《科学》:膳食脂肪重塑昼夜节律!加州大学科学家发现,饮食中不饱和脂肪酸比例会影响昼夜节律,是人体生物钟与季节匹配与否的关键
时间:2025-10-25
周期蛋白(PERIOD)是昼夜节律的主要中介成分之一。此前,研究者们就发现,PER2蛋白662位的丝氨酸的磷酸化,是感知线索、调节昼夜节律的关键事件。
在对患有家族性睡眠相位前移综合征患者进行的遗传学分析中,研究者发现,如果将PER2-S662突变为甘氨酸(PER2-S662G),这一位点无法被磷酸化,携带者表现出行为节律提前;反之,如果该位点突变为天冬氨酸(PER-S662D),模拟磷酸化状态,那么就会导致行为节律延迟。
研究者认为,PER2-S662可能是一种通过饮食调节节律适应季节的固定机制。
研究者首先改变了小鼠的光照环境,从12小时光照/12小时黑暗(12:12 LD)转向4小时光照/20小时黑暗(4:20 LD)。正常饮食的小鼠节律因此改变,行为节律以每日0.25小时的速度逐渐提前。
但是,高脂饮食(45%热量来自脂肪)的小鼠,节律同步的速度却相对延缓了一半。到实验30天时,这两组小鼠虽然活在同样的光照环境下,但高脂饮食小鼠活动起始时间却出现了约2小时的延迟。反之,如果限制小鼠的热量限制,则会加速小鼠对冬季光照周期变化的适应。
高脂饮食显然限制了小鼠适应更接近冬季的黑夜较长的光照周期。
如果将光照环境调整至20小时光照/4小时黑暗(20:4 LD),模拟夏季光照,小鼠们的表现则与冬季光照变化时相反,高脂饮食会加快小鼠活动节律的延迟,使其更快适应夏季光照周期。
结合此前对PER2-S662磷酸化状态与节律变化之间的发现,不难揣测,脂肪摄入与PER2-S662存在机制上的关联。
分析结果显示,饮食中脂肪酸的种类比例,是决定PER2-S662变化的关键。较低的多不饱和脂肪酸(PUFA):单不饱和脂肪酸(MUFA)的比例,可增强PER2-S662磷酸化,促进夏季光照节律同步,抑制冬季光照节律同步。
也就是说,一年中,PUFA相较MUFA的可获取性的季节性变化,会影响PER2-S662介导的生物钟变化。可以推测,如果全年都维持着低PUFA的食物,那么可能会使人类长期处于类似夏季的节律状态,并促进能量储存和摄食行为。
反之,补充富含PUFA的食物,或许也有助于向PER2蛋白传递信号,打破这个 恶性循环 。
