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熬夜会让机体的恢复变得更难!Sci Adv:生物钟或会影响机体肌肉功能的恢复

来源:生物谷原创 2025-03-31 14:42

这项研究不仅让我们对昼夜节律有了更深入的理解,还提醒我们尊重身体的自然节律。

你有没有想过,为什么熬夜后肌肉酸痛的感觉总是更难缓解?或者为什么运动员在清晨训练后的恢复速度似乎比深夜训练更快?这些问题的答案可能就藏在我们身体的“内部时钟”——昼夜节律中。

近日,一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Immunomodulatory role of the stem cell circadian clock in muscle repair”的研究报告中,来自美国西北大学Feinberg医学院等机构的科学家们通过研究发现,机体肌肉的修复速度竟然受到昼夜节律的显著影响,本文研究不仅为“夜猫子”们敲响了警钟,还可能为应对老龄化和肥胖问题提供新的思路。

昼夜节律是生物体内一种自然的、周期性的生理调节机制,其控制着我们的睡眠、饮食、体温甚至情绪。近年来,科学家们逐渐发现,昼夜节律还与组织修复和再生密切相关。此前研究表明,小鼠在正常清醒时间受伤时,肌肉组织的再生速度更快;而在睡眠时间受伤时,愈合过程则会变慢。这种现象背后的原因一直是个谜,直到最近科学家们通过一系列精巧的实验揭开了昼夜节律影响肌肉修复的神秘面纱。

这项研究中,研究人员利用单细胞测序技术分析了小鼠在不同时间受伤后肌肉干细胞的基因表达变化。结果发现,受伤时间对肌肉干细胞的炎症反应水平有着显著影响,而这些炎症反应信号能够调节中性粒细胞(肌肉修复过程中的“第一响应者”)的行为。中性粒细胞在清除损伤组织碎片和分泌促进愈合的细胞因子方面发挥着关键作用。

研究的转折点出现在对肌肉干细胞内部“生物钟”的深入研究中。研究人员发现,肌肉干细胞的昼夜节律钟不仅影响其自身的代谢过程,还通过调节烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的生成来影响肌肉修复。NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶,它在能量代谢和数百种代谢过程中都扮演着重要角色。通过基因改造小鼠模型,研究者发现, NAD+的增加能够诱导炎症反应和中性粒细胞的招募,从而促进肌肉再生。

CTX损伤后干细胞中糖酵解和炎症相关基因的表达水平会升高

这一发现不仅解释了为什么在清醒时间受伤的肌肉修复速度更快,还揭示了昼夜节律如何通过调节肌肉干细胞的代谢和免疫反应来影响愈合过程。研究者Clara Peek教授指出:在小鼠清醒期间受伤时,细胞之间的信号传递更为强烈,这一发现进一步证实了昼夜节律对肌肉再生的调节作用是通过肌肉干细胞与免疫细胞之间的相互作用实现的。

这项研究的意义远不止于解释一个简单的生理现象。随着现代社会生活节奏的加快,越来越多的人面临着昼夜节律的紊乱,比如频繁的熬夜、倒班工作、时差反应以及夏令时的调整等。这些因素都可能对肌肉修复能力产生负面影响。此外,昼夜节律的紊乱还与老龄化、肥胖和糖尿病等代谢性疾病密切相关。这些疾病患者常常表现出肌肉修复能力下降的问题,而这项研究提供了一个可能的解释:昼夜节律的破坏可能削弱了肌肉干细胞的代谢功能和免疫调节能力,从而影响了肌肉的再生能力。

如今研究人员能进一步探讨昼夜节律紊乱是否会导致这些疾病患者肌肉修复能力的下降,以及这种紊乱是如何与免疫系统相互作用的。这一发现为开发针对昼夜节律和代谢途径的新型治疗方法提供了理论基础,有望改善肌肉修复能力,并对抗老龄化和肥胖带来的健康挑战。

尽管这项研究已经取得了令人瞩目的成果,但研究人员工作还远未结束。下一步研究人员还希望进一步探索NAD+如何诱导免疫反应,以及这些反应在疾病状态下是如何改变的,研究者表示,以往的昼夜节律研究大多集中在单个细胞类型的分子钟上,而且通常是在没有压力的情况下进行的;如今他们有了技术手段去研究不同昼夜节律钟在应激和再生条件下的相互作用,这无疑是一个令人兴奋的新领域。

这项研究不仅让我们对昼夜节律有了更深入的理解,还提醒我们尊重身体的自然节律。下次当你熬夜工作或健身时,不妨想想你的肌肉干细胞可能正在努力应对这种“非常规”挑战。也许调整作息时间顺应自然的昼夜节律,才是保持健康和加速康复的最好方式。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

PEI ZHU,ERIC M. PFRENDER,ADAM W. T. STEFFECK, et al. Immunomodulatory role of the stem cell circadian clock in muscle repair. Science Advances. doi:10.1126/sciadv.adq8538.

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