在哺乳動(dòng)物中,肝臟在代謝和清除毒素方面起著(zhù)舉足輕重的作用,當它們處于活動(dòng)或進(jìn)食時(shí),肝臟達到最大的效率。來(lái)自瑞士日內瓦大學(xué)的生物學(xué)家,發(fā)現了這個(gè)器官適應攝食和禁食的周期,以及24小時(shí)內的晝夜交替。小鼠身上的研究顯示,根據活動(dòng)和休息的階段不同,肝臟的大小在恢復到最初的大小之前幾乎增加了一半尺寸。
研究文章于5月4日發(fā)表在Cell上,該項研究描述了這種波動(dòng)的細胞機制,當正常的生物節律被逆轉時(shí),這種波動(dòng)就消失了。由于不同行業(yè)工作或私人習慣,我們生物鐘會(huì )被打斷,因此可能對我們的肝功能有重要的影響。
哺乳動(dòng)物用腦內的生物鐘適應晝夜節律,腦內的生物鐘每天被光線(xiàn)所調節,和我們大部分細胞的內在時(shí)鐘保持一致。在肝臟中有超過(guò)350個(gè)參與大小和解毒的基因,以生物鐘的24小時(shí)節律表達。通訊作者UeliSchibler說(shuō):“這些基因中的很多也受食物攝入和體力活動(dòng)的節奏的影響,我們想知道肝臟如何適應這些波動(dòng)。”
1肝臟大小和核糖體及蛋白質(zhì)的量都按節律波動(dòng)
小鼠是在夜間覓食,白天休息。第一作者FloreSinturel說(shuō):“我們在嚙齒類(lèi)動(dòng)物通常的晝夜節律中,觀(guān)察到肝臟的體積在晚上活躍期逐漸增加,達到高峰時(shí)增加超過(guò)40%,然后白天返回到其初始大小。”
研究人員發(fā)現,肝細胞的大小和它們的蛋白質(zhì)含量每天都在波動(dòng)。負責生產(chǎn)肝臟各種功能所需蛋白質(zhì)的核糖體的數量,與細胞的大小一起波動(dòng)。肝細胞生產(chǎn)和組裝新的核糖體,以確保在夜間蛋白質(zhì)生產(chǎn)的高峰期。過(guò)量產(chǎn)生的核糖體的成分會(huì )在靜息期進(jìn)行降解。
2不符合生物鐘節律生活波動(dòng)會(huì )消失
生物學(xué)家觀(guān)察到變化的振幅取決于攝食和禁食的周期,以及晝夜和夜間階段。事實(shí)上,當攝食不符合生物鐘的階段波動(dòng)時(shí)消失。這種周期波動(dòng)經(jīng)歷億萬(wàn)年進(jìn)化來(lái)的,不會(huì )因為攝食改變而立即變化。共同領(lǐng)導研究的FrédéricGachon指出:“當小鼠在白天被喂食時(shí),肝臟與肝細胞的大小,以及它們在核糖體和蛋白質(zhì)含量幾乎保持恒定。然而,無(wú)論是在夜間或白天飼喂,這些動(dòng)物的食物攝取量是相似的。”
由于夜間工作、顛倒的時(shí)間表或頻繁的國際旅行,許多人不再按照晝夜節律的節奏生活。先前Leung等人在1986的JournalofHepatology的研究,在六小時(shí)內使用基于超聲方法對人體肝臟體積測定,表明這個(gè)器官的大小在我們體內也有波動(dòng)。很可能在小鼠身上發(fā)現的是與人類(lèi)相似的機制,所以人們對生物節律的放松管制會(huì )對肝臟功能產(chǎn)生相當大的影響。