晚型昼夜节律表型与成人循环丙酮酸水平升高相关

《Frontiers in Nutrition》:Evening chronotype is associated with higher circulating pyruvate levels in adults

【字体: 时间:2026年07月24日 来源:Frontiers in Nutrition 5.5

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  背景与目的:昼夜节律表型反映个体间昼夜计时系统的差异。动物研究提示晚型个体线粒体氧化代谢及三羧酸(TCA)循环活性降低,但人类中昼夜节律表型与线粒体代谢改变的证据有限。本研究横断面探讨昼夜节律表型是否与循环TCA相关代谢物(丙酮酸、乳酸、柠檬酸)差异相关。方法

  
背景与目的:昼夜节律表型反映个体间昼夜计时系统的差异。动物研究提示晚型个体线粒体氧化代谢及三羧酸(TCA)循环活性降低,但人类中昼夜节律表型与线粒体代谢改变的证据有限。本研究横断面探讨昼夜节律表型是否与循环TCA相关代谢物(丙酮酸、乳酸、柠檬酸)差异相关。方法:基于2022年江原肥胖与代谢综合征队列272名成人,采用简化晨型-晚型问卷(reduced Morningness–Eveningness Questionnaire, MEQ-reduced)分为晨型(≥18)、中间型(12–17)、晚型(≤11)。测定空腹血清丙酮酸、乳酸、柠檬酸浓度。采用广义线性模型调整空腹状态、人口学、社会经济与生活方式因素及体质指数(BMI)。敏感性分析排除服用代谢疾病相关药物者。结果:各型主要临床代谢指标无差异。晚型血清丙酮酸高于晨型(所有调整模型p<0.048),乳酸与柠檬酸无差异;排除代谢病用药者后结论一致(p=0.006–0.010)。结论:无论是否排除用药者,晚型始终伴随更高循环丙酮酸(糖酵解下游关键分支点),提示昼夜节律表型相关丙酮酸代谢差异及潜在代谢调控意义。
研究背景与既往问题
昼夜节律表型(chronotype)反映个体睡眠-觉醒时序偏好,受昼夜时钟系统调控。流行病学研究一致报道晚型与肥胖、2型糖尿病风险升高相关,但人类中连接晚型与糖调节受损、胰岛素抵抗的生物通路机制证据不足。线粒体氧化代谢中枢——三羧酸(TCA)循环将糖、脂肪酸、氨基酸终末氧化阶段汇聚于能量生成;丙酮酸为糖酵解产物,经丙酮酸脱氢酶复合体转为乙酰辅酶A进入TCA循环,氧化受限时丙酮酸积累并可转乳酸,柠檬酸为早期中间物反映底物进入与循环通量。动物研究示生物钟基因(如BMAL1)缺失损害线粒体门控、促糖酵解偏移与乳酸异常积累,但人体相应证据稀缺。该研究基于此空白,利用2022年江原肥胖与代谢综合征研究基线数据,评估血清丙酮酸、乳酸、柠檬酸是否随昼夜节律表型差异分布,以提供晚型代谢特征的基础机制线索。
主要技术方法概括
研究人员依托韩国江原道山区2022年6月18日至7月3日招募的20–69岁社区成人队列(Gangwon Obesity and Metabolic Syndrome Cohort),经能量摄入离群值剔除后纳入272人。昼夜节律表型由5条目MEQ-reduced评定并三分型。代谢物为至少空腹12小时血清,经核磁共振(NMR)平台定量丙酮酸、乳酸、柠檬酸。统计采用SAS 9.4,分类变量用Fisher精确检验,连续变量用Wilcoxon秩和及Dwass–Steel–Critchlow–Fligner事后比较;组间代谢物差异用广义线性模型分层调整(模型1:年龄、性别、空腹状态;模型2加教育、收入;模型3再加BMI、饮酒、吸烟),最小二乘均值Tukey–Kramer比较;敏感性分析剔除非代谢病用药者127人子样本。
研究结果
3.1 一般特征:晨型132人、中间型120人、晚型20人;晚型更年轻(55.8±7.1年 vs 晨型59.6±6.8年,p<0.001),性别、收入、职业、饮酒、吸烟、体力活动无组间显著差异。
3.2 睡眠变量:工作日与周末就寝、起床时间晚型均显著迟于晨型(均p<0.001),如工作日就寝晨型22:10、晚型00:26;睡眠时长无差异(6.8–7.3小时工作日,7.8–8.8小时周末);社交时差(social jetlag)自晨型31.7分至晚型59.8分递增但未达显著(p=0.052)。
3.3 代谢物调整均值:全样本中丙酮酸自晨型0.072 mmol/L、中间型0.074 mmol/L至晚型0.084 mmol/L递进,整体p=0.038–0.045,晚型vs晨型两两p<0.013;剔用药者后晚型0.068 mmol/L vs 晨型0.050 mmol/L,整体p=0.006–0.010,两两p≤0.005。乳酸晚型高于晨型(全样本两两p=0.027–0.043,整体仅模型2显著p=0.046;剔用药者整体p=0.032、两两p=0.009)。柠檬酸晚型低于晨型(全样本两两模型1 p=0.021、模型2 p=0.040;剔用药者模型1整体p=0.043、两两p=0.029)。丙酮酸/乳酸比无组间差异。
讨论与结论翻译
讨论指出丙酮酸关联最稳健,因其居糖酵解-线粒体氧化交汇点;乳酸、柠檬酸受多行为代谢因素干扰更易被协变量削弱;丙酮酸/乳酸比未变故不能直接推线粒体功能改变。连续MEQ评分分析呈方向性差异,分类与连续模型侧重不同。研究局限含单地区农村样本、晚型仅20人、横断面无法因果、仅三代谢物、缺采血时刻。结论:在控制空腹条件下,晚型成人循环丙酮酸显著升高,排除代谢病用药者后更明显,提示昼夜节律表型或关联丙酮酸及相关通路变异,未来需纵向与干预研究澄清因果并探索chrono型指导的代谢病早期评估。
(注:文内专业术语首现标注——如三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)为线粒体中心氧化通路;体质指数(body mass index, BMI);社交时差(social jetlag)为工作日与周末中睡点绝对差;简化晨型-晚型问卷(reduced Morningness–Eveningness Questionnaire, MEQ-reduced)为5条目昼夜型量表;最小二乘均值(least-squares mean)为协变量调整后组别均值估计。)
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