生物钟像人体指挥官,监控机体的生理与行为,包括外界病毒入侵。
绘图:曹雪(健康学人)
思考题
接触“流感”患者,为什么有的人会被传染,而有的人又不会受影响?
即使是同时感染“流感”,不同人的表现症状的轻重程度为什么不一致?
假设他们经过医生正规治疗,即使处方一样,他们的恢复时间也会存在差异?
除了我们经常说到每个人身体“强壮”程度和免疫力高低外,是否还有其他因素呢?答案是肯定的,其中很重要的一个因素就是,生物钟。
生物钟就像一名指挥官,无时无刻不在调控我们的行为、生理活动和身体功能。 我们的睡眠好坏、进食多少、体温高低、血压高低、激素释放以及免疫系统等各种生命过程,都要“臣服”于它。在生物钟的研究中,最让人们好奇的无外乎是生物钟对健康的影响。
众所周知,跨越多个时区的长途飞行会导致严重的时差反应。生物钟受到干扰还会引发心血管疾病、肥胖症、二型糖尿病等代谢疾病以及神经疾病,甚至是癌症。在生物钟与生物医学的交叉研究领域,病毒的入侵感染与生物钟的关系正在成为一个研究热点。
早上进行手术,病毒再次感染的速度更快?
2018年,一份丙型肝炎患者肝移植的临床数据引起了科学家的注意。虽然当患者接受肝移植时,患者体内的残留丙肝病毒总是会再次感染移植后的新肝脏,但有趣的是病毒复制的速度与肝移植的手术时间有关—在早上进行手术的病人,体内病毒的在术后的反弹速度更快,而其他影响参数(供体年龄,冷缺血时间和手术时间长短)均与病毒反弹无关。
病毒进入宿主细胞后,会大量抢占资源以完成遗传物质的复制,同时试图逃避免疫系统的识别和攻击,最终传播至新的宿主细胞。在每一个细胞内,都有一个独立的生物钟,以24小时为周期滴答作响。通过以小鼠为模型的研究发现,约20-30%的基因被生物钟调控,即在一天中的某些时段高水平表达,而在其他时段表达水平较低。那么,病毒是否会根据宿主的生物钟来选择入侵时间呢?
病毒会挑“时机”发动侵袭
要进入宿主细胞,病毒必须与细胞膜上的蛋白质受体相结合。这类受体是病毒的好伙伴,对病毒是否入侵成功至关重要。有了这些受体,病毒才能顺利进入细胞膜这扇大门。那么,丙肝病毒受体的表达是否受到生物钟的控制?
出人意料的是,牛津大学的后续研究发现,丙肝病毒入侵的三个必备受体都呈现出了昼夜节律。也就是在一天之中,这些受体的量在遵循生物钟的节律起起伏伏。当按照受体高峰和低谷的时间来用病毒感染细胞,感染率竟然和受体表达的生物钟非常吻合。也就是说,细胞每天会在不同的时间对病毒开放和关闭,病毒在开放时间(受体增多)就能顺利进入细胞,而在关闭的时间(受体减少)就被挡在门外。
进一步的研究显示,如果把最关键的生物钟调节因子BMAL1基因从细胞中移除,会导致丙肝病毒受体的减少,进而使细胞进入一个对病毒永久关闭的状态。这项研究结果被发表在《自然-通讯》上,感兴趣的读者可以获取更详尽的机理工作。
来源:科普中国
责编:张凤娇