一篇《Science》解释为什么深夜进食会导致体重增加和糖尿病

　　

西北医学院的科学家们发现了深夜进食与体重增加和糖尿病有关的机理。进食时间、睡眠和肥胖之间的联系众所周知，但人们对其知之甚少。研究表明，营养过剩会扰乱昼夜节律，改变脂肪组织。

西北大学的最新研究首次表明，能量释放可能是我们体内时钟控制能量平衡的分子机制。根据这一认识，科学家们还发现，在地球自转的光环境中，白天是最理想的时间，此时能量以热的形式消散是最理想的。这些发现具有广泛的意义，从节食到睡眠不足，以及我们为需要长期营养帮助的患者提供食物的方式。

这篇题为“限时喂养通过脂肪细胞产热缓解肥胖”的论文在《Science》杂志上出版。

西北大学范伯格医学院教授、作者Joseph Bass博士说:“众所周知，尽管人们对这一点知之甚少，但对生物钟的摧残就是对新陈代谢的摧残。”他也是西北医学内分泌学家。

Bass说:“当动物们吃西式自助餐——高脂肪、高碳水化合物——生物钟就被打乱了。生物钟对人们进食的时间很敏感，尤其是在脂肪组织中，而这种敏感性会被高脂肪饮食打乱。我们仍然不明白这是为什么，但我们知道的是，当动物变得肥胖时，它们在本该睡觉的时候开始吃得更多。这项研究说明了为什么这很重要。”

Bass实验室的博士后Chelsea Hepler是该研究的第一作者，并为该团队的假设做了许多生物化学和遗传学实验。现在杜克大学的Rana Gupta也是一个关键的合作者。

打乱体内时钟

在这项研究中，夜间活动的啮齿类动物要么在不活动(亮)期要么在活动(暗)期被喂食高脂肪食物。在一周内，在光照时间进食的鼠比在黑暗时间进食的鼠体重增加更多。该团队还将温度设置为30度，在这个温度下，鼠消耗的能量最少，以减轻温度对研究结果的影响。

“我们认为可能是能量平衡的一个组成部分，鼠在特定的时间消耗更多的能量，”Hepler说。“这就是为什么它们可以在一天的不同时间吃相同数量的食物，在活动时间吃东西比在应该睡觉的时间吃东西更健康。”

随着能量消耗的增加，研究小组开始研究脂肪组织的新陈代谢，以确定在内分泌器官中是否也会出现同样的效果。他们发现确实如此，具有基因增强的生热能力(或通过脂肪细胞释放热量)的小鼠可以防止体重增加，改善健康状况。

Hepler还发现了无用的肌酸循环，在脂肪组织中，肌酸(一种帮助维持能量的分子)经历了化学能的储存和释放，这意味着肌酸可能是潜在的热量释放机制。

间歇性禁食和胃喂食管

20多年前，Bass和他在西北大学的同事进行了一项研究，发现动物体内的分子钟与体重、肥胖和新陈代谢之间存在关系。Bass的实验室专注于用基因方法研究生理学，他们面临的挑战是弄清楚这一切意味着什么，并找到产生这种关系的控制机制。这项研究让他们更进一步。Bass说，这一发现可以为慢性护理提供参考，尤其是那些有胃喂养管的病人。病人通常在晚上睡觉时进食，因为这时他们释放的能量最少。这些患者患糖尿病和肥胖症的比例往往很高，Bass认为这可以解释其中的原因。他还想知道这项研究将如何影响二型糖尿病的治疗。例如，注射胰岛素时是否应该考虑进餐时间?

Hepler将继续研究肌酸代谢。她说:“我们需要弄清楚昼夜节律时钟是如何控制肌酸代谢的，这样我们才能弄清楚如何促进肌酸代谢。时钟对脂肪组织层面的代谢健康有很大影响，但我们还不知道影响有多大。”

Chelsea Hepler, Benjamin J. Weidemann, Nathan J. Waldeck, Biliana Marcheva, Jonathan Cedernaes, Anneke K. Thorne, Yumiko Kobayashi, Rino Nozawa, Marsha V. Newman, Peng Gao, Mengle Shao, Kathryn M. Ramsey, Rana K. Gupta, Joseph Bass. Time-restricted feeding mitigates obesity through adipocyte thermogenesis. Science, 2022; 378 (6617): 276