糖尿病:昼夜脂质节律出现问题
像所有生物一样，人类的生理过程也受到昼夜节律的影响。由于生活方式越来越不平衡，我们体内的生物钟被打乱，这与2型糖尿病病例的激增直接相关。现在，来自日内瓦大学(UNIGE)和瑞士日内瓦大学医院(HUG)的一个研究小组发现，他的紊乱破坏了分泌葡萄糖调节激素的细胞中脂质的代谢。鞘脂和磷脂，即位于细胞膜上的脂类，似乎特别受影响。脂质谱的这种变化导致这些细胞的膜变硬。这些结果发表在期刊上公共科学图书馆生物学，为昼夜节律在代谢紊乱中的重要性提供了进一步的证据。
脂质具有多种细胞功能。作为细胞膜的主要成分之一，它们参与了信号通路细胞相互沟通，与环境沟通。“一段时间以来，我们已经知道生物钟的紊乱与代谢性疾病密切相关，比如2型糖尿病，在这种疾病中，身体不再能够调节血糖水平Charna Dibner教授是外科、细胞生理学和代谢系的教授，也是UNIGE医学院糖尿病中心和HUG的教授，他领导了这项研究。“脂质在代谢紊乱中也起着重要作用。但是昼夜节律在脂质功能仍然未知。”
人体分子钟的复杂体外模型
朗格汉斯胰岛是位于胰腺的不同类型的内分泌细胞群，主要负责胰岛素和胰高血糖素的分泌，调节血糖的激素。为了了解脂质是如何受昼夜节律影响的，科学家们分析了2型糖尿病患者和健康人群胰岛中1000多种脂质的振荡谱。
“实验设计Charna Dibner实验室的研究员、本研究的第一作者Volodymyr Petrenko解释道。“例如，当我们研究肌肉时，我们可以每小时进行一次活组织检查。但说到内部器官比如心脏，肝脏或胰腺，在这种情况下，这当然是不可能的。因此，我们必须在体外用人类胰岛开发一个被破坏的分子钟模型。”
在一个生物体在美国，大脑中的一个中央时钟根据外界刺激来协调所有器官细胞的外围时钟。因此，在实验室里，科学家们人工替换了这个中央时钟，使细胞重新同步。“事实上，在体外，每个细胞都保留了自己的节律性，但没有整体的协调。然而，我们的工作正是为了了解多细胞群体中形成的节律是如何控制细胞内脂质代谢的，这对内分泌胰腺作为一个实体的功能是必要的。”Volodymyr Petrenko补充道。
膜的硬化
比较2型糖尿病患者和健康人的胰岛表明血脂水平白天的波动比之前想象的要大得多。“不仅糖尿病患者和非糖尿病患者的胰岛脂质谱不同，而且它们在一天中振荡的方式也不同。”
此外，科学家们还观察到磷脂和鞘磷脂的时间分布发生了特别大的变化，这两类脂类是维生素d的主要成分细胞膜．Charna Dibner解释说:“最近的研究表明，这些磷脂和鞘脂与2型糖尿病典型的胰岛素生产能力丧失之间存在联系。”“我们的研究朝着同样的方向发展:我们观察到时钟中断的胰岛有磷脂和鞘磷脂的积累，使膜变硬。这可能会影响细胞检测环境信号的能力，从而在需要时分泌胰岛素。”此外，科学家们能够通过人为干扰健康胰腺细胞的生物钟来重现这种现象。这一现象的确切原因和机制还有待进一步研究。
促进生活方式的改变?
这项工作首次确立了生物钟紊乱和糖尿病患者典型的脂质变化之间的直接联系。这些基础研究数据为患者研究奠定了基础。
Charna Dibner的研究团队目前正在进行两项应用研究:第一项是与日内瓦大学医院的营养专家合作，从个性化医疗的角度探索间歇性禁食的潜在好处，同时考虑到每个人的精确昼夜节律特征。第二项研究是与荷兰马斯特里赫特大学(University of Maastricht)合作进行的，目的是在太阳灯的帮助下让患者重新同步。
进一步探索
