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血液檢查測量個人晝夜節律; 為個人化健康提供新數據

新的血液檢查可測量個人晝夜節律
  • 這項研究表明,單次抽血可以評估晝夜節律的時間,使研究人員能夠確定某人吃飯、睡覺或服藥的最佳時間。
  • 這可以為個人化健康建議提供突破性的數據。
  • 當我們的內在節律與睡眠-覺醒週期不一致時,就會增加健康狀況的風險。 

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上:

你的生理時鐘設定在什麼時間? 越來越多的研究表明,這個答案可以影響從一個人患糖尿病、心臟病和憂鬱症的傾向到服藥的最佳時間等方方面面。 但與膽固醇和荷爾蒙水平的常規血液檢查不同,沒有簡單的方法可以精確測量一個人的個人晝夜節律。

科羅拉多大學博爾德分校的新研究發表在《生物節律雜誌》上,表明這一天可能會在不久的將來到來。 研究發現,透過分析單次抽血中的分子組合,可以確定一個人的內在晝夜節律或生理時鐘的時間。

「如果我們能夠了解每個人的生理時鐘,我們就有可能為他們規定一天中進食、運動或服藥的最佳時間,」該研究的資深作者 Christopher Depner 說。科羅拉多大學博爾德分校。 “從個人化醫療的角度來看,這可能是開創性的。”

大腦中稱為下丘腦的區域有一個中央“主時鐘”,有助於調節身體的 24 小時週期,包括人們在晚上自然感到困倦和早上有起床衝動的時間。

最近的研究表明,身體中幾乎每個組織或器官都有一個內部計時裝置,與主時鐘同步,決定我們何時分泌某些激素、我們的心臟和肺部全天如何運作、我們脂肪代謝的節奏和糖等等。

多達 82% 的藥物標靶蛋白質編碼基因顯示 24 小時的時間模式,這表明如果給藥時間適當,許多藥物可以發揮更好的作用並產生更少的副作用。

研究合著者、科羅拉多大學博爾德分校睡眠與時間生物學實驗室主任、綜合生理學教授肯·賴特(Ken Wright) 表示,當我們的內部節律與睡眠-覺醒週期不一致時,就會增加患一系列疾病的風險。

「如果我們希望能夠確定一個人的晝夜節律的時間,我們需要知道這個時間是什麼,」他說。 “目前,我們沒有一個簡單的方法來做到這一點。”

即使在健康人中,睡眠-覺醒週期也可能相差四到六個小時。

只需問某人“你是早起鳥、夜貓子還是介於兩者之間?” 可以提示一個人的晝夜節律週期是什麼。

但精確測量個人生理時鐘時間的唯一方法是進行弱光褪黑激素評估。 這包括讓受測者處於昏暗的燈光下,在長達24 小時內每小時抽取血液或唾液來測量褪黑激素——這種激素在體內自然增加,以指示就寢時間,而減少則有助於喚醒我們。

為了追求更精確、更實用的測試,Wright 和 Depner 讓 16 名志願者在嚴格控制的條件下在睡眠實驗室中生活了 14 天。

除了每小時檢測血液中的褪黑激素外,他們還使用了一種稱為「代謝組學」的方法,評估血液中約 4,000 種不同代謝物(氨基酸、維生素和脂肪酸等代謝副產品)的水平。

他們使用機器學習演算法來確定哪些代謝物集合與生理時鐘相關,從而為各個晝夜節律階段創建一種分子指紋。

現任猶他大學助理教授的德普納說,當他們試圖根據單次抽血的指紋來預測晝夜節律時,他們的發現與更艱鉅的褪黑激素測試相差不到一小時。

當人們休息良好且最近沒有進食時,測試的準確度明顯更高——這項要求可能會使測試在實驗室環境之外變得具有挑戰性。 為了可行且經濟實惠,商業測試可能必須縮小其尋找的代謝物的數量(他們的測試將其縮小到 65 種)。

但賴特說,這項研究是關鍵的第一步。

“我們正處於開發這些晝夜節律生物標誌物的最初階段,但這項有前途的研究表明這是可以做到的。”

其他研究,包括 Wright 實驗室的一些研究,正在探索蛋白質組學(尋找血液中的蛋白質)或轉錄組學(測量核糖核酸或 RNA 的存在)來評估晝夜節律階段。

最終,研究人員想像有一天,人們可以在例行體檢時進行血液檢查,以精確確定他們的晝夜節律階段,這樣醫生不僅可以規定做什麼,還可以規定何時做。

這項研究發表在 生物節律雜誌 2021 年 8 月。



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