*仅供医学专业人士阅读参考
EASD大会上,3位学者为您揭秘
撰文:师春焕
2025年9月16日至19日,第61届欧洲糖尿病研究协会(EASD)年会在奥地利维也纳国际会议中心盛大召开。来自丹麦、德国及荷兰的三位学者分别从生物钟调控、进食时间干预及运动时机优化三个维度介绍了生活方式干预在代谢管理中的关键作用。本文将系统梳理该专题的核心观点,以飨读者。
Frédéric Gachon教授:生物钟与肝脏代谢的奥秘
作为首个发言的专家,来自丹麦奥胡斯大学的Frédéric Gachon教授以“昼夜节律生理学”为核心,系统阐释了生物节律如何通过中枢与外周时钟协同调控代谢功能,尤其强调肝脏在节律信号传递中的核心作用。他指出,我们生活在一个非恒定环境中,从细菌到人类,所有生命体都进化出了昼夜节律系统,以适应环境的周期性变化。
Gachon教授首先展示了哺乳动物24小时生理节律的特征图表,数据显示:早晨6:30结肠运动显著增强,7:30褪黑素分泌停止,标志着机体从睡眠向觉醒状态过渡;上午10:00警觉性达到峰值;下午15:30反应速度最快,是日间生理功能的“黄金时段”;傍晚18:00-18:30血压达到当日最高值;夜间21:00褪黑素开始分泌,引导机体进入睡眠准备阶段;凌晨2:00进入深睡眠状态,4:30体温降至当日最低。
图1 哺乳动物24小时生理节律的特征图表(来自讲者PPT)
Frédéric Gachon教授强调,昼夜节律由中枢时钟(位于下丘脑视交叉上核)与外周时钟(分布于肝脏、胰腺、脂肪组织等)共同构成,受光照、进食、运动等多种授时因子调控。他特别指出,如果在白天对小鼠进行实验,本质上就相当于在人类午夜时分对人体做试验——这正是有时小鼠实验与人类研究结果存在差异的原因,因为我们观察的是两种完全不同的生理状态。
通过构建肝脏特异性生物钟基因敲除模型,Frédéric Gachon教授团队发现,肝脏中仅约1/3的节律性基因表达受生物钟直接调控,另有1/3由进食行为驱动,剩余1/3则与体温节律密切相关[1]。他总结道:“进食不仅是外周时钟的同步因子,更是肝脏代谢节律的主要驱动因素。”这一发现为理解饮食时间如何影响代谢提供了重要理论基础。
Olga Pivovarova-Ramich教授:进食时间对代谢的影响
德国人类营养研究所的Olga Pivovarova-Ramich教授聚焦“进食时间与代谢健康”,她首先指出生物钟基因(如Per1、Bmal1)在人体脂肪组织中呈现出显著的昼夜节律;同时,一些关键代谢基因(如IRS1、PDK4)也在脂肪组织中表现出节律性[2]。这些节律的同步性至关重要:只有当外周生物钟与中枢生物钟、以及外界环境(如光照、进食)保持同步时,身体才能为食物代谢等生理过程提供最佳条件,这也是维持代谢健康的关键。然而,若昼夜节律或节律性生理活动被打乱,可能诱发肝脏疾病等代谢异常。
Olga Pivovarova-Ramich教授强调,肥胖、糖尿病患者的外周器官(如脂肪、肝脏)中,昼夜节律出现显著紊乱。外界刺激(如光照、进食)可改变或重置外周生物钟。其中,光照是调节中枢生物钟的关键信号,而对于外周生物钟(尤其是代谢器官的生物钟),进食是最重要的调控信号之一。
关于进食如何重置外周生物钟的机制,OlgaPivovarova-Ramich教授团队重点探讨了胰岛素的作用。实验显示[3],在小鼠脂肪组织外植体及人类脂肪细胞体外分化模型中,添加胰岛素后,昼夜节律会快速且短暂偏移,与对照组相比,节律相位显著改变。这表明,胰岛素是进食后重置外周生物钟的重要介质——也就是说,每次进食(甚至糖尿病患者注射胰岛素)都可能影响我们的昼夜节律。这一机制解释了为何饮食干预能有效调节代谢节律。
Olga Pivovarova-Ramich教授团队开展的交叉研究显示[4],让同一批受试者先后采用两种进食模式——“早进食窗口”与“晚进食窗口”(两种模式的进食时间相差5小时),结果发现早进食窗口会使昼夜节律相位提前,晚进食窗口则会使相位推迟;睡眠节律也随进食时间发生同步变化,早进食者的入睡时间、起床时间及睡眠中点均会提前,晚进食者则会推迟,但两组受试者的睡眠时长并未改变。这一发现与近期
Cell Metabolism发表的研究结果一致,该研究证实早限时进食(如早上9点到下午5点)能显著改善空腹血糖和夜间血糖水平。
Jeroen van der Velde教授:运动时间优化,下午/傍晚中高强度运动或更优
荷兰莱顿大学医学中心的Jeroen van der Velde教授聚焦“运动时间对代谢健康的影响”。他指出,尽管运动总时长与强度已被广泛研究,但其时间分布对代谢适应的影响尚未得到足够重视。
van der Velde教授团队基于“荷兰肥胖流行病学研究(NEO Study)”共纳入775名中年男女,采用活动传感器进行监测。该设备不仅能记录运动量,还能捕捉心率,因此可精准评估体力活动强度。研究者连续4天记录受试者的体力活动数据,并根据每日中等至高强度体力活动(MVPA)的峰值时段,将受试者分为四组:早晨高峰组、下午高峰组、傍晚高峰组,以及无明显高峰组。研究结果显示[5],下午或晚间运动者的胰岛素抵抗指数最低,而晨间运动者未表现出明显优势。
图2 身体活动的时间与胰岛素抵抗的研究(来自讲者PPT)
van der Velde教授还提出了多项关于“为何下午运动更优”的假设,包括下午时段恰好对应肌肉胰岛素敏感性、线粒体功能与核心体温的峰值期,以及晚间运动可减少餐后久坐时间与零食摄入等行为学因素。此外,运动本身亦可作为“授时因子”,重塑外周生物钟。van der Velde教授强调,考虑到个体生物钟类型差异,未来应开发基于个人节律特征的“时间处方”,实现真正的精准代谢医学。
总结
本次会议揭示,膳食与运动的时间维度是代谢调控网络中不可忽视的关键变量。过去我们过度关注“吃什么”和“动多少”,其实“何时吃”和“何时动”同样重要。
参考文献:
[1].Mermet J, Yeung J, Naef F. Systems Chronobiology: Global Analysis of Gene Regulation in a 24-Hour Periodic World. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2017 Mar 1;9(3):a028720. doi: 10.1101/cshperspect.a028720. PMID: 27920039; PMCID: PMC5334255.
[2].Kessler K, Pivovarova-Ramich O. Meal Timing, Aging, and Metabolic Health. Int J Mol Sci. 2019 Apr 18;20(8):1911. doi: 10.3390/ijms20081911. PMID: 31003407; PMCID: PMC6514931.
[3].Tuvia N, Pivovarova-Ramich O, Murahovschi V, Lück S, Grudziecki A, Ost AC, Kruse M, Nikiforova VJ, Osterhoff M, Gottmann P, Gögebakan Ö, Sticht C, Gretz N, Schupp M, Schürmann A, Rudovich N, Pfeiffer AFH, Kramer A. Insulin Directly Regulates the Circadian Clock in Adipose Tissue. Diabetes. 2021 Sep;70(9):1985-1999. doi: 10.2337/db20-0910. Epub 2021 Jul 5. PMID: 34226282.
[4].Soliz et al. Exp Mol Med. 2025 (in review)
[5].van der Velde JHPM, Boone SC, Winters-van Eekelen E, Hesselink MKC, Schrauwen-Hinderling VB, Schrauwen P, Lamb HJ, Rosendaal FR, de Mutsert R. Timing of physical activity in relation to liver fat content and insulin resistance. Diabetologia. 2023 Mar;66(3):461-471. doi: 10.1007/s00125-022-05813-3. Epub 2022 Nov 1. PMID: 36316401; PMCID: PMC9892088.
责任编辑丨小林
*“医学界”力求所发表内容专业、可靠,但不对内容的准确性做出承诺;请相关各方在采用或以此作为决策依据时另行核查。
热门跟贴