研究揭示中枢生物钟与外周生物钟的协调机制 近期的两项研究揭示了中枢生物钟与外周生物钟之间的精密协调机制,展示了它们如何共同确保组织的正常功能并防止与衰老相关的退化过程。这些研究由西班牙庞培法布拉大学和巴塞罗那生物医学研究所的科学家们共同完成,提供了生物钟在抗衰老领域的关键见解。 中枢生物钟与外周生物钟的协调 中枢生物钟(central circadian clock)与外周生物钟(peripheral circadian
clock)的协调作用,不仅能够维持日常生理节律,还能对抗衰老。这些生物钟的同步确保了包括细胞周期、DNA修复、线粒体功能和代谢等在内的多项关键过程的正常运行。研究表明,大脑中枢生物钟与外周生物钟的同步可预防肌肉过早衰老,改善其功能,为抗衰老策略提供了新的思路。 自20世纪70年代发现生物钟机制以来,科学家们一直在探索人体内部时钟如何调控日常生物进程。生物钟的24小时节律确保了细胞与外界环境的同步,从睡眠到代谢无所不包。大脑中的中枢生物钟通过与不同外周组织中的生物钟协调,影响着许多生理功能。 研究揭示生物钟对肌肉和皮肤健康的重要性 这两项研究进一步揭示了中枢生物钟与肌肉和皮肤中的外周生物钟之间的精确同步,以及它们如何确保组织的正常功能并防止衰老相关的退化。研究表明,这种协调对维持肌肉和皮肤的最佳功能至关重要。 研究还发现,即使在缺失中枢生物钟的情况下,外周生物钟依然能够保持24小时周期并管理约15%的昼夜节律功能。庞培法布拉大学的研究员Pura
Muñoz-Cánoves博士表示,“我们的研究揭示,只有中枢生物钟和外周生物钟之间存在最低限度的相互作用,才能维持肌肉和皮肤的最佳功能,避免退化和老化。下一步是确定参与这种相互作用的信号因子,并探索其潜在的治疗应用。” 协调肌肉生物钟以防止肌肉衰老 第一项研究探讨了大脑与肌肉之间的协调作用,证实中枢生物钟与外周生物钟的协调对于维持肌肉功能和防止过早衰老至关重要。恢复昼夜节律可以减少肌肉质量和力量的损失,从而改善实验小鼠模型中的运动功能退化。 研究还发现,限时进食(time-restricted feeding,
TRF)可以部分替代中枢生物钟的作用,增强肌肉外周生物钟的自主性。限时进食恢复昼夜节律可以减轻老龄小鼠的肌肉损失、代谢和运动功能衰退以及肌肉力量的丧失。这些发现对开发抗肌肉衰老疗法和提高老年人体能具有重要意义。 外周生物钟在皮肤健康中的角色 第二项研究则揭示了皮肤外周生物钟在协调该组织日常生理功能中的关键作用。研究表明,皮肤外周生物钟通过整合并有时修改大脑信号,确保皮肤的正常功能。研究还发现,即使在外周生物钟缺失的情况下,大脑中枢生物钟仍能维持皮肤的昼夜节律,但其工作模式会发生改变。例如,DNA复制将会在白天进行,这增加了皮肤暴露在紫外线下的突变风险。 前景与意义 总的来说,这两项研究不仅描绘了生物钟的协调机制,还揭示了其在抗衰老和维护肌肉与皮肤健康中的关键作用,为未来的抗老医学和健康老龄化干预提供了新的目标和策略。这些发现为开发基于生物钟调节的抗衰老疗法开辟了新的路径。