來源：奇點(diǎn)網(wǎng)
還在燉豬蹄煮阿膠補(bǔ)充膠原蛋白嗎？不如來早睡早起保持規(guī)律的生活節(jié)奏。
近日，英國曼徹斯特大學(xué)的Joan Chang、Qing Jun Meng和 Karl Kadler等研究發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白的合成、分泌和降解，都依賴于晝夜節(jié)律。破壞晝夜節(jié)律會(huì)讓膠原蛋白纖維堆積，結(jié)構(gòu)紊亂，彈性和強(qiáng)度大大下降。這一研究發(fā)表在Nature Cell Biology上[1]。
所以說，要想皮膚膠原滿滿，緊致有彈性，還是要保持良好的作息習(xí)慣。
通訊作者Qing Jun Meng（右）和 Karl Kadler（左）（來自research.manchester.ac.uk）
膠原蛋白這個(gè)概念，被各種美容產(chǎn)品炒上了天，跟皮膚的好壞深深綁定在了一起。不過要是以為膠原蛋白只是跟“臉”有關(guān)，那可就大錯(cuò)特錯(cuò)了。
要知道，人體里按重量算，差不多有三分之一是各種膠原蛋白[2]。除了讓皮膚光滑緊致外，肌腱、骨骼等結(jié)構(gòu)也有膠原蛋白的大量參與，整合素等等生物大分子要附著在膠原蛋白纖維上發(fā)揮作用?？梢哉f，人體的生長發(fā)育，處處都離不開膠原蛋白。
膠原蛋白從胚胎時(shí)就開始產(chǎn)生[3]，更新很慢[4]，甚至曾被人們認(rèn)為是靜態(tài)的，永不更新的，只會(huì)損傷一點(diǎn)沒一點(diǎn)。不過生命體里的東西，總會(huì)有新陳代謝。實(shí)際上，成纖維細(xì)胞在機(jī)械刺激下會(huì)合成分泌膠原蛋白[5]。運(yùn)動(dòng)后，組織液中的膠原蛋白前體PC-Ⅰ水平也會(huì)升高[6]。
成纖維細(xì)胞和其分泌的膠原蛋白
而且膠原蛋白的合成和分解，似乎還很有規(guī)律。有研究發(fā)現(xiàn)，血液中膠原蛋白合成和降解的標(biāo)志物濃度，都存在晝夜節(jié)律[7，8]。而在主要由膠原構(gòu)成的軟骨組織中，特異性破壞掉生物鐘，可以導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的進(jìn)行性退化和椎間盤纖維化[9，10]。
也就是說，膠原蛋白的合成和分解，很可能也和晝夜節(jié)律有關(guān)。研究人員對(duì)其中的機(jī)制進(jìn)行了研究。
在電子顯微鏡下，研究人員發(fā)現(xiàn)，一天中的不同時(shí)間點(diǎn)上，小鼠跟腱里的膠原蛋白纖維的直徑分布有很大不同：
直徑在75nm以下的D1類膠原纖維和75~150nm的D2類膠原纖維數(shù)量，大約在每天開始光照后7小時(shí)左右達(dá)到高峰，進(jìn)入黑暗后4小時(shí)左右到達(dá)低谷。而直徑大于150nm的D3類纖維與之相反，大約在每天開始光照后7小時(shí)左右達(dá)到低谷，進(jìn)入黑暗后4小時(shí)左右到達(dá)高峰。
D1、D2與D3纖維具有相反的晝夜節(jié)律
基因?qū)用嫔?，研究人員發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)晝夜周期中，SEC61、TANGO1、PDE4D和VPS33B這四種蛋白會(huì)依次表達(dá)。
其中，SEC61是一個(gè)轉(zhuǎn)座子，負(fù)責(zé)調(diào)控基因表達(dá)。而剩下的三個(gè)，TANGO1負(fù)責(zé)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中分泌蛋白的“裝車”，PDE4D與膠原蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)，而VPS33B負(fù)責(zé)膠原蛋白的翻譯后修飾。它們的依次表達(dá)，也正對(duì)應(yīng)著膠原蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出來，經(jīng)過修飾，最終分泌的過程，是組裝膠原纖維所必需的。
另一方面，負(fù)責(zé)膠原纖維降解的酶——CTSK，也具有晝夜節(jié)律性的表達(dá)，大約在光照后3小時(shí)達(dá)到高峰。在正常的晝夜節(jié)律下，膠原蛋白每天在夜間分泌組裝，到了白天再慢慢開始降解，維持了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，修復(fù)了日常生活中受到的損傷。
膠原蛋白合成和降解都依賴晝夜節(jié)律
但如果正常的晝夜節(jié)律被打破，問題可就大了。研究人員通過基因敲除選擇性的破壞了小鼠跟腱中的生物鐘。這些小鼠的跟腱里，雖然膠原纖維的體積分?jǐn)?shù)跟正常小鼠無異，但跟腱明顯肥大，輪廓不規(guī)則，機(jī)械強(qiáng)度和彈性也不如正常小鼠。
在Nature Cell Biology配發(fā)的評(píng)論中，華盛頓大學(xué)的Thomas Burris教授表示：“晝夜節(jié)律紊亂與一系列疾病有關(guān)，包括代謝性疾病、心血管疾病和癌癥?？紤]到許多此類疾病與纖維化有關(guān)，膠原纖維內(nèi)穩(wěn)態(tài)的改變也可能是病理學(xué)的一個(gè)組成部分?！?/p>
至于大家最為關(guān)心的皮膚，如果想要膠原滿滿，細(xì)致滑嫩，吹彈可破，吃什么恐怕都不如每天規(guī)律的睡眠有用。
參考文獻(xiàn)：
1。CHANG J， GARVA R， PICKARD A， et al。 Circadian control of the secretory pathway maintains collagen homeostasis[J]。 Nature Cell Biology， 2020。
2。Wickstr?m S A， F?ssler R。 Regulation of membrane traffic by integrin signaling[J]。 Trends in cell biology， 2011， 21（5）： 266-273。
3。Kalson N S， Lu Y， Taylor S H， et al。 A structure-based extracellular matrix expansion mechanism of fibrous tissue growth[J]。 Elife， 2015， 4： e05958。
4。Heinemeier K M， Schjerling P， Heinemeier J， et al。 Lack of tissue renewal in human adult Achilles tendon is revealed by nuclear bomb 14C[J]。 The FASEB Journal， 2013， 27（5）： 2074-2079。
5。Dideriksen K， Sindby A K R， Krogsgaard M， et al。 Effect of acute exercise on patella tendon protein synthesis and gene expression[J]。 Springerplus， 2013， 2（1）： 109。
6。Langberg H， Skovgaard D， Petersen L J， et al。 Type I collagen synthesis and degradation in peritendinous tissue after exercise determined by microdialysis in humans[J]。 The Journal of Physiology， 1999， 521（1）： 299-306。
7。Pedersen B J， Schlemmer A， Rosenquist C， et al。 Circadian rhythm in type I collagen formation in postmenopausal women with and without osteopenia[J]。 Osteoporosis international， 1995， 5（6）： 472-477。
8。Bollen A M， Martin M D， Leroux B G， et al。 Circadian variation in urinary excretion of bone collagen cross‐links[J]。 Journal of Bone and Mineral Research， 1995， 10（12）： 1885-1890。
9。Dudek M， Gossan N， Yang N， et al。 The chondrocyte clock gene Bmal1 controls cartilage homeostasis and integrity[J]。 The Journal of clinical investigation， 2016， 126（1）： 365-376。
10。Dudek M， Yang N， Ruckshanthi J P D， et al。 The intervertebral disc contains intrinsic circadian clocks that are regulated by age and cytokines and linked to degeneration[J]。 Annals of the rheumatic diseases， 2017， 76（3）： 576-584。
本文作者 |孔劭凡
