生物鐘系統(tǒng)（The circadian clock system）（來自拉丁語circa diem “晝夜”，大約一天）由大腦內(nèi)的主鐘和各器官的外周時鐘組成，它使生物體能夠預(yù)測并適應(yīng)地球物理時間的周期性變化。幾乎所有細胞都包含生物鐘分子。它們根據(jù)地球的24小時晝夜周期，控制進食、睡眠等生物行為和各種生理活性（比如代謝）。如果這些時鐘的同步性受到干擾——比如不規(guī)律的工作時間、頻繁的時差變化及衰老等，機體就會出現(xiàn)心血管疾病、肥胖癥、2型糖尿病等代謝性疾病。通過比較2型糖尿病人和健康人的胰腺細胞，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)（UNIGE）和日內(nèi)瓦大學(xué)醫(yī)院（HUG）的研究人員首次證明：這種對生物鐘的干擾似乎阻止了胰島細胞分泌胰島素和胰高血糖素的正常功能。
在實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)2型糖尿病人胰島細胞的晝夜節(jié)律時鐘（生物鐘）受損，該破壞伴隨著激素分泌的擾動。此外，研究人員使用從檸檬皮中提取的“Nobiletin”生物鐘調(diào)節(jié)分子，成功地“修復(fù)”了被破壞的胰島細胞生物鐘，并部分恢復(fù)了胰島細胞的功能。
這些結(jié)果已發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上，為糖尿病護理創(chuàng)新方法提供了初步洞察。
兩年前，由日內(nèi)瓦大學(xué)醫(yī)學(xué)院首席研究員Charna Dibner領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)確認，在嚙齒動物中，胰腺細胞生物鐘的擾動可導(dǎo)致胰島素和胰高血糖素分泌中斷，從而促進糖尿病的發(fā)作。但是，同樣的情況發(fā)生在人類身上會怎樣呢？
Dibner博士實驗室的研究員之一，同時也是論文的第一作者Volodymyr Petrenko表示：
我們以前也曾觀察到，如果在體外細胞培養(yǎng)中人為破壞胰腺細胞的生物鐘，那么關(guān)鍵的胰島激素——胰島素和胰高血糖素的分泌就會受到抑制。因此，我們下一步是弄清2型糖尿病人胰島中的晝夜節(jié)律是否受到干擾，如果是，這種干擾將如何影響胰島功能。
利用生物發(fā)光-熒光延時顯微鏡技術(shù)，該技術(shù)可以隨著時間的推移非常精確地跟蹤活細胞中的分子時鐘活動，科學(xué)家們比較了24小時內(nèi)2型糖尿病人和健康受試者的胰腺細胞行為。Charna Dibner說：“結(jié)果是無可爭議的。” 2型糖尿病人胰島細胞的生物鐘不僅晝夜節(jié)律振蕩的振幅減小，同步能力也較差?！斑@導(dǎo)致其激素分泌不再協(xié)調(diào)。此外，在2型糖尿病患者中觀察到的胰島素和胰高血糖素分泌的時間協(xié)調(diào)性缺陷，與在人工干擾晝夜節(jié)律的健康胰島細胞中測得的缺陷相當(dāng)?！?/section>▲Nobiletin增強人T2D胰島中的分子振蕩，并增強胰島素分泌
生物鐘代表控制各種細胞功能的每日周期。這些時鐘有幾個互鎖的同步級別，主要是光，它調(diào)節(jié)位于大腦下丘腦的中央生物鐘。就像管弦樂隊中的指揮一樣，中央生物鐘可以（部分）調(diào)節(jié)器官和細胞中存在的外周生物鐘。盡管如此，它們在每個器官，甚至在每個細胞中的功能都不一樣。Charna Dibner說：“胰腺細胞服從于禁食和食物攝入的節(jié)律，以及嚴(yán)格的激素調(diào)節(jié)?！?因此，協(xié)調(diào)所有級別的調(diào)節(jié)可優(yōu)化代謝功能。胰腺胰島細胞的生物鐘失調(diào)會導(dǎo)致功能受損：它們不再預(yù)期食物發(fā)出的信號。的確，即使是吃相同的食物，你在晚上吃而不是白天吃，由于新陳代謝反應(yīng)欠佳，因此體重增加得更快。”▲光照及進食對生物鐘的影響。（a.光通過視黃醇-下丘腦束進入大腦視交叉上核的中央時鐘；b.攝食節(jié)律是主要的刺激信號，并且可以使外周組織時鐘與視交叉上核和行為節(jié)律不同步。 ）
在研究中，日內(nèi)瓦大學(xué)科學(xué)家使用Nobiletin（一種來自檸檬皮的生物鐘調(diào)節(jié)劑分子）來使生物鐘重新同步。通過作用于核心生物鐘組件之一，它可以有效地重置人類胰島的振蕩幅度?？茖W(xué)家觀察到，一旦生物鐘重新同步，胰島素分泌隨即獲得改善。▲DOI: 10.1073/pnas.1916539117
這證明，修復(fù)受損的生物鐘可能有助于改善胰島激素分泌的功能。研究人員表示，將首先在動物模型體內(nèi)探索這種修復(fù)機制。伴隨著不規(guī)律的工作時間、錯亂飲食，以及睡眠不足，現(xiàn)代人類社會正在經(jīng)歷代謝性疾病大流行。通過重置被擾亂的分子生物鐘、個性化的飲食和鍛煉計劃，科學(xué)家希望最終能夠為不斷增長的流行性代謝問題提供創(chuàng)新的解決方案。
恢復(fù)胰島生物鐘，
從科學(xué)安排飲食開始。
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