《科学》子刊：一宿不睡代谢崩溃！科学家发现，通宵之后身体竟然倾向合成脂肪、分解肌肉 | 临床大发现
随着年纪渐长，奇点糕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……
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]。
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。
奇点糕叨叨过好多次了，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！
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。参加试验的第一天，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。
试验过程
奇点的老读者应该对昼夜节律有一定了解了，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……变化最大的基因是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！
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。
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~？
编辑神叨叨
我我我……我胖了一定是总熬夜工作的锅！
对付肥胖有什么清奇的方法吗？Medical Trend带你了解~
参考资料：
[1]http://advances.sciencemag.org/content/4/8/eaar8590
[2]F. P. Cappuccio, L. D’Elia, P. Strazzullo, M. A. Miller, Quantity and quality of sleep and incidence of type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. Diabetes Care 33, 414–420 (2010).
[3] F. P. Cappuccio, F. M. Taggart, N. B. Kandala, A. Currie, E. Peile, S. Stranges, M. A. Miller, Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children and adults. Sleep 31, 619–626 (2008).
[4]P. M. Wong, B. P. Hasler, T. W. Kamarck, M. F. Muldoon, S. B. Manuck, Social jetlag, chronotype, and cardiometabolic risk. J. Clin. Endocrinol. Metab. 100, 4612–4620 (2015).
[5] T. Roenneberg, K. V. Allebrandt, M. Merrow, C. Vetter, Social jetlag and obesity. Curr. Biol. 22, 939–943 (2012).
[6] A. M. Spaeth, D. F. Dinges, N. Goel, Effects of experimental sleep restriction on weight gain, caloric intake, and meal timing in healthy adults. Sleep 36, 981–990 (2013).
[7]A. Bonen, N. N. Tandon, J. F. C. Glatz, J. J. F. P. Luiken, G. J. F. Heigenhauser, The fatty acid transporter FAT/CD36 is upregulated in subcutaneous and visceral adipose tissues in human obesity and type 2 diabetes. Int. J. Obes. 30, 877–883 (2006).
[8]H. Parikh, E. Carlsson, W. A. Chutkow, L. E. Johansson, H. Storgaard, P. Poulsen, R. Saxena, C. Ladd, P. Christian Schulze, M. J. Mazzini, C. B. Jensen, A. Krook, M. Björnholm, H. Tornqvist, J. R. Zierath, M. Ridderstråle, D. Altshuler, R. T. Lee, A. Vaag, L. C. Groop, V. K. Mootha, TXNIP regulates peripheral glucose metabolism in humans. PLOS Med. 4, 868–879 (2007).
[9]I. R. Jowsey, S. A. Smith, J. D. Hayes, Expression of the murine glutathione S-transferase a3 (GSTA3) subunit is markedly induced during adipocyte differentiation: Activation of the GSTA3 gene promoter by the pro-adipogenic eicosanoid 15-deoxy-D12,14-prostaglandin J2. Biochem. Biophys. Res. Commun. 312, 1226–1235 (2003).
[10]J. M. Moreno-Navarrete, F. Ortega, M. Moreno, M. Serrano, W. Ricart, J. M. Fernández-Real, Lactoferrin gene knockdown leads to similar effects to iron chelation in human adipocytes. J. Cell. Mol. Med. 18, 391–395 (2014).
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本文作者 | 代丝雨
“想睡觉。”