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2017年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給生物鐘研究領(lǐng)域的3個美國科學(xué)家——杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什和邁克爾·楊，他們從果蠅上找到了調(diào)控生物鐘的關(guān)鍵基因，并在分子水平上揭示了生命時鐘怎樣“滴答”走動，一時間生物鐘、晝夜節(jié)律研究成了熱門搜索詞。生物鐘何以如此重要呢？
天然的“時鐘”
最早認(rèn)識到的生物鐘現(xiàn)象，是人自身的周期性變化以及植物的葉和花的朝夕節(jié)奏性變化。18世紀(jì)，天文學(xué)家讓-雅克•道托思•麥蘭注意到一種含羞草屬植物，發(fā)現(xiàn)這種植物的葉子在白天朝著太陽舒展，到黃昏就會閉攏。他對這一現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇，想知道如果將其長時間置于黑暗會怎么樣。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論有沒有陽光，含羞草都會維持它們正常的晝夜節(jié)律。這樣看來，植物似乎有自己的生物鐘。
隨后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，不只是植物，其實動物和人類也有生物鐘，這種規(guī)律的適應(yīng)又被稱為晝夜節(jié)律（circadian rhythm）。包括人類在內(nèi)的所有多細(xì)胞生物，體內(nèi)的大部分基因都受到生物鐘的調(diào)節(jié)，因此，一個精心校準(zhǔn)過的晝夜節(jié)律可以調(diào)整生理機制來適應(yīng)一個晝夜內(nèi)的不同階段。
研究顯示，生物鐘調(diào)節(jié)著人體的許多重要功能，例如行為、荷爾蒙水平、睡眠、體溫和新陳代謝等。當(dāng)外部環(huán)境突然與內(nèi)部生物鐘不吻合時，人們通常會感到不舒服，比如長途飛行后需要“倒時差”。生物鐘在代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)控中有重要作用，不少研究顯示Ⅱ型糖尿病與生物鐘的紊亂存在關(guān)聯(lián)。Nature Reviews Endocrinology近期發(fā)表一篇綜述，詳細(xì)介紹了中央和外周生物鐘在胰島素和糖代謝調(diào)控中的作用，以及生物鐘紊亂促進(jìn)發(fā)生胰島素抵抗的證據(jù)和部分機制，并指出了通過調(diào)控生物鐘來同步改善代謝的方法。
Nature Reviews：生物鐘紊亂與胰島素抵抗
肝臟、肌肉和脂肪組織中的胰島素抵抗是Ⅱ型糖尿病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵病理生理過程，被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為四大重點非傳染性疾病之一。預(yù)防和治療胰島素抵抗的主要方法是改變生活方式；其次是藥物治療，二甲雙胍和磺脲類藥物（SU）是Ⅱ型糖尿病人的基礎(chǔ)治療藥物。此外，還可通過口服SU、葡萄糖鈉協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白-2i（SGLT-2i）抑制劑、注射胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）受體激動劑或胰島素等藥物改善血糖水平。
傳統(tǒng)意義上，大量關(guān)于控制Ⅱ型糖尿病的研究均集中在運動、食物攝入和藥物治療方面。然而，晝夜節(jié)律因素（生物鐘），包括光照時間、身體活動、食物攝入、藥物和睡眠喚醒等行為，也對預(yù)防和治療胰島素抵抗至關(guān)重要。
在人體中，晝夜節(jié)律系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)許多生理過程，包括糖代謝的日常節(jié)律。哺乳動物的晝夜節(jié)律系統(tǒng)由下丘腦視交叉上核（SCN）的中央腦時鐘、大腦其他區(qū)域和全身組織（包括肌肉、脂肪組織和肝臟）的外周時鐘組成。通過與下丘腦區(qū)域連接，SCN可以控制睡眠-覺醒行為的每日節(jié)律。同時，SCN在控制食物攝入方面可能也會直接發(fā)揮作用（通過調(diào)節(jié)睡眠覺醒周期而增強，因為攝入食物需要清醒狀態(tài)）。
中央時鐘可調(diào)節(jié)食物攝入量、能量消耗和全身胰島素敏感性，再被外圍時鐘進(jìn)一步微調(diào)。例如，腸道外周時鐘調(diào)節(jié)葡萄糖吸收；肌肉、脂肪組織和肝臟中的外周時鐘調(diào)節(jié)局部胰島素敏感性；胰腺中的外周時鐘調(diào)節(jié)胰島素分泌。
此外，SCN還可通過控制多種激素的代謝調(diào)節(jié)規(guī)律來調(diào)控葡萄糖的耐受程度。一項嚙齒類動物SCN損傷的研究表明，SCN可以控制晝夜節(jié)律且對全身胰島素的敏感性也會產(chǎn)生影響，即在SCN產(chǎn)生損傷后的八周內(nèi)，嚙齒動物出現(xiàn)了胰島素抵抗現(xiàn)象。
“校準(zhǔn)”生物鐘，改善糖代謝
文章指出，改善空腹進(jìn)食、睡眠覺醒節(jié)律、激素和自主神經(jīng)系統(tǒng)節(jié)律以及中央和外圍時鐘節(jié)律之間的同步，被證明是預(yù)防或治療胰島素抵抗和Ⅱ型糖尿病的一種有價值的方法。
其中，規(guī)律的睡眠時間、避免輪班工作、提高睡眠質(zhì)量、識別和治療阻塞性睡眠呼吸暫停、溴麥角環(huán)肽快速釋放、腎上腺功能不全患者釋放氫化可的松、適當(dāng)運動、早上和中午攝入更多能量、少吃夜宵等已有臨床研究證明對胰島素抵抗確有積極作用。此外，其他措施目前尚缺乏臨床試驗，但也有望調(diào)控糖尿病患者的胰島素抵抗。
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