生物钟与肥胖、糖尿病和心脏病发作有关

人体昼夜节律的紊乱不仅会导致肥胖，还会增加患糖尿病和心脏病的风险。

这是第一项明确表明胰岛素活性受人体昼夜生物钟控制的研究得出的结论。这项研究于2月21日发表在该杂志上当代生物学，有助于解释为什么不仅吃什么，而且什么时候吃很重要。

这项研究是由范德堡大学生物科学教授卡尔·约翰逊和生物科学教授领导的科学家团队进行的分子生理学生物物理学家欧文·麦吉尼斯和大卫·沃瑟曼。

“我们的研究证实，不仅你吃什么和吃多少对健康很重要健康的生活方式但什么时候吃也很重要，”博士后史淑群说，他和研究助理塔斯尼姆·安萨里在范德比尔特大学医学中心的小鼠代谢表型中心进行了这项实验。

近年来，在小鼠和人类身上进行的大量研究发现，人体生物钟的运作与其新陈代谢、生理和生理机能的各个方面之间存在着各种各样的联系化学过程提供能量，产生，维持和破坏组织。一般认为，这些变化是由胰岛素引起的，胰岛素是最有效的代谢激素之一。然而，没有人真正确定胰岛素的作用遵循24小时周期，也没有人确切地确定当身体处于异常状态时会发生什么生物钟是破坏。

因为它们是夜行动物，所以老鼠的昼夜节律与人类是镜像:它们晚上活动，白天睡觉。除此之外，科学家们还发现，这两个物种的内部计时系统在分子水平上的运作方式几乎相同。大多数类型的细胞都有自己的细胞分子钟，所有这些都是由大脑中的主生物钟控制的视交叉上核在大脑里。

麦吉尼斯说:“人们怀疑我们的细胞对胰岛素的反应有一个昼夜周期，但我们是第一个真正测量它的人。”“中枢神经系统的主时钟驱动着周期，胰岛素反应紧随其后。”

胰岛素由胰腺产生，在调节人体脂肪和碳水化合物代谢方面起着关键作用。当我们吃东西时，我们的消化系统将食物中的碳水化合物分解成单糖葡萄糖，葡萄糖被吸收到血液中。血液中过多的葡萄糖是有毒的，所以胰岛素的作用之一是刺激葡萄糖转移到我们的细胞，从而从血液中去除多余的葡萄糖。具体来说，胰岛素是将葡萄糖转移到肝脏、肌肉和脂肪细胞所必需的。它还阻止了燃烧脂肪获取能量的过程。

胰岛素的作用——激素从血液中去除葡萄糖的能力——可以被许多因素降低，这被称为胰岛素抵抗。该研究发现，正常的“野生型”小鼠组织在非活动/禁食阶段对胰岛素有相对抗性，而在24小时周期的高活动/进食阶段，它们对胰岛素变得更敏感(因此能够更好地将葡萄糖转移出血液)。因此，葡萄糖在不活跃阶段主要转化为脂肪，在高活跃阶段用于能量和其他组织构建。

“这就是为什么每天禁食有益的原因……晚餐和早餐之间不要吃任何东西，”约翰逊说。

研究人员还调查了发生在胰岛素的作用当单个老鼠的生物钟被打乱时。

他们使用的一种方法是研究特殊的“敲除”小鼠，这些小鼠具有一种合适的必要基因生物钟函数删除。他们发现，这些小鼠似乎全天候处于胰岛素抵抗模式，与不活动/禁食阶段相当。在喂食高脂肪食物后，它们往往比野生型小鼠增重更多，携带更多脂肪。然而，为他们提供由缺失基因产生的蛋白质，重新建立了他们的昼夜节律，降低了他们的胰岛素抵抗，并防止他们获得过多的脂肪。

另一种方法是将正常的“野生型”小鼠置于持续光照的环境中，扰乱它们的昼夜周期。在这种情况下，他们发现，与野生型小鼠相比，这些小鼠被锁定在不活动/禁食阶段，在高脂肪饮食中产生了更高的体脂比例，尽管实际上吃得更少，但体重却增加了更多。肥胖和随之而来的胰岛素抵抗会增加患糖尿病和心血管疾病的风险。

据研究人员称，这有助于解释夜班工人以及生物钟和正常睡眠模式被打乱的人患肥胖症和糖尿病的频率增加的原因。

研究人员还发现，高脂肪饮食打乱了生活在正常昼夜循环中的野生型小鼠的生物钟。因此，他们的胰岛素周期默认为不活跃/禁食阶段，这有助于解释为什么高脂肪饮食会导致体重增加。