糖尿病当昼夜节律出错时
像所有生物一样，人类的生理过程受到昼夜节律的影响。由于生活方式越来越不平衡，我们的内部时钟中断与2型糖尿病病例的爆炸直接相关。现在，来自日内瓦大学(UNIGE)和瑞士日内瓦大学医院(HUG)的一个研究小组发现，他的紊乱破坏了分泌葡萄糖调节激素的细胞中脂质的代谢。鞘脂和磷脂，位于细胞膜上的脂质，似乎特别受影响。然后，脂质分布的这种变化导致这些细胞膜的刚性。这些结果发表在PLOS Biology杂志上，为昼夜节律在代谢紊乱中的重要性提供了进一步的证据。
脂质具有多种细胞功能。作为细胞膜的主要组成部分之一，它们参与细胞相互通信及其环境的信号通路。“一段时间以来，我们已经知道生物钟的破坏与代谢疾病密切相关，例如2型糖尿病，身体不再能够有效地调节血糖水平，”外科和细胞生理学与代谢系以及UNIGE医学院和HUG糖尿病中心的教授Charna Dibner解释说。 谁领导了这项研究。“还确定脂质在代谢紊乱中起着重要作用。但昼夜节律对脂质功能的影响仍然未知。
人类分子钟的复杂体外模型
朗格汉斯胰岛是位于胰腺中的不同类型的内分泌细胞簇，主要负责胰岛素和胰高血糖素的分泌，胰高血糖素是调节血糖的激素。为了了解脂质如何受到昼夜节律的影响，科学家们分析了来自2型糖尿病患者和健康个体的人类胰岛中1000多种脂质的振荡曲线。
“我们使用的实验设计特别复杂，”查纳·迪布纳实验室的研究员、这项研究的第一作者弗拉基米尔·别特连科解释说。“例如，当我们研究肌肉时，我们可以每小时进行一次活检。但是当涉及到心脏，肝脏或胰腺等内脏器官时，就像在这种情况下一样，这当然是不可能的。因此，我们必须开发一种在体外用人类胰岛破坏分子钟的模型。
在生物体中，大脑中的中央时钟根据外部刺激协调所有器官细胞中的外周时钟。因此，在实验室中，科学家们人为地替换了这个中心时钟来重新同步细胞。“事实上，在体外，每个细胞都保持自己的节奏，但没有整体协调。然而，我们的工作旨在精确地了解在多细胞群体中形成的节律，这些节律是内分泌胰腺作为一个实体的功能所必需的，如何控制细胞内脂质代谢，“Volodymyr Petrenko补充道。
膜的加固
比较来自2型糖尿病患者和健康人的胰岛表明，血脂谱在白天的振荡比以前想象的要大得多。“不仅糖尿病患者和非糖尿病患者的胰岛脂质谱不同，而且它们在一天中的振荡方式也不同。
此外，科学家们观察到磷脂和鞘脂的时间分布发生了特别大的变化，这两类脂质是细胞膜的主要成分。“最近的研究表明，这些磷脂和鞘脂与2型糖尿病典型的胰岛素生产能力丧失之间存在联系，”Charna Dibner解释说。“我们的研究朝着同一个方向发展：我们观察到时钟被破坏的小岛积累了磷脂和鞘脂，使膜变硬。这可能会影响细胞检测环境信号的能力，从而在需要时分泌胰岛素。此外，科学家们能够通过人为地干扰健康的胰腺细胞的生物钟来重现它们的现象。研究将继续了解这种现象的确切原因和机制。
促进生活方式的改变?
这项工作首次在生物钟的破坏与糖尿病患者典型的脂质变化之间建立了直接联系。这些基础研究数据为患者研究奠定了基础。
Charna Dibner的研究团队目前正在进行两项应用研究：第一项与日内瓦大学医院的营养专家合作，从个性化医疗的角度探索间歇性禁食的潜在益处，同时考虑到每个人的精确昼夜节律特征。第二个与荷兰马斯特里赫特大学合作，旨在借助太阳灯重新同步患者。
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