如果告诉你熬夜会变胖，你还熬吗？
瑞典乌普萨拉大学研究者进行了一项临床试验，研究者检测了15名健康年轻男性通宵前后的组织样本，发现一宿不睡竟然会改变身体代谢方式，脂肪组织倾向于合成脂肪，肌肉组织则被分解，也就是说瘦肉少了肥肉多了！这项研究论文发表在《科学进展》上[1]。
长期的睡眠缺失与许多慢性代谢病，比如肥胖、2型糖尿病风险升高有关[2-5]。即使只是暂时的几天没睡够，健康人就已经有体重增加的风险了[5,6]。
为了弄清楚这中间身体到底发生了一些什么变化，研究者们招募一批受试者，利用多组学方法测测不睡觉之后会怎么样吧！这项试验共招募了15名健康的年轻男性，平均年龄22岁，平均BMI=22.6。平时，他们的每日睡眠时间就在7-9小时左右，都是比较正常的。参加试验的第一天，他们都美美滴睡了个好觉，大约八个半小时；第二天，受试者被分成两组，一组正常睡觉，一组则要在始终亮着的日光灯下熬一个晚上。几周之后，他们还要重复一次这个试验，这次睡觉组和熬夜组要交换一下。
在不同的时间节点，研究者采集了这些受试者的肌肉和皮下脂肪组织样本，并且进行了一系列分析，包括表观遗传分析、转录组分析、蛋白质组学分析、代谢组学分析等。
大家应该对昼夜节律有一定了解了，其实身体有它自己的生物钟，我们胡乱过生活，比如一宿不睡觉的话，会有大量的基因陷入混乱，表达发生变化，这是一点都不奇怪的。这种基因表达的变化很多时候是通过表观遗传修饰来改变的，比如说甲基化，给碱基加上一个甲基帽子，这个碱基所在的基因可能就没法正常表达了。
研究者对脂肪组织进行了表观遗传学检测，发现有148个区域甲基化水平发生了变化，都是有关脂质代谢、细胞分化和DNA损伤反应的。变化最大的基因是CD36，它参与脂肪酸的摄取，而且此前研究也发现，在肥胖和2型糖尿病患者中，这个基因的表达是失调的[7]。不过在骨骼肌组织中，研究者倒是没发现甲基化水平变化特别明显的区域。
研究者发现了一个有意思的现象，这些基因的变化情况具有很高的组织特异性。举例来说，在骨骼肌中表达增加的基因，基本不会在脂肪组织中也增加！研究者首先分析了骨骼肌中变化的基因，与氧化磷酸化和核糖体相关的基因下调了，这说明能量产生和压力应激反应都下降了；另一方面，一些代谢基因，比如TXNIP和NNMT都有所上升。此前有研究者发现，早期糖尿病患者普遍存在TXNIP表达上调；而且健康人骨骼肌内TXNIP表达越低，胰岛素敏感性就越高[8]。对基因的进一步分析显示，骨骼肌中可能存在一定程度的肌蛋白分解，一些免疫、损伤和压力相关基因的变化也显示了炎症通路的激活。脂肪组织中氧化磷酸化及核糖体途径都有一定上调，和骨骼肌完全相反。同时炎症调节基因与保护性细胞应答相关的基因也上调了，这表明脂肪组织中炎症加重了。研究者还发现，一些与促进脂肪生成相关的转录因子，都增加了。骨骼肌中参与能量代谢的几种酶，如丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶1水平都降低了，而骨骼肌的几种结构蛋白的水平也下降了，这说明骨骼肌一定程度上分解了。与此相对，脂肪组织中相应的代谢酶却有所上升。研究者认为，脂肪组织中代谢增强可能表示甘油三酯合成增加了。同时，与脂肪生成和脂肪细胞分化[9,10]有关的蛋白也增加了。
总的来说，这些多组学数据综合表明，一宿不睡之后，皮下脂肪组织会更倾向于促进葡萄糖利用、合成甘油三酯和增加脂肪存储；反之，骨骼肌则是倾向于降低葡萄糖利用并促进肌肉蛋白质分解，这很可能是为了增加氨基酸水平，以便在肝脏进行糖异生和酮体合成。
说句人话，晚上不睡觉，肌肉会越来越少，脂肪会越来越多！
不过呢，研究者现在还不清楚这些变化到底有什么程度的影响，也还不清楚更长时间的睡眠缺乏会是什么样的后果，未来的研究需要在更广泛的人群中进行。
参考资料：
[1] http://advances.sciencemag.org/content/4/8/eaar8590
[2] Quantity and quality of sleep and incidence of type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. Diabetes Care 33, 414–420 (2010).
[3] Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children and adults. Sleep 31, 619–626 (2008).
[4] chronotype, and cardiometabolic risk. J. Clin. Endocrinol. Metab. 100, 4612–4620 (2015).
[5] Social jetlag and obesity. Curr. Biol. 22, 939–943 (2012).
[6] A. M. Spaeth, D. F. Dinges, N. Goel, Effects of experimental sleep restriction on weight gain, caloric intake, and meal timing in healthy adults. Sleep 36, 981–990 (2013).
[7 The fatty acid transporter FAT/CD36 is upregulated in subcutaneous and visceral adipose tissues in human obesity and type 2 diabetes. Int. J. Obes. 30, 877–883 (2006).
[8] TXNIP regulates peripheral glucose metabolism in humans. PLOS Med. 4, 868–879 (2007).
[9] Expression of the murine glutathione S-transferase a3 (GSTA3) subunit is markedly induced during adipocyte differentiation: Activation of the GSTA3 gene promoter by the pro-adipogenic eicosanoid 15-deoxy-D12,14-prostaglandin J2. Biochem. Biophys. Res. Commun. 312, 1226–1235 (2003).
[10] Lactoferrin gene knockdown leads to similar effects to iron chelation in human adipocytes. J. Cell. Mol. Med. 18, 391–395 (2014).
