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Science Advance|研究发现白天就餐可以减少与夜班工作有关的健康风险

夕言 iNature Life 2022-04-27


iNature Life

夜间工作增加糖尿病风险。中央昼夜节律 "时钟 "和日常行为之间的错位,在夜班工人中很典型,损害了葡萄糖耐受性,这可能是由于中央和周围的昼夜节律之间的内部错位。适当的饮食昼夜节律调整是否能防止内部昼夜节律失调和葡萄糖不耐受还不清楚。

12月3日,来自弗吉尼亚大学的研究人员在Science Advance上在线发表了题为“Noninvasive disconnection of targeted neuronal circuitry sparing axons of passage and nonneuronal cells”的研究论文,发现夜间进食会增加血糖水平,而仅在白天进食可能会阻止现在与夜间工作生活相关的高血糖水平,首次证明了这种餐时干预对人类有益的效果。

夜班工作在工业化国家非常普遍(1,2),是糖尿病前期和2型糖尿病(T2DM)的一个风险因素(3-6)。这种风险的增加并不能完全用生活方式、家族史和/或社会经济地位的差异来解释,这引起了哪些其他机制参与的问题(7,8)。对照的人体实验研究表明,中央昼夜节律 "时钟 "和日常行为之间的错位(典型的夜间工作者)会损害葡萄糖耐量(9-13)。此外,在夜间进食会损害葡萄糖耐量(14),而在模拟夜间工作条件下,夜间不进食不会损害葡萄糖耐量(15)。这些发现表明错误的食物摄入对血糖有不利影响。动物实验表明,将啮齿动物的食物摄入限制在活动阶段可以防止模拟轮班工作的不良代谢影响(16-19)。这些发现共同提出了一个问题:适当的进餐时间是否可以防止人类夜间工作时昼夜不分的不利影响。动物实验表明,昼夜节律失调的不良代谢后果是由于由中央昼夜节律器同步的组织 "时钟 "与由禁食/进食周期同步的组织 "时钟 "之间的内部昼夜节律失调状态所致(20)。因此,代谢器官会从调节其功能的不同Zeitgebers(时间线索)接收 "混合信息",随后合成代谢和分解代谢过程的时间中断,导致次优的代谢(21)。虽然动物工作令人信服地显示了内部昼夜节律失调(22,23),但在人类,这方面的证据有限(24,25)。此外,没有既定的干预措施来防止人类的内部昼夜节律错乱。

我们调查了人类在模拟夜间工作时,当他们在夜间进食时是否会表现出内部昼夜节律错乱和葡萄糖耐量受损,如果是这样,白天进食是否可以防止它(图1,A和B)。健康的年轻参与者[12名男性和7名女性;年龄,26.5±4.1岁;身体质量指数(BMI),22.7±2.1公斤/平方米;血红蛋白A1c(HbA1c)范围,4.9至5.4%] 。(图S1和表S1)进行了为期14天的严格控制的昼夜实验方案(图1C)。首先,为了评估内源性昼夜节律而不掩盖行为或环境因素的影响(26),参与者在恒定的行为和环境条件下完成了一个基线恒定常规(CR)方案(CR;32小时持续清醒,半卧位姿势,昏暗的光线强度[~3 lx],每小时吃一次等量的零食(26))。在这项实验室研究中使用了CR方案,因为它们可以将内源性昼夜节律系统的相对贡献与诸如睡眠/觉醒、禁食/进食、休息/活动和黑暗/光线转换等的急性影响分开(26)。随后,为了模拟夜间工作,参与者在昏暗的光线下[~3 lx][四个28小时的 "天",这不在昼夜节律调整的范围内(27)]进行了强制去同步化(FD)协议。到第四个FD "日"(模拟夜间工作),与第一个FD "日"(模拟白天工作;基线)相比,参与者有12小时的不同步。在夜餐控制(NMC)组(n = 10),参与者经历了一个典型的28小时FD方案,所有行为都保持在28小时的周期,包括禁食/进食周期。正因为如此,膳食发生在相对于预定起床时间的固定时间,参与者在白天和夜间都食用食物,这是轮班工人的典型行为。这种方法已被发现会损害葡萄糖耐量(13)。在日间膳食干预(DMI)组(n = 9)中,参与者接受了修改后的28小时FD方案,所有行为(睡眠/觉醒、休息/活动、仰卧/直立姿势、黑暗/光明等)都按28小时周期安排,除了禁食/进食周期,该周期为24小时。因此,参与者只在白天进餐。在每个FD结束时,所有参与者都进行了40小时的调整后CR。后者用于评估模拟夜间工作对中枢昼夜节律[即核心体温(CBT),它受中枢昼夜节律调节器(28)的严格控制]和外周内源性昼夜节律(通过每小时的葡萄糖和胰岛素的血液采样)的影响。









参考文献:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg9910






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