九州大学的研究人员发现,慢性时差反应对雄性和雌性小鼠的代谢有不同的影响。研究结果发表在《性别差异生物学》杂志上。
研究发现,雌性小鼠的生物钟比雄性小鼠更容易受到干扰。在时差条件下,雄性小鼠体重增加并出现葡萄糖耐受不良,而雌性小鼠则体重减轻。这表明,代谢不仅受到时差的影响,还受到胰岛素和性激素之间复杂相互作用的影响,导致每个性别有不同的效果。
“慢性时差,即一个人的生物钟与自然昼夜周期持续不同步的状态,影响了许多人,如轮班工人,”九州大学农业学院的资深作者Shinobu Yasuo教授说。“慢性时差增加了患代谢紊乱(如肥胖和糖尿病)的风险,因此了解时差的生物学效应非常重要。”
然而,人类研究可能会受到其他因素的影响,如饮食、压力、运动和遗传。通过在受控条件下研究动物(如小鼠),更容易识别时差本身的直接影响。
“到目前为止最大的问题是,动物研究通常只关注雄性,而超过一半的轮班工人,如护士,是女性,”Yasuo说。“所以对我来说,研究雌性小鼠也很重要。”
生物钟或昼夜节律以大约24小时为周期运行,并由光线保持同步或调节。在这些实验中,研究人员通过改变头顶房间灯光的时间来操纵小鼠的生物钟。对于对照条件下的小鼠,灯光每隔12小时开关一次,而对于慢性时差条件下的小鼠,灯光每隔两天提前6小时开关。
在为期八周的时间里,研究人员测量了对照组和慢性时差组小鼠的体重,发现时差条件下的雄性小鼠体重增加并出现葡萄糖耐受不良,而雌性小鼠则体重减轻。
“结果非常令人惊讶。我们预计雄性和雌性小鼠都会在慢性时差条件下增重,只是程度不同,”Yasuo说。
为了确定慢性时差对小鼠生物钟的影响,Yasuo及其同事测量了肝脏和肾上腺中时钟基因的活性。他们还监测了小鼠深部体温的变化,作为生物钟活动的标志,在白天达到峰值而在夜间下降。
他们发现,在慢性时差条件下,雌性小鼠的时钟基因活性和深部体温节律受到更大的干扰,而雄性小鼠几乎没有变化。
在后来的实验中,当被阉割的雄性小鼠处于慢性时差条件下时,它们表现出类似于雌性小鼠的行为,深部体温和时钟基因活性受到干扰,并且体重减轻。这些变化可以通过睾酮注射逆转。
“睾酮因此是雄性小鼠生物钟韧性的关键。它还显著影响代谢和身体对葡萄糖的反应,”Yasuo说。“这一发现强调了在考虑时差对代谢影响时考虑性别的重要性。”
在未来的研究中,研究人员希望弄清楚为什么尽管时钟基因活性没有明显变化,雄性小鼠仍会增重并出现葡萄糖耐受不良。他们还计划研究雌性性激素——雌激素对生物钟韧性的影响。
雌性小鼠的体重减轻也引发了人们对时差促进体重增加这一普遍看法的质疑。
“可能是时差条件下的雌性小鼠对压力和焦虑更敏感,”Yasuo建议。“我们还计划进一步研究慢性时差对食欲和食物偏好的性别影响。”
“当然,人类的生活方式要复杂得多。不同的人对压力有不同的反应,或者有不同的饮食或锻炼习惯。”
“但总的来说,这项研究强调了在为生活不规律的人(如轮班工人)推荐适当的健康策略时需要考虑性别差异。”
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