你有沒有想過，為什麼熬夜後肌肉痠痛的感覺總是更難緩解？或者為什麼運動員在清晨訓練後的恢復速度似乎比深夜訓練更快？這些問題的答案可能就藏在我們身體的“內部時鐘”——晝夜節律中。
近日，一篇發表在國際雜誌Science Advances上題為“Immunomodulatory role of the stem cell circadian clock in muscle repair”的研究報告中，來自美國西北大學Feinberg醫學院等機構的科學家們透過研究發現，機體肌肉的修復速度竟然受到晝夜節律的顯著影響，本文研究不僅為“夜貓子”們敲響了警鐘，還可能為應對老齡化和肥胖問題提供新的思路。
晝夜節律是生物體內一種自然的、週期性的生理調節機制，其控制著我們的睡眠、飲食、體溫甚至情緒。近年來，科學家們逐漸發現，晝夜節律還與組織修復和再生密切相關。此前研究表明，小鼠在正常清醒時間受傷時，肌肉組織的再生速度更快；而在睡眠時間受傷時，癒合過程則會變慢。這種現象背後的原因一直是個謎，直到最近科學家們透過一系列精巧的實驗揭開了晝夜節律影響肌肉修復的神秘面紗。
這項研究中，研究人員利用單細胞測序技術分析了小鼠在不同時間受傷後肌肉乾細胞的基因表達變化。結果發現，受傷時間對肌肉乾細胞的炎症反應水平有著顯著影響，而這些炎症反應訊號能夠調節中性粒細胞（肌肉修復過程中的“第一響應者”）的行為。中性粒細胞在清除損傷組織碎片和分泌促進癒合的細胞因子方面發揮著關鍵作用。
研究的轉折點出現在對肌肉乾細胞內部“生物鐘”的深入研究中。研究人員發現，肌肉乾細胞的晝夜節律鐘不僅影響其自身的代謝過程，還透過調節煙醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的生成來影響肌肉修復。NAD+是一種存在於所有細胞中的輔酶，它在能量代謝和數百種代謝過程中都扮演著重要角色。透過基因改造小鼠模型，研究者發現， NAD+的增加能夠誘導炎症反應和中性粒細胞的招募，從而促進肌肉再生。
CTX損傷後幹細胞中糖酵解和炎症相關基因的表達水平會升高
這一發現不僅解釋了為什麼在清醒時間受傷的肌肉修復速度更快，還揭示了晝夜節律如何透過調節肌肉乾細胞的代謝和免疫反應來影響癒合過程。研究者Clara Peek教授指出：在小鼠清醒期間受傷時，細胞之間的訊號傳遞更為強烈，這一發現進一步證實了晝夜節律對肌肉再生的調節作用是透過肌肉乾細胞與免疫細胞之間的相互作用實現的。
這項研究的意義遠不止於解釋一個簡單的生理現象。隨著現代社會生活節奏的加快，越來越多的人面臨著晝夜節律的紊亂，比如頻繁的熬夜、倒班工作、時差反應以及夏令時的調整等。這些因素都可能對肌肉修復能力產生負面影響。此外，晝夜節律的紊亂還與老齡化、肥胖和糖尿病等代謝性疾病密切相關。這些疾病患者常常表現出肌肉修復能力下降的問題，而這項研究提供了一個可能的解釋：晝夜節律的破壞可能削弱了肌肉乾細胞的代謝功能和免疫調節能力，從而影響了肌肉的再生能力。
如今研究人員能進一步探討晝夜節律紊亂是否會導致這些疾病患者肌肉修復能力的下降，以及這種紊亂是如何與免疫系統相互作用的。這一發現為開發針對晝夜節律和代謝途徑的新型治療方法提供了理論基礎，有望改善肌肉修復能力，並對抗老齡化和肥胖帶來的健康挑戰。
儘管這項研究已經取得了令人矚目的成果，但研究人員工作還遠未結束。下一步研究人員還希望進一步探索NAD+如何誘導免疫反應，以及這些反應在疾病狀態下是如何改變的，研究者表示，以往的晝夜節律研究大多集中在單個細胞型別的分子鐘上，而且通常是在沒有壓力的情況下進行的；如今他們有了技術手段去研究不同晝夜節律鍾在應激和再生條件下的相互作用，這無疑是一個令人興奮的新領域。
這項研究不僅讓我們對晝夜節律有了更深入的理解，還提醒我們尊重身體的自然節律。下次當你熬夜工作或健身時，不妨想想你的肌肉乾細胞可能正在努力應對這種“非常規”挑戰。也許調整作息時間順應自然的晝夜節律，才是保持健康和加速康復的最好方式。
參考文獻：
PEI ZHU,ERIC M. PFRENDER,ADAM W. T. STEFFECK, et al. Immunomodulatory role of the stem cell circadian clock in muscle repair. Science Advances. doi：10.1126/sciadv.adq8538.
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