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肝脏是神通广大的器官,它能够为血液解毒,调节代谢,即使被切除了三分之二,它也能够再生。近日发表在《Cell》上的一项新研究表明(点击左下角阅读原文),肝脏的神奇之处不仅于此。当哺乳动物清醒时,它们的肝脏会长大50%,而当它们睡着时,肝脏会缩小回正常体积。这种循环日复一日,目前研究人员们只发现肝脏这一种器官具有这种独特性。
图像来源:论文
过去对肝脏进行的超声研究表明,人类的肝脏体积也会波动。但这是科学家们首次确定了这个过程的分子机制,并将其与昼夜节律联系到一起。
如果在人体内也可以验证这个过程,不仅意味着肝脏比我们想象得更加奇特,也意味着糟糕的睡眠会对肝脏功能有严重的影响。
该实验在小鼠身上进行,小鼠在24小时中的昼夜节律与人类相似,不同的是,它们是夜行动物,在夜间捕食,在白天睡觉。
研究团队发现,在夜间,当小鼠处于活跃并且在进食的状态时,肝脏的工作效率会达到峰值,体积会增大将近一半,而当它们在白天睡觉的时候又回到正常体积。
瑞士日内瓦大学的Flore Sinturel说:“通过对这些具有昼夜节律的啮齿动物进行研究,我们观察到,它们的肝脏会在它们清醒的时候逐渐增大,最高时增大40%多,当它们在白天开始睡觉的时候肝脏会回到正常大小。”
这不仅仅是肝细胞本身的增大,在小鼠清醒时肝脏中蛋白质的含量也在增加。细胞中核糖体的数量也会根据小鼠的昼夜节律波动,核糖体是一种负责生成蛋白质的细胞器。
但影响肝脏体积的不仅仅是光线,研究团队发现,当小鼠的昼夜节律颠倒时,肝脏体积的这种波动不会发生,即使在它们进食量不变的情况下。
瑞士Nestlé卫生科学家院的Frédéric Gachon说:“如果小鼠的昼夜节律颠倒,那么当它们在白天进食时,肝脏和肝细胞,以及核糖体和蛋白质的含量都不会变化。无论是在白天还是夜晚进食,这些小鼠消化的食物量相同。”
这是研究人员们首次发现肝脏体积随着昼夜节律以及进食和禁食期的波动,据科学家们目前的了解,肝脏是唯一具有这种特征的器官。
弄清楚肝脏的工作原理非常重要,因为肝脏在代谢和解毒方面起到重要作用,由于高糖、高脂、高酒精的饮食,现代人类必须要面对这些问题。考虑到当代很多人都是在工作后或者社交后再吃饭,而不是根据昼夜节律,这项研究表明,我们的生活方式很可能会影响肝脏的功能。
下一步的工作是测试人体中是否也有相同的情况,以及这种机制是否也由生物钟昼夜节律控制。目前,科学家们猜想人类肝脏的体积也会在一天中发生变化。
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