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在兩項(xiàng)新的研究中，來(lái)自西班牙龐培法布拉大學(xué)和巴塞羅那生物醫(yī)學(xué)研究所的研究人員揭示了中樞生物鐘（central circadian clock）和外周生物鐘（peripheral circadian clock）之間的協(xié)調(diào)作用，不僅可以維持日常生理節(jié)律，更能防衰減齡。

這兩種生物鐘之間的協(xié)調(diào)保證了50%的晝夜節(jié)律功能，包括細(xì)胞周期、DNA修復(fù)、線粒體活動(dòng)和新陳代謝等重要過(guò)程。大腦中樞生物鐘與外周生物鐘同步可防止肌肉過(guò)早衰老并改善肌肉功能，這為通過(guò)調(diào)節(jié)生物鐘來(lái)解決與年齡有關(guān)的衰退問(wèn)題提出了新的策略。

自20世紀(jì)70年代生物鐘機(jī)制的發(fā)現(xiàn)以來(lái)，科學(xué)家們不斷探索著這一人體內(nèi)部時(shí)鐘如何調(diào)控著日常生物進(jìn)程。每24小時(shí)的生物鐘擺動(dòng)，確保了細(xì)胞與外界環(huán)境的完美同步，從睡眠到代謝，無(wú)一不漏。

晝夜節(jié)律由大腦中的中樞生物鐘協(xié)調(diào)，并與不同外周組織中的生物鐘（即外周生物鐘）溝通，影響著從睡眠模式到食物代謝能力等許多功能。

在這兩項(xiàng)新的研究中，這些作者描述了中樞生物鐘與肌肉和皮膚中的外周生物鐘之間的精準(zhǔn)同步，以及兩者如何確保組織的正確功能以及防止與衰老相關(guān)的退化過(guò)程。他們的發(fā)現(xiàn)突顯了這種協(xié)調(diào)對(duì)維持肌肉和皮膚最佳功能的重要性。

他們的研究還描述了外周生物鐘非凡的自主程度，在外周生物鐘缺失的情況下，外周生物鐘可以維持24小時(shí)周期并管理大約15%的晝夜節(jié)律功能。

龐培法布拉大學(xué)醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)系研究員Pura Mu?oz-Cánoves博士解釋說(shuō)，“我們的研究揭示了，只有兩種組織時(shí)鐘（一種是中樞生物鐘，另一種是外周生物鐘）之間存在最低限度的相互作用，才能維持肌肉和皮膚等組織的最佳功能，避免其退化和老化。如今，下一步是確定參與這種相互作用的信號(hào)因子，并考慮潛在的治療應(yīng)用?！?/p>

與肌肉外周生物鐘協(xié)調(diào)可保持肌肉功能并防止過(guò)早衰老

第一項(xiàng)關(guān)于大腦與肌肉之間溝通的研究證實(shí)中樞生物鐘與外周生物鐘之間的協(xié)調(diào)對(duì)于維持日常肌肉功能和防止肌肉組織過(guò)早衰老至關(guān)重要?；謴?fù)這種晝夜節(jié)律可減少肌肉質(zhì)量和力量的損失，從而改善實(shí)驗(yàn)小鼠模型中退化的運(yùn)動(dòng)功能。

這些研究結(jié)果還證實(shí)限時(shí)進(jìn)食（time-restricted feeding, TRF），即只在一天中的活躍期進(jìn)食，可以部分取代中樞生物鐘，增強(qiáng)肌肉外周生物鐘的自主性。更有意義的是，通過(guò)限時(shí)進(jìn)食恢復(fù)晝夜節(jié)律可減輕老齡小鼠的肌肉損失、代謝和運(yùn)動(dòng)功能衰退以及肌肉力量的喪失。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)開(kāi)發(fā)抗肌肉衰老療法和提高老年體能具有重要意義。

皮膚外周生物鐘整合并調(diào)節(jié)大腦信號(hào)

在第二項(xiàng)研究中，這些作者證實(shí)皮膚外周生物鐘在協(xié)調(diào)該組織的日常生理機(jī)能方面起著關(guān)鍵作用。這種協(xié)調(diào)通過(guò)整合大腦信號(hào)，有時(shí)還通過(guò)修改這些信號(hào)，確保皮膚的正常功能。

一項(xiàng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，在外周生物鐘缺失的情況下，大腦中樞生物鐘仍能維持皮膚的晝夜節(jié)律，但其工作方式與往常相反（即作息時(shí)間相反）。例如，他們觀察到，如果僅由中樞生物鐘調(diào)節(jié)，DNA 復(fù)制將發(fā)生在白天，而此時(shí)皮膚暴露在紫外線下，這將增加積累突變的風(fēng)險(xiǎn)。

圖片來(lái)自Cell Stem Cell, 2024, doi:10.1016/j.stem.2024.04.013

總而言之，這兩大研究不僅為生物鐘的協(xié)調(diào)性描繪了生動(dòng)畫(huà)面，更揭示了其在防衰逆齡、維護(hù)肌肉與皮膚健康中的關(guān)鍵角色，為未來(lái)抗老醫(yī)學(xué)與健康老齡化干預(yù)提供了全新的靶標(biāo)靶點(diǎn)。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

Arun Kumar et al. Brain–muscle communication prevents muscle aging by maintaining daily physiology. Science, 2024, doi:10.1126/science.adj8533.

Thomas Mortimer et al. The epidermal circadian clock integrates and subverts brain signals to guarantee skin homeostasis. Cell Stem Cell, 2024, doi:10.1016/j.stem.2024.04.013.

Synchronisation between the central circadian clock and the circadian clocks of tissues preserves their functioning and prevents ageing
https://www.irbbarcelona.org/en/news/scientific/synchronisation-between-central-circadian-clock-and-circadian-clocks-tissues

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