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科学大发现丨《科学》子刊:一宿不睡代谢崩溃!

来源:春雨国际    发布时间: Fri Oct 12 18:26:15 CST 2018

随着年纪渐长,感觉自己再也不能像以前那样,说通宵就通宵,通完还能上大课了。但是吧,偶尔周末,还是舍不得放下手机里的偶像剧和纸片人,所以就……


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然后呢,赌咒发誓有用吗?显然是没有的


但是,如果告诉你熬夜会变胖,你还熬吗?


瑞典乌普萨拉大学研究者进行了一项临床试验,研究者检测了15名健康年轻男性通宵前后的组织样本,发现一宿不睡竟然会改变身体代谢方式,脂肪组织倾向于合成脂肪,肌肉组织则被分解,也就是说瘦肉少了肥肉多了!这项研究论文发表在《科学进展》上[1]。

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现在的社会人儿,应该没有几个不缺觉的吧。不管你是为了打游戏、为了追剧,还是工作做不完,又或者是工作要求长期倒班或倒时差,总归都是睡眠差了那么一点意思。


长期的睡眠缺失与许多慢性代谢病,比如肥胖、2型糖尿病风险升高有关[2-5]。即使只是暂时的几天没睡够,健康人就已经有体重增加的风险了[5,6]。


为了弄清楚这中间身体到底发生了一些什么变化,研究者们决定搞个大的——不如就招募一批受试者,利用多组学方法测测不睡觉之后会怎么样吧!

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这项试验共招募了15名健康的年轻男性,平均年龄22岁,平均BMI=22.6。平时,他们的每日睡眠时间就在7-9小时左右,都是比较正常的。参加试验的天,他们都美美滴睡了个好觉,大约八个半小时;第二天,受试者被分成两组,一组正常睡觉,一组则要在始终亮着的日光灯下熬一个晚上。几周之后,他们还要重复一次这个试验,这次睡觉组和熬夜组要交换一下。


在不同的时间节点,研究者采集了这些受试者的肌肉和皮下脂肪组织样本,并且进行了一系列分析,包括表观遗传分析、转录组分析、蛋白质组学分析、代谢组学分析等。

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试验过程


昼夜节,其实身体有它自己的生物钟,我们胡乱过生活,比如一宿不睡觉的话,会有大量的基因陷入混乱,表达发生变化,这是一点都不奇怪的。


这种基因表达的变化很多时候是通过表观遗传修饰来改变的,比如说甲基化,给碱基加上一个甲基帽子,这个碱基所在的基因可能就没法正常表达了。


研究者对脂肪组织进行了表观遗传学检测,发现有148个区域甲基化水平发生了变化。再仔细一看这些基因,嗯,都是有关脂质代谢、细胞分化和DNA损伤反应的。再具体一点,涉及到具体的基因和相应的变化情况,研究者发现了好多与肥胖、胰岛素应答和2型糖尿病相关的表现……变化大的基因是CD36,它参与脂肪酸的摄取,而且此前研究也发现,在肥胖和2型糖尿病患者中,这个基因的表达是失调的[7]。


不过在骨骼肌组织中,研究者倒是没发现甲基化水平变化特别明显的区域。他们猜测,或许骨骼肌内表观遗传修饰方式是不同的,又或者修饰的时间点和检测的时间点错开了。


那么来看看基因组表达到底产生了什么变化吧。研究者这次对肌肉和脂肪组织样本进行了转录组分析。这回两个组织中检测出的差异倒是都挺大的,骨骼肌样本中有117个基因变化,脂肪中则有96个基因。但是研究者发现了一个有意思的现象,这些基因的变化情况具有很高的组织特异性。举例来说,在骨骼肌中表达增加的基因,基本不会在脂肪组织中也增加!


有古怪!

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二者的变化几乎不重合


研究者首先分析了骨骼肌中变化的基因。与氧化磷酸化和核糖体相关的基因下调了,这说明能量产生和压力应激反应都下降了;另一方面,一些代谢基因,比如TXNIP和NNMT都有所上升。这个TXNIP呀,此前有研究者发现,早期糖尿病患者普遍存在表达上调;而且健康人骨骼肌内TXNIP表达越低,胰岛素敏感性就越高[8]。


对基因的进一步分析显示,骨骼肌中可能存在一定程度的肌蛋白分解,一些免疫、损伤和压力相关基因的变化也显示了炎症通路的激活。


当研究者开始分析脂肪组织中变化的基因,他们发现,咦,怎么看起来和骨骼肌中完全相反呢?


分析结果显示,脂肪组织中氧化磷酸化及核糖体途径都有一定上调,确实和骨骼肌完全相反。同时,像IL1RAP这样的炎症调节基因和TP53IP、GPX1这样与保护性细胞应答相关的基因也上调了,这表明脂肪组织中炎症加重了。研究者还发现,一些与促进脂肪生成相关的转录因子,例如THBD、GLYCTK和GPCPD1都增加了。

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蛋白质组的检查也验证了这些基因水平的推测。骨骼肌中参与能量代谢的几种酶,如丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶1水平都降低了,而骨骼肌的几种结构蛋白的水平也下降了,这说明骨骼肌一定程度上分解了。


与此相对,脂肪组织中相应的代谢酶却有所上升。研究者认为,脂肪组织中代谢增强可能表示甘油三酯合成增加了。同时,与脂肪生成和脂肪细胞分化[9,10]有关的蛋白也增加了。


总的来说,这些多组学数据综合表明,一宿不睡之后,皮下脂肪组织会更倾向于促进葡萄糖利用、合成甘油三酯和增加脂肪存储;反之,骨骼肌则是倾向于降低葡萄糖利用并促进肌肉蛋白质分解,这很可能是为了增加氨基酸水平,以便在肝脏进行糖异生和酮体合成。


说句人话,晚上不睡觉,肌肉会越来越少,脂肪会越来越多!


不过呢,研究者现在还不清楚这些变化到底有什么程度的影响,也还不清楚更长时间的睡眠缺乏会是什么样的后果,未来的研究需要在更广泛的人群中进行。


捏一把肚皮上的小肥肉,还不去睡觉吗~?


熬夜,代谢,减肥,春雨国际

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