李韋韋 鐘 文

生物體內(nèi)周而復(fù)始的節(jié)律叫做生物鐘，影響許多生理過程的晝夜節(jié)律，如激素水平[1]、體溫[2]、心率和血壓[3]、睡眠覺醒周期、胃腸道甚至記憶形成等。2017年杰弗理霍爾(Jeffrey c hall)、邁克爾羅斯巴希(Michael rosbash)、邁克爾楊(Michael w young)獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，原因是“發(fā)現(xiàn)了控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制”。然而，生物鐘的功能并不局限于這一點(diǎn)，現(xiàn)代研究表明，晝夜節(jié)律也與能量代謝[4]密切有關(guān)。

現(xiàn)代社會(huì)人們生活節(jié)奏緊張、生活節(jié)律紊亂(如夜班工作、跨時(shí)區(qū)出差、飲食不規(guī)律、睡眠時(shí)間和質(zhì)量下降等)。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，生活節(jié)律紊亂可致代謝異常、增加發(fā)生2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[5，6]，即使短時(shí)間夜班工作也會(huì)引起骨骼肌胰島素敏感性降低[7]。近二十年糖尿病患者人數(shù)激增，可部分歸因于現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)人們生活方式發(fā)生的巨大變化。

早在1971年，Konopka等[8]就在果蠅基因突變實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了生物鐘基因組件，此后相繼有研究和報(bào)道了如芳香烴受體核轉(zhuǎn)位蛋白樣1基因(BMAL1)、時(shí)鐘基因(CLOCK)、隱色素基因1(Cry1)、隱色素基因2(Cry2)、周期基因1(Per1)、周期基因2(Per2)、周期基因3(Per3)等，其中有CLOCK和BMAL1等核心生物鐘基因。[9]生物鐘基因的mRNA和蛋白表達(dá)均呈現(xiàn)出24 h的振蕩周期[10]，這種振蕩周期是生物鐘產(chǎn)生的前提。許多生活不良的方式，如熬夜、飲食過度等會(huì)破壞生物鐘基因振蕩的表達(dá)方式，從而改變了生物鐘，引起代謝性疾病包括糖尿病。已有研究顯示[11]，睡眠節(jié)律不調(diào)對(duì)胰島素的抵抗有影響。如睡眠不足，可引起下丘腦-垂體-腎上腺軸功能增加，產(chǎn)生體應(yīng)激：交感神經(jīng)興奮，糖皮質(zhì)激素升高，生長(zhǎng)激素減少，血糖調(diào)節(jié)不全，從而導(dǎo)致胰島素抗體。胰島素抵抗作用意味著靶器官對(duì)胰島素的敏感度下降，同時(shí)還增加了糖尿病患者的風(fēng)險(xiǎn)。日本學(xué)者對(duì)2860名工人進(jìn)行了8年的隨訪研究[12]，每班上課時(shí)間越長(zhǎng)，夜班暴露的時(shí)間就越多，糖代謝過程對(duì)糖的影響就越大。已有的研究顯示，長(zhǎng)期輪班引起的生物節(jié)律變化是胰島素抗力的危險(xiǎn)因素[13]，而Yasushi等[14]則明確指出，輪班是糖化血紅蛋白≥6.0%的一種獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Deng等[15]的研究表明，與正常睡眠時(shí)間相比，空腹血糖升高的風(fēng)險(xiǎn)有6%左右。

中醫(yī)“天人相應(yīng)”觀念，強(qiáng)調(diào)人與天地自然運(yùn)行規(guī)律相符合的重要性。一旦人與天地規(guī)律不相應(yīng)則百病生?，F(xiàn)代研究也表明，生活節(jié)律紊亂可能縮短預(yù)期壽命，而保持健康的晝夜節(jié)律與幸福指數(shù)和延長(zhǎng)壽命相關(guān)[16]?！捌鹁訜o(wú)節(jié)”是消渴病的重要病因之一,既往對(duì)此病因認(rèn)識(shí)不足。本文探索晝夜節(jié)律紊亂對(duì)于人體糖代謝穩(wěn)態(tài)的影響；借鑒生物鐘理論詮釋消渴病因“起居無(wú)節(jié)”，為消渴病因?qū)W說提出重要的補(bǔ)充。

肌肉生物鐘的基因表達(dá)與糖尿病有關(guān)：肌肉內(nèi)的葡萄糖儲(chǔ)存形式為肌糖原。而肌糖合成和分解的平衡則依賴于生物鐘正常。Harfmann等[17]敲除了小鼠骨骼肌的BMAL1基因，發(fā)現(xiàn)骨骼肌纖維的類型發(fā)生了變化，線粒體呼吸功能減弱，肌節(jié)結(jié)構(gòu)異常，同時(shí)還伴有葡萄糖代謝的異常，葡萄糖耐量下降和胰島素的敏感度減弱，這是其主要表現(xiàn)之一。 Dyar等[18]通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)，對(duì)大鼠骨骼肌內(nèi)的BMAL1基因特異性敲除，骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLTT-4)基因表達(dá)下調(diào)，丙酮酸脫氫酶(PDH)活性減弱，導(dǎo)致葡萄糖代謝異常。此外，Young等[19]對(duì)小鼠心肌中的BMAL1基因特異性敲除，發(fā)現(xiàn)小鼠的心肌中葡萄糖也受抑制。上述幾項(xiàng)研究結(jié)果表明，當(dāng)一種肌肉內(nèi)含有BMAL1基因的細(xì)胞表達(dá)異常時(shí)，葡萄糖細(xì)胞代謝就可能會(huì)發(fā)生變化，表現(xiàn)是因?yàn)橐环N葡萄糖細(xì)胞耐受性明顯下降和其對(duì)胰島素的抵抗，這不僅表明一個(gè)BMAL1基因在一種肌肉內(nèi)正?；虮磉_(dá)中對(duì)多種葡萄糖細(xì)胞代謝異常起著重要作用，而且該基因可能也是導(dǎo)致糖尿病發(fā)病的一個(gè)重要基因機(jī)制。[20]

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

據(jù)估計(jì)，15%～20%的工作者經(jīng)歷了輪班和跨時(shí)區(qū)旅行[21]；超過80%的美國(guó)人夜間暴露在人工光線下[22]；美國(guó)5000～7000萬(wàn)人患有慢性睡眠覺醒癥[23]；中歐70%的調(diào)查者有假后工作時(shí)差問題[24]；此外，不規(guī)則飲食和日照的減少，也是當(dāng)今社會(huì)普遍存在的生活方式變化[25，26]。晝夜節(jié)律與能量代謝有密切的關(guān)系，許多與能量代謝有關(guān)的生理過程都受到生物鐘的控制，表現(xiàn)為晝夜波動(dòng)，而生物鐘自身也會(huì)受到進(jìn)食、活動(dòng)，甚至是代謝狀態(tài)的影響。晝夜節(jié)律對(duì)人體的代謝發(fā)生起著重要作用，晝夜節(jié)律失調(diào)與肥胖、胰島素抵抗、代謝綜合征和糖尿病發(fā)生有關(guān)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，短期晝夜節(jié)律紊亂導(dǎo)致骨骼肌胰島素敏感性明顯降低,主要影響骨骼肌無(wú)氧葡萄糖清除減弱[27]。

胰島素抵抗可引起2型糖尿病和其他多種代謝性疾病，而2型糖尿病在過去20年中已經(jīng)廣泛在全球流行，據(jù)統(tǒng)計(jì)2030年的患者將增加到4.39億[28]。糖尿病的高發(fā)并不排除與當(dāng)今社會(huì)生活方式發(fā)生的巨大變化有關(guān)，但又不只是飲食、活動(dòng)的變化，人們的時(shí)間節(jié)律紊亂也可能是一個(gè)原因。

2 骨骼肌生物鐘基因是研究靶點(diǎn)

骨骼肌是胰島素發(fā)揮作用的一種靶器官，也是胰島素作用的一種重要外周組織，占成年人去脂體質(zhì)量的40%～50%，而80%的胰島素介導(dǎo)餐后葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)與骨骼肌有關(guān)。因此，骨骼肌是胰島素抵抗的重要部位之一。骨骼肌[29]中也有節(jié)律振蕩器，從而參與了許多生理過程，其中核心生物鐘基因?yàn)镃LOCK和BMAL1。研究顯示，系統(tǒng)或局部干擾實(shí)驗(yàn)動(dòng)物核心生物鐘基因被證明與糖代謝損傷和線粒體功能紊亂有關(guān)。進(jìn)一步研究表明[30]，嚙齒類動(dòng)物模型中的特異性敲除肝或骨骼肌BMAL1，或者實(shí)施晝夜節(jié)律紊亂的方案，可能會(huì)引起胰島素抵抗。相反，在胰島素抵抗的C2C12肌管和大鼠骨骼肌中CLOCK和BMAL1轉(zhuǎn)錄水平下降。

骨骼肌分子生物鐘基因通過哪種機(jī)制引起胰島素抵抗?有研究表明，CLOCK和BMAL1通過SIRT1調(diào)節(jié)了肌肉的胰島素敏感度，而SIRT1則是胰島素敏感性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子；SIRT1以晝夜節(jié)律方式表達(dá)，通過PER2的脫乙酰作用來(lái)調(diào)節(jié)生物鐘的基因表達(dá)[34]。CLOCK/BMAL1-SIRT1形成了一個(gè)反饋回路，將生物鐘與骨骼肌的代謝結(jié)合起來(lái)。研究還發(fā)現(xiàn)，大鼠骨骼肌BMAL1和SIRT1蛋白在持續(xù)黑暗的情況下有胰島素抵抗，而激活SIRT1可以有效逆轉(zhuǎn)由晝夜節(jié)律紊亂引起的肌肉胰島素抵抗[35]。因此，CLOCK/BMAL1-SIRT1可以作為胰島素的抵抗靶標(biāo)進(jìn)行干預(yù)。

3 “起居無(wú)節(jié)”是消渴病的重要病因

《素問·上古天真論》云：“上古之人，其知道者，法于陰陽(yáng)，和于術(shù)數(shù)，食飲有節(jié)，起居有常，不妄作勞，故能形與神俱，而盡終其天年，度百歲乃去”，提出“起居有?！钡酿B(yǎng)生法則。若“起居無(wú)節(jié)”則可致脾胃受損?！鹅`樞·五變》云：“五臟皆柔弱者，善病消癉”，《素問·奇病論》云：“此肥美之所發(fā)也，此人必?cái)?shù)食甘美而多，肥也，肥者令人內(nèi)熱，甘者令人中滿，故其氣上溢，轉(zhuǎn)為消渴”。先天稟賦不足、飲食失節(jié)是引起消渴的重要內(nèi)在因素。《素問·上古天真論》云：“今時(shí)之人不然也……以妄為?！杂咂渚?，以耗散其真，不知持滿，不時(shí)御神，務(wù)快其心，逆于生樂，起居無(wú)節(jié)，故半百而衰也”。以妄為常不僅僅是飲食、房勞等沒有節(jié)制，還應(yīng)該包括起居無(wú)節(jié)、晝夜顛倒。生活規(guī)律紊亂，經(jīng)常熬夜、輪班等，與天地晝夜時(shí)間變化不相應(yīng)，耗傷陰津發(fā)為消渴。

《素問·痿論》曰：“脾主身之肌肉”，脾為后天之本，氣血生化之源。肌肉 (主要指四肢骨骼肌肉) 依賴于脾布散的水谷精微的榮養(yǎng)，而健碩有力；若脾氣虧虛，則水谷精微不能布散濡養(yǎng)肌肉，故常見消渴者肌肉瘦削、倦怠乏力。因此，糖尿病骨骼肌損害的治療強(qiáng)調(diào)健運(yùn)脾胃以充養(yǎng)四末，益氣健脾有助于包括葡萄糖在內(nèi)的精微物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和利用。

4 晝夜節(jié)律失調(diào)導(dǎo)致氣陰兩虛證

中醫(yī)基礎(chǔ)理論陰陽(yáng)學(xué)說就是從時(shí)間屬性出發(fā)的，太陽(yáng)的升降所引起的晝夜變化，就是陰陽(yáng)的本源表現(xiàn)，晝?yōu)殛?yáng)，夜為陰;寤(醒)為陽(yáng)，寐(眠)為陰。晝夜節(jié)律失調(diào)就是陰陽(yáng)失調(diào)，《素問·生氣通天論》言: “陽(yáng)氣者，一日而主外，平旦人氣生，日中而陽(yáng)氣隆，日西而陽(yáng)氣已虛，氣門乃閉。”[11]說明人體的陽(yáng)氣具有日周期變化特點(diǎn)，所以古人養(yǎng)生主張“日出而作，日落而息”，注重對(duì)自身陽(yáng)氣的調(diào)護(hù)。夜間陽(yáng)氣本應(yīng)收斂入藏，而現(xiàn)代人白天工作，夜晚不睡覺，熬夜則寤(醒)為陽(yáng)，夜間本是陽(yáng)氣衰微之時(shí)，而熬夜就是在陽(yáng)氣衰弱時(shí)不能潛入陰，陽(yáng)氣浮于外，強(qiáng)行消耗陽(yáng)氣，而陰氣不能平靜收斂，陰陽(yáng)互根，陽(yáng)損則陰耗，故而導(dǎo)致陰陽(yáng)兩虛。

太陰，亦稱至陰，太陰在臟為脾主運(yùn)化，《傷寒論》中論述了太陰欲解時(shí)辰在亥至丑，指亥、子、丑3個(gè)時(shí)辰，也就是21時(shí)到次日3時(shí)之間的6個(gè)小時(shí)，正是夜間休息之時(shí)。脾本至陰之臟，在夜間本應(yīng)合時(shí)而眠，陰氣主收藏，夜寐為陰，熬夜使得陰陽(yáng)失衡，且熬夜需補(bǔ)充能量進(jìn)食，而長(zhǎng)期在脾胃該休息的時(shí)候進(jìn)食，屬于飲食失節(jié)，與嗜食肥甘厚味一樣損傷脾胃之氣，致脾胃運(yùn)化失職，積熱內(nèi)蘊(yùn)，化燥傷津，消谷耗液，發(fā)為消渴，故而晝夜失調(diào)能導(dǎo)致氣陰兩虛之證。

5 益氣健脾之參芪復(fù)方是改善“起居無(wú)節(jié)”導(dǎo)致的骨骼肌胰島素抵抗的可行方案

參芪復(fù)方是謝春光教授經(jīng)多年實(shí)踐并行之有效的經(jīng)驗(yàn)方，具有益氣健脾之功，經(jīng)前期臨床及實(shí)驗(yàn)研究，已經(jīng)證明參芪復(fù)方具有減輕胰島素抵抗的作用，參芪復(fù)方以益氣健脾為主要治則。

本方采用人參、黃芪為君，大補(bǔ)元?dú)?，助脾散精，促進(jìn)水谷精微及津液布散，并能推動(dòng)血液運(yùn)行。人參既能補(bǔ)益肺脾腎之氣，又能生津止渴。本方以黃芪為君，一則扶正祛邪，起居無(wú)節(jié)的人往往氣虛，正氣不足，則疲憊不堪；二則氣對(duì)津液的作用，氣能生津，氣化作用是津液生成的動(dòng)力，氣能行津，也能攝津，減少流失，起居無(wú)節(jié)的人耗傷氣陰，氣陰不足則不能化生津液，見口干；三則補(bǔ)益脾氣，助脾散精，“治脾即是治胰”；四則大補(bǔ)元?dú)?，元?dú)庾銊t陰火消，則精微能升舉，陰火自消除。人參與黃芪配伍，相輔相成，共同補(bǔ)益元?dú)?，升?yáng)舉陷。山藥、山萸肉、生地黃、天花粉共為臣藥。山藥具有補(bǔ)脾益胃、生津益肺、補(bǔ)腎澀精之功。生地黃甘寒質(zhì)潤(rùn)能養(yǎng)陰生津止渴，苦寒泄熱，入腎經(jīng)而滋陰降火，養(yǎng)陰津而泄伏熱。天花粉，能清熱瀉火，生津止渴。生地黃、山藥、山萸肉聯(lián)用滋陰填精，補(bǔ)益先天腎精以養(yǎng)后天脾土；丹參、熟大黃合用活血化瘀、推陳致新，生長(zhǎng)肌肉。

前期研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高脂喂養(yǎng)的糖尿病小鼠腓腸肌橫切面肌細(xì)胞數(shù)目明顯減少，大小不均勻，體積縮小，細(xì)胞間隙明顯增大，肌細(xì)胞萎縮明顯，呈片狀萎縮，可見局灶性肌細(xì)胞水腫，縱切面肌纖維斷裂明顯，經(jīng)參芪復(fù)方干預(yù)后上訴病理改變均得到改善。參芪復(fù)方可通過減少血清炎性因子，升高血清 IGF-1 水平，進(jìn)而促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成，防止骨骼肌萎縮，減輕骨骼肌細(xì)胞水腫和萎縮，減少肌纖維斷裂，減少骨骼肌組織局部炎性因子浸潤(rùn)，從而發(fā)揮保護(hù)骨骼肌纖維的功能，改善糖尿病骨骼肌病變[33]。參芪復(fù)方[34]對(duì)肌量的保持有幫助，基因芯片對(duì)參芪復(fù)方組模型的差異表達(dá)基因進(jìn)行了篩選，Pathway富集分析發(fā)現(xiàn)了差異表達(dá)基因與mTOR信號(hào)通路的關(guān)系。

6 結(jié)論

參芪復(fù)方可改善糖代謝及骨骼肌胰島素抵抗，但具體生物學(xué)機(jī)制還不明確；益氣健脾之參芪復(fù)方是否通過調(diào)控外周分子生物鐘基因CLOCK/BMAL1-SIRT1，進(jìn)而改善骨骼肌胰島素敏感性、維持糖代謝穩(wěn)態(tài)，值得進(jìn)一步深入研究。