人体内部有一个被称为昼夜节律的内部时钟，这个生物钟影响着睡眠、新陈代谢甚至肌肉恢复。虽然大多数人将昼夜节律与睡眠周期联系在一起，但新的研究表明，这些节律还会影响受伤后的恢复速度。
西北大学医学院的一项针对小鼠的研究表明，肌肉损伤在生物钟的自然清醒时间内愈合得更快。这项研究对轮班工人、老年人和代谢障碍患者有重要影响。该研究还提出了关于时差和夏令时变化如何影响肌肉恢复的重要问题。
这项在小鼠中进行的研究显示，肌肉损伤在活动期间恢复得更快，而在通常的睡眠期间则愈合较慢。西北大学范伯格医学院生物化学和分子遗传学助理教授Clara Peek认为，这些发现可以帮助轮班工人和那些因年龄增长而出现肌肉问题的人。
该研究还强调了时差和夏令时变化如何影响昼夜节律。“在我们的每个细胞中，都有形成分子昼夜钟的基因，”Peek说。“这些时钟基因编码一组转录因子，调节身体内的许多过程，并使它们与适当的时间对齐。例如睡眠/觉醒行为、新陈代谢、体温和激素——所有这些都是昼夜节律。”
Peek的实验室此前发现，肌肉组织在自然清醒时间内受损时再生得更快。为了理解原因，研究人员在一天中的不同时间检查了肌肉干细胞，并使用单细胞测序分析了受伤和未受伤的肌肉组织。
研究结果表明，干细胞中的炎症反应随时间变化。这些干细胞会向中性粒细胞（一种对肌肉恢复至关重要的免疫细胞）发出信号。
“我们发现，在小鼠处于清醒期时，细胞之间的信号传递在受伤后更为强烈，”Peek说。“这是一个令人兴奋的发现，进一步证明了肌肉再生的昼夜调节是由干细胞-免疫细胞之间的相互作用决定的。”
研究还揭示了NAD+（一种对能量生产和新陈代谢至关重要的辅酶）的作用。肌肉干细胞时钟在受伤后影响NAD+的产生，进而影响免疫反应。
为了验证这一点，科学家们使用了肌肉干细胞中NAD+产生增加的转基因小鼠。他们发现，提高NAD+水平会导致更强的炎症反应并改善肌肉愈合。
这些发现对于理解与老化和代谢疾病相关的肌肉恢复问题至关重要。Peek认为，昼夜节律紊乱可能是老年人和肥胖或糖尿病患者愈合较慢的原因。
“与老化和代谢综合征（如肥胖和糖尿病）相关的昼夜节律紊乱也与肌肉再生能力下降有关，”Peek说。“现在我们可以问：这些昼夜节律紊乱是否导致了这些条件下的较差肌肉再生能力？它们如何与免疫系统相互作用？”
Peek及其团队计划探索NAD+如何影响免疫反应的具体机制。他们希望了解这一过程是否可以通过调控来改善受老化或代谢疾病影响者的肌肉恢复。
“很多昼夜生物学研究集中在单一细胞类型中的分子钟以及无压力状态下的情况，”Peek说。“直到最近，我们还没有足够的技术来充分研究细胞间的相互作用。试图理解不同昼夜钟在应激和再生条件下的相互作用是一个令人兴奋的新领域。”
这项研究为通过调整治疗方案以适应身体的自然节律来增强肌肉修复提供了新的可能性。优化恢复时间表和提高NAD+产量可以改善肌肉愈合。这项研究揭示了身体内部时钟如何影响再生，为更好的治疗方法提供了新的可能性。理解这些过程可能有助于老年人、轮班工人和代谢疾病患者更快地恢复并保持更强健的肌肉。
该研究发表在《科学进展》杂志上。
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