细胞》杂志5月4日发表了瑞士几内瓦大学生物学家的一项研究,显示小鼠肝脏的体积和功能像机体一样,存在昼夜节律。活动期小鼠肝脏的体积几乎比休息期时增加一半。当正常的生物节律被逆转时,这种波动的细胞机制变化随之消失了。
这不由得令人想到,由于专业限制或是个人习惯而导致人体生物钟紊乱,可能会对我们的肝脏功能导致严重的后果。
哺乳动物通过脑部生物钟适应昼夜节律。这个生物钟并不是固定不变的,它随着光照每天都会被重置,存在于我们大部分细胞中的次级生物钟也随之同步。
另一方面,肝脏在哺乳动物的新陈代谢和解毒中扮演了关键的角色,在动物运动和进食后,肝脏的功能运转达到最大值。肝脏内有350多种参与代谢和解毒作用的基因的表达存在昼夜模式,生物周期为24小时。几内瓦大学分子生物学系的名誉教授UeliSchibler表示,“这些基因中很多还受到进食节律和体育活动的影响。”他们进行的这项研究就是要了解,肝脏是如何适应这些波动的。
正常小鼠是在夜间进食,白天休息。研究第一作者FloreSinturel注意到:“在保持正常昼夜节律的啮齿类动物中,活动期时肝脏的体积逐渐增加,在夜晚结束时达到峰值,增加超过40%,在白天慢慢回复到最初体积。”
随后几内亚大学、瑞士洛桑大学和雀巢健康科学研究所三方合作,对上述变化的细胞学机制进行了探索,结果发现,一天内的肝脏细胞体积和蛋白质含量存在波动。核糖体的数量也随细胞体积的变化而波动。作者认为,肝细胞体积的增加适应新生核糖体的产生和组装,以确保在夜间蛋白质的产生达到峰值。过多生成的核糖体组分可能在休息期被机体发现、标记并降解。
研究者发现,波动的幅度与进食和空腹的周期有关,与昼夜相也有关系。事实上,当进食相与生物钟不再吻合时,这种波动就消失了:当小鼠是在白天进食时,它们肝脏和肝细胞的体积以及其中核糖体和蛋白质的含量几乎保持稳定。
由于夜间的工作、日程的变化或频繁的国际旅行,很多人不再按照生物钟生活。早在1986年,就有一项研究通过超声的方法观察了6个小时内肝脏体积的变化,提示这个器官和人体一样并不是静止不动的。如果在人体中也发现了类似于小鼠中的机制——事实上这很有可能,说明生物节律的紊乱会对肝功能造成很大影响。
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