与所有生物一样，人类的生理过程受昼夜节律的影响。由于生活方式日益失衡，我们的内部时钟被打乱，这与 2 型糖尿病病例的爆炸性增长直接相关。这是通过什么机制造成的？来自瑞士日内瓦大学（UNIGE）和日内瓦大学医院（HUG）的一个研究小组揭开了部分面纱：昼夜节律紊乱影响了分泌葡萄糖调节激素的细胞的脂肪代谢。细胞膜上的脂肪–鞘磷脂和磷脂似乎尤其受到影响。脂质的这种变化会导致这些细胞膜变硬。这些研究结果发表在《PLOS Biology》杂志上，进一步证明了昼夜节律在代谢紊乱中的重要性。

糖尿病与昼夜节律

近几十年来，糖尿病患者的比例大幅增加。据国际糖尿病联合会（IDF）统计，全球约有5.89亿成年人（20至79岁）患有糖尿病，即每9个成年人中就有1人患有糖尿病。糖尿病是一种慢性代谢性疾病，患者体内胰岛素分泌不足或不能正常使用。这会导致血糖水平长期升高，长期会损害血管和神经。1 型糖尿病通常由自身免疫反应引起，而 2 型糖尿病通常与饮食、缺乏运动和遗传易感性等生活方式因素有关。

昼夜节律–我们体内的生物钟–直接影响新陈代谢，从而也影响糖尿病的风险。昼夜节律控制着人体调节血糖的能力。昼夜节律紊乱会导致胰岛素抵抗，增加患糖尿病的风险。

1.胰岛素和血糖的调节

许多新陈代谢过程都遵循昼夜节律。人体对胰岛素的敏感性在早晨最高，在一天中逐渐降低。如果这种节律被打乱（如晚吃、轮班工作、睡眠不足），人体就无法使用胰岛素，从而导致血糖升高。

2.睡眠不足和葡萄糖耐量受损

睡眠过少或睡眠不规律会导致糖耐量降低和胰岛素抵抗–这是 2 型糖尿病的两个关键机制。即使几个晚上睡眠不足，也会导致明显的病情恶化。

3.荷尔蒙变化

皮质醇和褪黑激素等荷尔蒙也遵循昼夜节律。

• 皮质醇在错误的时间升高会增加血糖水平。
• 褪黑激素水平低或褪黑激素受体（MTNR1B）突变与糖尿病风险增加有关。

4.轮班工作的影响

上夜班或经常换班的人患 2 型糖尿病的风险明显增加。究其原因：体内时钟永久性偏移、进餐时间不正确以及睡眠不足。

5.进餐时间

进餐过晚或非常不规律会扰乱胰腺的昼夜节律。这会导致胰岛素分泌减少或不适当，从而对新陈代谢造成长期压力。

血脂的影响

脂质是天然存在的各种脂肪和类脂物质。它们的共同点是不溶于水或只微溶于水，但极易溶于脂溶性（亲脂性）溶剂。

最重要的脂类包括

• 脂肪（甘油三酯）：人体的能量储存。
• 磷脂：细胞膜的主要成分。
• 甾醇（如胆固醇）：激素和细胞膜的组成成分。
• 脂肪酸：许多脂质的基本组成成分；可以是饱和或不饱和脂肪酸。

脂质具有多种细胞功能。作为细胞膜的主要成分之一，它们参与了细胞之间以及细胞与环境之间的信号传递途径。”我们早就知道，昼夜节律紊乱与2 型糖尿病等代谢性疾病密切相关，在这种疾病中，人体无法再有效地调节血糖水平，”领导这项研究的联合国大学和哈工大医学院外科、细胞生理学和新陈代谢系以及糖尿病中心教授 Charna Dibner 解释说。”众所周知，血脂在代谢紊乱中起着重要作用。然而，昼夜节律对血脂功能的影响以前还不为人知”。

人类分子钟的复杂体外模型

朗格汉斯胰岛是胰腺中由不同类型的内分泌细胞组成的细胞簇，专门负责分泌胰岛素和胰高血糖素这种调节血糖水平的激素。为了了解脂质如何受到昼夜节律的影响，科学家们分析了来自2型糖尿病患者和健康人的人体胰岛中1000多种脂质的波动特征。研究人员使用的实验设计特别复杂。”例如，当我们检查肌肉时，我们可以每小时进行一次活检。但对于心脏、肝脏或胰腺等内脏器官来说，这当然是不可能的。Charna Dibner实验室的研究员、本研究的第一作者沃洛德梅尔-佩特连科（Volodymyr Petrenko）解释说。

在生物体内，大脑中的中央时钟会根据外部刺激协调所有器官细胞中的外围时钟。因此，在实验室中，科学家们人为地替换了这一中央时钟，以便使细胞重新同步。事实上，体外的每个细胞都保持着自己的节奏，但没有整体的协调。然而，研究人员的工作正是为了了解在多细胞群体中形成的、对整个内分泌胰腺功能所必需的节律是如何控制细胞内脂质代谢的。

僵化的细胞膜

对 2 型糖尿病患者的胰岛细胞和健康人的胰岛细胞进行比较后发现，脂质状况在一天中的波动比以前想象的要大得多。糖尿病患者和非糖尿病患者的胰岛细胞不仅脂质状况不同，而且全天波动的方式也不同。此外，科学家还观察到磷脂和鞘磷脂这两类脂质在时间上的变化特别大，而磷脂和鞘磷脂是细胞膜的主要成分。最近的研究表明，这些磷脂和鞘磷脂与 2 型糖尿病典型的胰岛素分泌能力丧失之间存在联系。

研究人员的研究也指向同一方向：他们观察到，时钟被打乱的胰岛细胞显示出磷脂和鞘磷脂的积累，这使细胞膜变得僵硬。这会损害细胞识别环境信号的能力，从而在需要时释放胰岛素。此外，科学家们还通过人为干扰健康胰腺细胞的昼夜节律，在它们身上重现了这一现象。研究仍在继续，以了解这种现象的确切原因和机制。这项工作首次在昼夜节律紊乱和糖尿病患者典型的血脂变化之间建立了直接联系。