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熬夜为何伤身?外泌体参与调节体内的昼夜节律和机体代谢状态

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该研究的流程图

美国密苏里大学医学院研究员David Gozal表示,夜班工作者更容易遭受失眠、糖尿病、肥胖症和其他一系列健康问题的困扰。夜班和其他非传统工作时间的工作,比正常人患上其他身体和精神疾病的风险更大。

Gozal说:“(对一名轮班工作者来说)对人体而言,这是一件不好的事情,但是,我们的现代社会越来越依赖轮班工作者了。”他补充说,“如果看两个世纪前的情况,几乎没有轮班工作。”

Gozal对外泌体的研究是弄清这一现象的关键一步。他已经确定了在我们细胞间传播的微小信使,并希望利用这些知识来调整和平衡昼夜节律。

根据人口统计局的一项研究,有75%的员工在传统时间早上6点至10点开始轮班工作,其余的工作则在非传统时间进行,这些工作预计将是未来十年增长最多的职业类型。

Gozal说,尽管轮班工作变得司空见惯,但我们不了解大脑中央时钟和我们所有器官的末梢生物钟之间的信息是如何错乱的。

“每个细胞都有生物钟。”Gozal说。我们在大脑中拥有中央的“主时钟”,在人体的各个器官,组织和细胞中拥有外围时钟。

当某人穿越多个时区或错过定期安排的睡眠时间时,生物钟可能会错乱。因此,除了夜班工作者外,飞行员和武装部队成员通常还面临内部时钟问题。9月,Gozal发表了一项研究,认为外泌体是将错乱的生物钟传递到身体各个部位的信使。这些生物钟与大脑中央时钟的时间不同,从而造成了夜班工作者经历的生物钟错乱。

Gozal说:“外泌体很小,如果需要的话这些囊泡可以包裹很多东西。”

这些微观、球形的小包裹大约30到100纳米,可以告诉您它们来自哪个细胞,还可以告诉您它们将向哪个细胞前进。外泌体可以携带各种成分,例如脂肪、糖、蛋白质和DNA。外泌体可以中转信息、传递材料或引起物理变化,这具体取决于内容物。

Gozal通过模拟人的夜班工作,测试了外泌体是否可以改变脂肪细胞的外围生物钟。他提取了夜班和正常志愿者的血液,从这些样本中提取了外泌体。然后,他将外泌体注射到培养箱中的起始脂肪细胞中,以观察外周组织的生物钟和代谢率。研究表明,外泌体负责改变生物钟并引起脂肪组织中的胰岛素抵抗。研究表明,夜班工作者进食更多,是因为他们的胰岛素敏感性受到影响。随着时间的流逝,一些夜班工作者会变得胰岛素抵抗,即渴望更多的糖和脂肪,因为他们无法在脂肪细胞中适当地处理能量。夜班工作对每个人的影响不同。Gozal说,有些人更容易受到与生物钟变化有关的问题的影响,而其他人则很少或根本没有受到夜班工作时间的问题。

哥伦比亚汉普顿酒店的审计员Kitten Riney在该酒店工作了20多年。她在轮班期间做了7名员工的工作量,因为她是每周工作三夜的唯一员工。她和另一位同事负责整周的夜班工作。Riney记得她几年前申请工作的时候。她特别选择了晚班,因为她一直都是夜猫子。

“小时候,我是个容易彻夜难眠的人。”Riney说。她会在正常的入睡时间上床睡觉,但到午夜仍保持清醒状态。她说:“好像我的生物钟跟正常人相差12个小时。”

Riney说,她下班后通常不会出现睡眠问题。她试图保持睡眠时间不改变——从中午到晚上7点休息,并利用周末补上她需要的额外睡眠。

尽管Gozal注意到夜班工作和其他会改变人体内部生物钟的工作会带来许多问题,但他知道这些人所做的工作对于保持社会运转至关重要。他希望最终可以利用这项研究来帮助那些正在受生物钟困扰的人。他说,他想利用他对外泌体的了解,不仅可以确定哪些人在非传统时间工作可能会遇到昼夜节律紊乱,还可以通过改变外泌体的含量来治疗患者。他说,这将帮助担任关键角色的工作者继续高水平地完成自己的本职工作。

 

参考文献:Circulating Exosomal miRNAs Signal Circadian Misalignment toPeripheral Metabolic Tissues. Int J Mol Sci 21(17):6396.

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