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生理時鐘。腸道菌。 肥胖。 益生菌 (2017 諾貝爾獎專題文章)

精簡版於2017年11月10日晴報刊登
 
今年10月,2017年諾貝爾生理/醫學獎揭曉,三位美國科學家Jeffrey C. Hall, Michael RosbashMichael W. Young獲獎。獲獎理由是發現了調控晝夜節律的分子機制。以晝夜24小時為週期的晝夜節律(circadian rhythm),是動植物中普遍存在的生命現象,亦是我們常說的生理時鐘的一種。我們體內的生理時鐘,在一天中不同時段,精準地調節著我們的生理功能,例如激素水平、睡眠、體溫以及新陳代謝等。
 
近年來,科學研究又發現一名受生理時鐘影響的新成員——腸道微生物。根据一項對小鼠的研究,15%以上的體內細菌會在晝夜24小時中在數量上呈現週期性。這些細菌屬於梭菌目(Clostridiales),乳桿菌目(Lactobacillales),以及擬桿菌目(Bacteroidales);而它們的總數量佔到了腸道細菌總數的約60%。而且,腸道菌群的功能在「白天」和「夜晚」並不相同。在夜間,光線暗、小鼠活躍,腸道細菌們會忙著消化食物、修復DNA、並不斷增長;在白天,光線強、小鼠較安靜,這些微生物則會更多地進行保養maintenance),如排毒、感知環境、長出鞭毛增加運動性等。


如果一些小鼠貪玩、晝夜顛倒[1],它們的腸道菌群也會跟著失調(dysbiosis)。如果把這些作息紊亂小鼠的腸道菌群移植到無菌小鼠裏,被移植的小鼠會變胖!這種由作息紊亂導致的腸道菌群失調也體現在跨時區飛行的空中飛人身上。一個人從美國飛到歐洲開始有時差,其腸道內的細菌會產生變化,並傾向於讓人變胖。如果把到歐洲後第一天的腸道菌移植到無菌小鼠裏,這些小鼠也更容易胖。


那麼這些現象發生的機制是什麼呢?來自2015年和2017年的兩項重要研究進一步表明,腸道微生物不僅受晝夜節律影響,還會反過來改變晝夜節律,從而影響我們的代謝與健康。比如,高脂飲食會誘發菌群失調,繼而擾亂宿主的晝夜節律,引致肥胖。另外,腸道微生物可以通過分泌物與小腸細胞相互作用,進而促進小腸對脂肪的攝取和儲存。 

總括而言,這次諾貝爾獎以及近期腸道微生物組的研究成果提示我們:當我們的生活方式與身體內部的調節器逆道而馳時,就可能增加患上各種疾病的風險。所以要注意規律飲食,按時作息。
如無可避免(如夜班工作) 而晝夜顛倒,便應盡量維持「固定」作息(如固定何時睡覺),以穩定生理時鐘,減低腸道群失調風險。亦可多補充益生菌和纖維,保持腸道健康。

 

 

 

參考資料:

  • 研生理時鐘美3傑獲諾貝爾醫學獎-國際- 國際要聞- 明報新聞網 https://news.mingpao.com/pns/dailynews/web_tc/article/20171003/s00014/1506967424861
  • "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017".Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 21 Oct 2017. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/
  • 作息顛倒破壞腸道菌生理時鐘- Yahoo奇摩新聞 
  • https://goo.gl/B7SVxi
  • Thaiss et al., Transkingdom Control of Microbiota Diurnal Oscillations Promotes Metabolic Homeostasis, Cell (2014)159:3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25417104
  • Leone et al.,Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism. Cell Host & Microbe (2015) 17:5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4433408/
  • Wang, Yuhao, et al. The intestinal microbiota regulates body composition through NFIL3 and the circadian clock. Science (2017)357:6354. http://science.sciencemag.org/content/357/6354/912

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