脂质|昼夜节律与脂质代谢

国内外关于生物钟与脂肪代谢相关研究进展 , 重点介绍了宿主节律系统与脂肪代谢的互作关系 , 并从激素(褪黑素、瘦素以及糖皮质激素)、肠道微生物和能量代谢角度探讨了节律系统与脂肪代谢的互作机制以及影响因素 。
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几乎所有活着的有机体都进化出了自我调节的转录-翻译环路 , 产生周期约为24小时的振荡 。 这些内源性的计时机制被称为生物钟 。 这些生物钟的主要功能是揭示生物体生理的昼夜节律 , 以确保主要的生理功能与外界环境同步 。 由遗传或环境因素引起的昼夜节律紊乱会对新陈代谢健康产生长期影响 。
宿主昼夜节律性和脂质代谢的交叉调节日益被认识到 , 并且生物钟-脂代谢的相互作用可能参与肥胖的发生发展 。 多种系统和分子机制 , 如激素(即褪黑激素、瘦素和糖皮质激素)、肠道微生物群和能量代谢 , 将生物钟和脂类代谢联系在一起 , 可以预见 , 生物钟-脂类代谢相互作用的放松会增加肥胖的风险 , 进而加剧生物钟-脂类代谢的紊乱 。 摄食时间和膳食营养素是影响体脂代谢昼夜节律的两个关键环境因子 , 本文就其在肥胖发生中的影响机制作一综述 。 总而言之 , 表征脂质代谢中的时钟机制 , 旨在产生健康的昼夜生活方式 , 可能会改善肥胖护理 。
生物钟的节律是由内源性的计时系统驱动的
这些生物钟控制着生物体生理的许多方面 , 它们受到外界刺激的影响 , 如光、食物和温度 。 这些时间线索被称为时间提示器或时间给予者 。 昼夜节律/时钟的主要功能是预测外部环境的每日变化 , 从而维持动态平衡 , 并确保对波动的环境做出适应性的生理反应 。 例如 , 基因表达、转录因子、信号通路、荷尔蒙分泌、能量新陈代谢、生长和行为都由昼夜节律系统节律性地协调 。
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昼夜节律时钟
哺乳动物昼夜节律系统的主要组成部分是中央起搏器 , 由至少20 , 000个神经元组成 , 位于下丘脑的视交叉上核(SCN) , SCN向外周钟(即心、肝、胃、脂肪组织和胰腺)延伸 。
SCN-外周时钟系统确保了哺乳动物的有序新陈代谢、生理和行为 。 然而 , 由于进化适应 , 生活在弱节奏环境(如极地和高纬度地区)的生物体在一年中的某些时间可能比那些不太极端的环境(如低纬度环境)的生物体表现出更弱的昼夜节律 。
生物钟与肥胖
生物钟的功能已经在各种病理中被确定 , 目前受到极大关注的生物钟的一个领域是与肥胖的相互作用 。 肥胖是由白色脂肪组织的异常堆积引起的 , 通常被解释为营养过量、饮食不良、体力活动不足和慢性胰岛素抵抗 。 然而 , 各种研究表明 , 昼夜节律的破坏 , 无论是遗传的还是环境的变异(即 , 夜间光线暴露、睡眠障碍、社交时差和深夜零食) , 广泛影响宿主的脂质代谢 , 加速肥胖的发展 。
经常吃夜宵与体重增加呈正相关
每晚睡眠少于6-7小时与较低的瘦素水平、胰岛素抵抗、葡萄糖耐量和暴饮暴食呈正相关 。 根据问卷 , 社交时差显示节律紊乱者有更高的平均BMI和更多的脂肪量 。 因此 , 到目前为止收集的数据表明 , 生物钟的遗传环境破坏损害了生物钟-脂质代谢的相互作用 , 从而导致更高的肥胖风险 。
昼夜节律-肥胖相互作用的潜在机制 。
C类激素(即褪黑激素、瘦素和糖皮质激素)及其相关受体参与调节摄食、脂肪代谢和脂肪积累 。 有趣的是 , 这些激素中的许多(如褪黑激素、瘦素和糖皮质激素)在明/暗周期或食物可获得性中表现出节律性 , 这可能是昼夜节律和肥胖之间相互作用的潜在机制 。
肠道微生物群
肠道微生物已被确定为显着影响哺乳动物的消化能力、营养吸收、能量平衡和体脂积累的环境因素 。 无菌动物和粪便微生物移植提供了对肠道微生物区系在宿主脂质代谢和肥胖发展中的作用的直接见解 。
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昼夜节律与肥胖的影响因素相互作用
早上吃得像个国王 , 中午吃得像个王子 , 晚餐吃得像个农夫 , 这被认为是促进健康生活的一种方式 , 暗示了日常作息在机体内稳态方面的重要作用 。 的确 , 喂食(喂食时间和营养成分 , 调节外围时钟)是与肥胖有关的关键环境授时因子
在外周组织中 , 摄取时间是最重要的外源性因子之一 。 不健康的进食时间的方式(就像人类的晚宴)对脂肪积累有潜在的影响 。 吃高卡路里早餐的受试者晚餐摄入量减少 , 体重增加 , 脂肪组织、空腹血糖、甘油三酯和胰岛素与食用高卡路里晚餐的受试者进行比较 。 这种现象的潜在机制可能与时钟-营养相互作用有关 , 因为人们在晚上有更多的食欲和食物摄入 , 这与肥胖有关 。
高脂饮食诱导的肥胖改变了肝脏和肾脏的生物钟基因和生物钟控制基因 。 时钟的损害:Bmal1染色质招募进一步重塑了高脂饮食挑战动物的肝锁 , 导致在光相期间额外的食物消耗 , 从而影响瘦素的分泌和胃迷走神经传入 。 然而 , 减少晚餐摄入量的高卡路里早餐是有益的 , 可以用来替代重度肥胖和代谢综合征 。
长期的相互作用进一步加剧了昼夜节律系统和代谢状态 , 这可能会引发其他代谢性疾病 , 如2型糖尿病、心血管疾病和癌症 。
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