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肝脏大小昼夜有差别

已有 2459 次阅读 2017-5-23 09:32 |个人分类:好文分享|系统分类:科研笔记|关键词:学者

美捷登Mike


对哺乳动物来说,肝脏在代谢和清除毒素方面起着举足轻重的作用,当肝脏处于活性并及时得到营养时,其工作性能可达到最大的效率。日前,瑞士日内瓦大学的生物学家发现了肝脏是如何适应进食和禁食的周期、昼夜交替的。研究人员通过实验发现小鼠在活动和休息等不同阶段,肝脏的大小有变化和波动,肝脏尺寸最大时是最小时的1.5倍。该研究小组描述了这种波动的细胞机制,当正常的生物节律被逆转时,这种波动就会消失。也就是说,当我们由于工作原因或者生活不规律导致的生物钟变化可能会对我们的肝功能有重要的影响。

小鼠的肝细胞的大小在夜晚即将结束时达到其最大值(上面的图),而白天即将结束时达到最小值(下面的图)

哺乳动物用脑内的“中央钟”适应昼夜节律。这个“中央钟”每天根据天光进行调节,并且让每个细胞中的从属时钟同步。肝脏中参与代谢和解毒的350多个基因中多数也与“中央钟”昼夜节律相同、按24小时的节奏运行。这350个基因中的一部分也会被进食和运动的节奏影响。那肝脏是如何适应这些变化的?

老鼠在夜间觅食,白天休息,这是啮齿类动物常见的昼夜节律。研究人员观察到一天24小时中,随着活动的增加,小鼠肝脏尺寸也逐渐增加,峰值时的尺寸比夜晚结束时的尺寸高出40%;然后肝脏会在白天逐渐减小尺寸、回到初始状态。研究人员发现,伴随肝细胞的大小的变化,其蛋白质含量每天也都在波动荡。

肝细胞核糖体是负责生产肝脏各种功能所需的蛋白质的细胞器,其数量与细胞的大小一起波动。核糖体数量的变化保证生产和组装更多新的核糖体,以确保在夜间蛋白质生产的高峰期。这些额外的核糖体的成分会被鉴定、标记、并在肝脏休息阶段被降解。

研究人员还观察到肝脏的这种变化的振幅取决于摄食和禁食的周期、以及白昼和夜晚不同阶段。事实上,如果在不符合生物钟的阶段进食,这种波动会消失。当小鼠在白天被喂食,他们的肝脏大小与肝细胞数量、以及其核糖体和蛋白质含量几乎保持稳定,没有波动;然而,无论在白天或夜间被喂食,小鼠的食物摄取量差不多的。

由于很多人在夜间工作、或按倒班制工作、又或有频繁的国际旅行,许多人不再按照昼夜节律的节奏生活,研究人员认为这些生物节律变化会对肝脏功能产生相当大的影响。

参考文献

[1] Flore Sinturel, Alan Gerber, Daniel Mauvoisin, JingkuiWang, David Gatfield, Jeremy J. Stubblefield, Carla B. Green, Frédéric Gachon,Ueli Schibler. Diurnal Oscillations in Liver Mass and Cell Size AccompanyRibosome Assembly Cycles. Cell, 2017; 169 (4): 651 DOI: 10.1016/j.cell.2017.04.015

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