两篇互为补充的研究论文表明，中枢和外周生物钟共同协调着皮肤和肌肉的日常活动。这两类生物钟（中枢和外周）之间的协调确保了组织50%的昼夜节律功能，其中包括细胞周期、DNA修复、线粒体活性和代谢等关键生理过程。 大脑中枢生物钟与外周生物钟之间的同步化，能够防止肌肉过早衰老并改善肌肉功能，这为通过调节24小时节律来对抗与年龄相关的功能衰退提供了新的策略。

昼夜节律钟如何确保肌肉和皮肤功能的最佳维持

20世纪70年代发现的昼夜节律钟，对于调节人体大多数细胞的生物时间至关重要。这些内部机制使生物过程适应24小时周期，并使细胞功能与环境的日常波动保持同步。 昼夜节律由大脑中的中央生物钟协调，该生物钟与各外周组织中的生物钟相互通信，从而影响从睡眠模式到食物利用能力等诸多功能。

由巴塞罗那IRB研究所（IRB Barcelona）的ICREA研究员萨尔瓦多·阿斯纳尔·贝尼塔（Salvador Aznar Benitah）博士，以及 庞培法布拉大学（UPF）医学与生命科学学院ICREA研究员普拉·穆尼奥斯-卡诺韦斯博士共同领导的研究团队，阐明了中枢生物钟与肌肉及皮肤中外周生物钟之间的同步性，如何在确保这些组织正常运作以及预防与衰老相关的退行性病变方面发挥关键作用。 该研究成果已作为两篇论文发表于高影响力期刊上。 其中，关于中枢生物钟与外周生物钟之间同步性的研究发表于《科学》（Science）杂志，而关于中枢生物钟与皮肤外周生物钟之间协调性的研究则发表于《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志。这两项研究均突显了支撑这一协调机制的重要性，即其对维持肌肉和皮肤最佳功能所起的关键作用。

该研究还描述了外周生物钟惊人的自主性——即使在没有中枢生物钟的情况下，它们也能维持24小时周期，并控制约15%的昼夜节律功能。 该研究强调，仅需两个组织生物钟（一个中枢生物钟和一个外周生物钟）之间的最小程度相互作用，即可维持肌肉和皮肤等组织的最佳功能，并防止其退化和衰老。下一步是鉴定参与这种相互作用的信号因子，以期用于潜在的治疗应用。

开发肌肉衰老治疗方法并改善老年人的身体机能

发表在《科学》（Science）杂志上的这项关于脑-肌通信的研究证实，中枢 生物钟与外周生物钟之间的协调 对于维持日常肌肉功能以及防止这些组织过早衰老 至关重要。在实验小鼠模型中，恢复昼夜节律可减少肌肉质量和力量的流失，从而改善退化的运动功能。

研究结果还表明，限时进食（TRF）——即仅在白天的活跃时段进食——可以部分替代中枢生物钟，并提高肌肉生物钟的自主性。 更重要的是，通过TRF恢复昼夜节律可以遏制老年小鼠的肌肉萎缩、代谢和运动功能退化以及肌肉力量的丧失。

这些发现对开发肌肉衰老治疗方法以及改善老年人的身体机能具有重要意义。 来自巴塞罗那自治大学（UPF）的阿伦·库马尔（Arun Kumar）博士和米雷亚·瓦卡·登佩雷（Mireia Vaca Dempere）是该研究的第一作者，曾任职于巴塞罗那自治大学、现就职于 Altos Labs 的埃乌塞比奥·佩尔迪格罗（Eusebio Perdiguero）博士和安东尼奥·塞拉诺（Antonio Serrano）也为该研究做出了贡献。

在这项发表于《Cell Stem Cell》杂志的研究中，研究团队表明 ，皮肤的昼夜节律钟在协调该组织每日生理活动方面发挥着核心作用。通过整合并有时修改大脑信号，这种协调机制确保了皮肤的正常功能。

一个令人惊讶的发现是：在缺乏外周生物钟的情况下， 中枢生物钟虽然能维持皮肤的昼夜节律，但其运作方式与正常情况相反（即遵循相反的时间表）。 例如，研究人员发现，如果DNA复制仅由中枢生物钟控制，它将在白天皮肤暴露于紫外线时发生，这将增加突变积累的风险。 这一现象凸显了外周生物钟的重要性，它不仅接收来自中央生物钟（该生物钟协调整个机体的节律）的信号，还会根据其所处组织的具体需求调整这些信号 （以皮肤干细胞为例，当它们在白天暴露于紫外线时，DNA复制会达到高峰）。