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综述:昼夜节律在代谢与心理健康中的双向调控网络及其对代谢和神经精神疾病的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Current Opinion in Physiology 2.5
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这篇综述系统阐述了昼夜节律(Circadian rhythm)通过(SCN)视交叉上核与外周时钟协同调控代谢(如葡萄糖/脂质稳态)与神经功能(如神经递质释放、应激反应)的双向关系。重点探讨了(CLOCK/BMAL1/PER)等核心时钟基因突变如何通过胰岛素抵抗、炎症通路等机制同时加剧肥胖(T2D)和双相情感障碍(BD)等疾病,并提出基于(chronotherapy)时间疗法的整合治疗策略。
昼夜节律:代谢与精神健康的时空指挥官
引言
生物体内精准运行的昼夜节律如同一位严谨的指挥家,通过(SCN)视交叉上核主导的分子振荡器(CLOCK-BMAL1/PER反馈环),将代谢过程与神经功能同步到24小时昼夜周期中。当这种节律因基因突变(如CLOCKΔ19)、轮班工作或睡眠剥夺而失调时,会引发多米诺骨牌效应——从胰岛素分泌异常、脂代谢紊乱到多巴胺/5-HT信号失衡,最终形成代谢疾病(T2D、肥胖)与精神障碍(MDD、BD)共病的恶性循环。
葡萄糖稳态与精神疾病的共舞
下丘脑-胰腺-肝脏轴在昼夜调控下维持血糖平衡,而(GLUT4)葡萄糖转运体在神经元中的节律性表达直接影响脑能量供应。临床数据显示,BD患者出现糖尿病前期标志物的概率是普通人群的3倍,其机制涉及时钟基因突变导致的(IRS-1)胰岛素受体底物磷酸化障碍。有趣的是,BMAL1敲除小鼠不仅表现出糖耐量受损,还会出现类似抑郁的社交回避行为,提示血糖波动可能通过(HPA轴)下丘脑-垂体-肾上腺轴过度激活影响情绪。
脂质信号的跨界调控
时钟基因直接调控(PPARγ)等核受体表达,影响脂肪酸氧化与胆固醇合成节律。夜间进食导致的(LDL-C)低密度脂蛋白异常升高,会触发小胶质细胞炎症反应,减少海马区(BDNF)脑源性神经营养因子分泌。这种代谢-神经炎症耦合现象解释了为何高脂饮食喂养的PER2缺陷小鼠会同时出现动脉粥样硬化斑块和焦虑样行为。
时间疗法的破局之道
针对昼夜失调的干预展现出双重疗效:在夜班工人中实施限时进食(TRE)可使糖化血红蛋白(HbA1c)下降1.5%,同时改善认知灵活性;而针对耐药性抑郁症患者的强光疗法(10,000 lux)能重置(DMH)背内侧下丘脑的时钟基因振荡相位,其抗抑郁应答率与(SIRT1)去乙酰化酶活性升高显著相关。这些发现为开发同时靶向(FGF21)成纤维细胞生长因子21代谢通路和(VIP)血管活性肠肽神经调节通路的跨维度疗法提供了理论依据。
结论
从分子钟齿轮到全身性网络,昼夜节律的时空编码能力使其成为代谢-精神共病研究的核心枢纽。未来治疗或需整合(EEG)脑电时相分析、(LC-MS)代谢组学检测与智能穿戴设备的生物钟评估,实现真正意义上的"时间精准医学"。
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