代谢影响生物钟的精确机制仍是未知数。Bass表示，“通过不断发现将代谢与生物钟联系起来的分子开关，我们终会揭示出新的路径或者改变代谢状态的标靶。”
有科学家指出，营养状态与生物钟长短的关联也有可能是间接的。日本金泽大学（KanazawaUniversity）的HitoshiAndo表示，有可能是小鼠建立的饮食习惯而非特定的食物影响了它们的生物钟。Ando曾对高脂肪食物对雌鼠生物钟的影响进行了研究，并没有发现太大的影响。（科学网任霄鹏/编译）
原始出处:
Cell Metabolism, Vol 6, 414-421, 07 November 2007
Short Article
High-Fat Diet Disrupts Behavioral and Molecular Circadian Rhythms in Mice
Akira Kohsaka,1,4 Aaron D. Laposky,1,2 Kathryn Moynihan Ramsey,1,3,4 Carmela Estrada,1 Corinne Joshu,1 Yumiko Kobayashi,4 Fred W. Turek,1,2 and Joseph Bass1,2,3,4,
1 Department of Neurobiology and Physiology, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
2 Center for Sleep and Circadian Biology, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
3 Department of Medicine, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA
4 Evanston Northwestern Healthcare Research Institute and Department of Medicine, Evanston Hospital, Evanston, IL 60208, USA
Corresponding author
Joseph Bass
j-bass@northwestern.edu
The circadian clock programs daily rhythms and coordinates multiple behavioral and physiological processes, including activity, sleep, feeding, and fuel homeostasis. Recent studies indicate that genetic alteration in the core molecular clock machinery can have pronounced effects on both peripheral and central metabolic regulatory signals. Many metabolic systems also cycle and may in turn affect function of clock genes and circadian systems. However, little is known about how alterations in energy balance affect the clock. Here we show that a high-fat diet in mice leads to changes in the period of the locomotor activity rhythm and alterations in the expression and cycling of canonical circadian clock genes, nuclear receptors that regulate clock transcription factors, and clock-controlled genes involved in fuel utilization in the hypothalamus, liver, and adipose tissue. These results indicate that consumption of a high-calorie diet alters the function of the mammalian circadian clock.
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