在哺乳動物中,肝臟在代謝和清除毒素方面起著舉足輕重的作用,當(dāng)它們處于活動或進(jìn)食時,肝臟達(dá)到最大的效率。來自瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的生物學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了這個器官適應(yīng)攝食和禁食的周期,以及24小時內(nèi)的晝夜交替。小鼠身上的研究顯示,根據(jù)活動和休息的階段不同,肝臟的大小在恢復(fù)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的細(xì)胞機(jī)制,當(dāng)正常的生物節(jié)律被逆轉(zhuǎn)時,這種波動就消失了。由于不同行業(yè)工作或私人習(xí)慣,我們生物鐘會被打斷,因此可能對我們的肝功能有重要的影響。
哺乳動物用腦內(nèi)的生物鐘適應(yīng)晝夜節(jié)律,腦內(nèi)的生物鐘每天被光線所調(diào)節(jié),和我們大部分細(xì)胞的內(nèi)在時鐘保持一致。在肝臟中有超過350個參與大小和解毒的基因,以生物鐘的24小時節(jié)律表達(dá)。通訊作者UeliSchibler說:“這些基因中的很多也受食物攝入和體力活動的節(jié)奏的影響,我們想知道肝臟如何適應(yīng)這些波動。”
1肝臟大小和核糖體及蛋白質(zhì)的量都按節(jié)律波動
小鼠是在夜間覓食,白天休息。第一作者FloreSinturel說:“我們在嚙齒類動物通常的晝夜節(jié)律中,觀察到肝臟的體積在晚上活躍期逐漸增加,達(dá)到高峰時增加超過40%,然后白天返回到其初始大小。”
研究人員發(fā)現(xiàn),肝細(xì)胞的大小和它們的蛋白質(zhì)含量每天都在波動。負(fù)責(zé)生產(chǎn)肝臟各種功能所需蛋白質(zhì)的核糖體的數(shù)量,與細(xì)胞的大小一起波動。肝細(xì)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。過量產(chǎn)生的核糖體的成分會在靜息期進(jìn)行降解。
2不符合生物鐘節(jié)律生活波動會消失
生物學(xué)家觀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。事實上,當(dāng)攝食不符合生物鐘的階段波動時消失。這種周期波動經(jīng)歷億萬年進(jìn)化來的,不會因為攝食改變而立即變化。共同領(lǐng)導(dǎo)研究的FrédéricGachon指出:“當(dāng)小鼠在白天被喂食時,肝臟與肝細(xì)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,無論是在夜間或白天飼喂,這些動物的食物攝取量是相似的。”
由于夜間工作、顛倒的時間表或頻繁的國際旅行,許多人不再按照晝夜節(jié)律的節(jié)奏生活。先前Leung等人在1986的JournalofHepatology的研究,在六小時內(nèi)使用基于超聲方法對人體肝臟體積測定,表明這個器官的大小在我們體內(nèi)也有波動。很可能在小鼠身上發(fā)現(xiàn)的是與人類相似的機(jī)制,所以人們對生物節(jié)律的放松管制會對肝臟功能產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。