时间营养在通过饮食模式和生物活性成分控制昼夜节律的能力这方面具有巨大的前景。丁酸盐是一种由肠道微生物群从纤维中产生的生物活性成分，可以改变昼夜节律、炎症和免疫系统调节 (1)。
微生物群在调节各种身体过程（如消化、新陈代谢、免疫功能、肠道健康、行为和大脑功能）方面发挥着至关重要的作用。有趣的是，肠道微生物群还会影响人体的昼夜节律，表现出昼夜组成和功能的变化，从而影响不同组织的昼夜节律。这些微生物节律受食物摄入和饮食成分控制，影响与人体昼夜节律相一致的关键代谢过程 (1)。
昼夜节律紊乱（例如睡眠障碍）会导致肠道微生物群失衡，进而影响新陈代谢并增加肥胖和代谢紊乱的风险。微生物代谢物（如由膳食纤维发酵产生的短链脂肪酸）也会影响昼夜节律。例如，丁酸会影响昼夜节律基因，显示饮食和微生物群产生的化合物如何影响人体内部时钟（1-2）。
昼夜节律时钟和新陈代谢是相互关联的，中枢和肝脏昼夜节律时钟根据昼夜和睡眠-觉醒周期协调代谢活动。一项研究表明，肠道微生物群在维持宿主昼夜节律方面起着关键作用。尽管昼夜信号持续存在，但喂食低脂或高脂饮食的无菌小鼠的中枢和肝脏昼夜节律基因表达明显受损，并且与在高脂饮食下体重增加的传统饲养小鼠相比，体重没有增加。对传统饲养小鼠的肠道微生物群进行检查发现，微生物结构和功能的昼夜变化取决于饮食成分。此外，低脂或高脂喂养诱导的特定微生物代谢物，特别是短链脂肪酸（例如丁酸），直接调节肝细胞内的昼夜节律基因表达 (2)。
这些发现表明，高脂饮食会扰乱肠道微生物的日常模式。肠道来源的物质会影响人体的昼夜节律和代谢过程，破坏宿主与微生物之间的昼夜节律平衡，导致西化饮食引起的肥胖（2）。
在一项随机安慰剂对照试验中，36 名活动性溃疡性结肠炎患者被随机分为丁酸钠（600 mg/kg）或安慰剂组，持续 12 周。在本研究中，分别在干预前后通过匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）和炎症性肠病问卷-9（IBDQ-9）评估昼夜节律基因（CRY1、CRY2、PER1、PER2、BMAl1 和 CLOCK）的表达、炎症（粪便钙卫蛋白和血清高敏 C 反应蛋白 (hs-CRP) 水平）、睡眠和生活质量（3）。
结果表明，与安慰剂相比，丁酸钠补充剂显著降低了钙卫蛋白（-133.82±155.62 vs. 51.58±95.57，p < 0.001）和 hs-CRP（-0.36（-1.57，-0.05）vs. 0.48（-0.09-4.77），p < 0.001）的水平，并上调了 CRY1（2.22±1.59 vs. 0.63±0.49，p < 0.001）、CRY2（2.15±1.26 vs. 0.93±0.80，p = 0.001）、PER1（1.86±1.77 vs. 0.65±0.48，p = 0.005）、BMAL1 （1.85 ± 0.97 vs. 0.86 ± 0.63，p= 0.003）。丁酸钠可改善睡眠质量（PSQI 评分：-2.94 ± 3.50 vs. 1.16 ± 3.61，p < 0.001）和生活质量（IBDQ-9：17.00 ± 11.36 vs. -3.50 ± 6.87，p < 0.001）（3）。
钙卫蛋白是一种存在于粪便中的蛋白质，用于帮助诊断和治疗胃肠道炎症。C 反应蛋白 (CRP) 是一种由肝脏产生的蛋白质。当身体出现炎症时，CRP 水平会升高。高敏 C 反应蛋白 (hs-CRP) 测试比标准 C 反应蛋白测试更敏感。 hs-CRP 测试有助于显示患冠状动脉疾病和心脏病的风险 (3)。
这些结果表明，丁酸盐补充剂可能是一种有效的辅助治疗，可减少炎症生物标志物、上调昼夜节律基因、改善睡眠质量和生活质量 (3)。
丁酸盐是由肠道细菌从纤维中产生的化合物，会影响昼夜节律、炎症和免疫系统。研究表明，肠道微生物群在调节消化、新陈代谢甚至大脑功能等身体过程方面发挥着关键作用，同时也影响身体的昼夜节律。这些节律的紊乱，如睡眠障碍，会导致肠道失衡，影响新陈代谢并增加肥胖风险。
丁酸盐会影响昼夜节律基因，研究表明富含纤维的饮食有助于恢复昼夜节律平衡。在一项涉及溃疡性结肠炎患者的试验中，丁酸钠补充剂改善了炎症标志物、上调了昼夜节律基因，并提高了睡眠质量和整体生活质量。这些发现表明，丁酸盐可以作为减少炎症和促进健康昼夜节律功能的有效治疗方法。
参考文献：
1. Dufoo-Hurtado E, Wall-Medrano A, Campos-Vega R. Naturally-derived chronobiotics in chrononutrition. Trends Food Sci Technol. 2020;95:173–82. doi: 10.1016/j.tifs.2019.11.020.
2. Leone V, Gibbons SM, Martinez K, Hutchison AL, Huang EY, Cham CM, Pierre JF, Heneghan AF, Nadimpalli A, Hubert N, Zale E, Wang Y, Huang Y, Theriault B, Dinner AR, Musch MW, Kudsk KA, Prendergast BJ, Gilbert JA, Chang EB. Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism. Cell Host Microbe. 2015 May 13;17(5):681-9. doi: 10.1016/j.chom.2015.03.006. Epub 2015 Apr 16. PMID: 25891358; PMCID: PMC4433408.
3. Firoozi D, Masoumi SJ, Mohammad-Kazem Hosseini Asl S, Labbe A, Razeghian-Jahromi I, Fararouei M, Lankarani KB, Dara M. Effects of short-chain fatty acid-butyrate supplementation on expression of circadian-clock genes, sleep quality, and inflammation in patients with active ulcerative colitis: a double-blind randomized controlled trial. Lipids Health Dis. 2024 Jul 13;23(1):216. doi: 10.1186/s12944-024-02203-z. PMID: 39003477; PMCID: PMC11245831.
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