熬夜毁胶原蛋白！破坏昼夜节律导致胶原蛋白合成受阻
2020年01月09日 09:00 来源：奇点网还在炖猪蹄煮阿胶补充胶原蛋白吗？不如来早睡早起保持规律的生活节奏。
近日，英国曼彻斯特大学的Joan Chang、Qing Jun Meng和 Karl Kadler等研究发现，胶原蛋白的合成、分泌和降解，都依赖于昼夜节律。破坏昼夜节律会让胶原蛋白纤维堆积，结构紊乱，弹性和强度大大下降。这一研究发表在Nature Cell Biology上。
所以说，要想皮肤胶原满满，紧致有弹性，还是要保持良好的作息习惯。
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通讯作者Qing Jun Meng（右）和 Karl Kadler（左）（来自research.manchester.ac.uk）
胶原蛋白这个概念，被各种美容产品炒上了天，跟皮肤的好坏深深绑定在了一起。不过要是以为胶原蛋白只是跟“脸”有关，那可就大错特错了。
要知道，人体里按重量算，差不多有三分之一是各种胶原蛋白。除了让皮肤光滑紧致外，肌腱、骨骼等结构也有胶原蛋白的大量参与，整合素等等生物大分子要附着在胶原蛋白纤维上发挥作用。可以说，人体的生长发育，处处都离不开胶原蛋白。
胶原蛋白从胚胎时就开始产生，更新很慢，甚至曾被人们认为是静态的，永不更新的，只会损伤一点没一点。不过生命体里的东西，总会有新陈代谢。实际上，成纤维细胞在机械刺激下会合成分泌胶原蛋白。运动后，组织液中的胶原蛋白前体PC-Ⅰ水平也会升高。
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成纤维细胞和其分泌的胶原蛋白
而且胶原蛋白的合成和分解，似乎还很有规律。有研究发现，血液中胶原蛋白合成和降解的标志物浓度，都存在昼夜节律。而在主要由胶原构成的软骨组织中，特异性破坏掉生物钟，可以导致关节软骨的进行性退化和椎间盘纤维化。
也就是说，胶原蛋白的合成和分解，很可能也和昼夜节律有关。研究人员对其中的机制进行了研究。
在电子显微镜下，研究人员发现，一天中的不同时间点上，小鼠跟腱里的胶原蛋白纤维的直径分布有很大不同：
直径在75nm以下的D1类胶原纤维和75~150nm的D2类胶原纤维数量，大约在每天开始光照后7小时左右达到高峰，进入黑暗后4小时左右到达低谷。而直径大于150nm的D3类纤维与之相反，大约在每天开始光照后7小时左右达到低谷，进入黑暗后4小时左右到达高峰。
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D1、D2与D3纤维具有相反的昼夜节律
基因层面上，研究人员发现，在一个昼夜周期中，SEC61、TANGO1、PDE4D和VPS33B这四种蛋白会依次表达。
其中，SEC61是一个转座子，负责调控基因表达。而剩下的三个，TANGO1负责内质网中分泌蛋白的“装车”，PDE4D与胶原蛋白的转运有关，而VPS33B负责胶原蛋白的翻译后修饰。它们的依次表达，也正对应着胶原蛋白从内质网出来，经过修饰，最终分泌的过程，是组装胶原纤维所必需的。
另一方面，负责胶原纤维降解的酶——CTSK，也具有昼夜节律性的表达，大约在光照后3小时达到高峰。在正常的昼夜节律下，胶原蛋白每天在夜间分泌组装，到了白天再慢慢开始降解，维持了一个动态平衡，修复了日常生活中受到的损伤。
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胶原蛋白合成和降解都依赖昼夜节律
但如果正常的昼夜节律被打破，问题可就大了。研究人员通过基因敲除选择性的破坏了小鼠跟腱中的生物钟。这些小鼠的跟腱里，虽然胶原纤维的体积分数跟正常小鼠无异，但跟腱明显肥大，轮廓不规则，机械强度和弹性也不如正常小鼠。
在Nature Cell Biology配发的评论中，华盛顿大学的Thomas Burris教授表示：“昼夜节律紊乱与一系列疾病有关，包括代谢性疾病、心血管疾病和癌症。考虑到许多此类疾病与纤维化有关，胶原纤维内稳态的改变也可能是病理学的一个组成部分。”
至于大家最为关心的皮肤，如果想要胶原满满，细致滑嫩，吹弹可破，吃什么恐怕都不如每天规律的睡眠有用。
参考文献：
1。 CHANG J， GARVA R， PICKARD A， et al。 Circadian control of the secretory pathway maintains collagen homeostasis。 Nature Cell Biology， 2020。
2。 Wickström S A， Fässler R。 Regulation of membrane traffic by integrin signaling。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 Annals of the rheumatic diseases， 2017， 76（3）： 576-584。
本文作者 | 孔劭凡
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