昼夜节律又称近日节律，是指生命活动以24小时左右为周期的变动。发光菌的发光，植物的光合作用，动物的摄食、躯体活动、睡眠和觉醒等行为都显示出昼夜节律。人体生理功能、学习与记忆能力、情绪、工作效率等也有明显的昼夜节律波动。昼夜节律与人类的活动关系密切，当生理节律遭扰乱，会导致食欲下降、工作效率降低、事故增多，甚至于施用药物时间不同，疗效也不相同。

长期从事国际旅行和夜班工作的人可能会付出代价，比如更容易得糖尿病、肥胖、心脏病和癌症。之前有很多学说解释这种现象，现在科学家开始考虑肠道菌群的昼夜节律被打破对这些身体紊乱的影响。

最近几年，关于肠道菌群和健康之间的关系受到极大重视，虽然研究发现，昼夜节律打破会导致肠道菌群发生改变与某些疾病的发生存在联系，但是这些联系的具体细节并不十分清楚。最近，以色列魏茨曼科学研究所菌群和免疫学家Eran Elinav考虑是否菌群自身的昼夜节律紊乱和这些疾病存在必然联系。

为了研究这个假说，他和同事对保持正常昼夜节律的小鼠粪便菌群进行了分析，样本每6小时采集一次，连续8次。结果发现，高达60%的肠道细菌类型绝对和相对比例都存在昼夜节律波动。小鼠是夜间活动的动物，夜间小鼠肠道菌群忙于消化营养、修复自身DNA、繁殖速度加快，从肠道菌群的基因活跃程度可以显出这些变化特征。白天的时候，小鼠肠道菌群用于解毒、感受周围各类物质成分和制造鞭毛等提高细菌运动能力的基因更加活跃。这说明肠道菌群在日夜活动的方式完全不同。

当小鼠的昼夜节律被打破，肠道菌群则无法表现出上述昼夜节律现象。这说明宿主的昼夜节律能控制和影响肠道菌群的节律。如果将这些昼夜节律被打破的动物肠道菌群移植给健康小鼠，这些细菌在一周内可以恢复到健康的节律。

这一研究结果在线发表在《细胞》杂志上。过去研究发现，蓝藻菌对光照可显出节律改变，光照可以提高这种细菌的光合作用。但是肠道菌群处于没有光线的肠道，不可能直接感受到光线的改变，估计应该是来自宿主的间接影响。

正常动物和昼夜节律紊乱的动物之间，其主要区别是吃饭的时间点，正常小鼠主要在夜间吃饭，因为它们属于夜间活动动物，昼夜节律紊乱的动物几乎连续不断吃东西，因此吃饭时间可能是重要影响信号。如果强制动物改变饮食习惯，例如只在白天给饲料，动物细菌数量类型和活动方式也随之而改变，科学家发现，这些昼夜节律被打破的动物容易发生肥胖和代谢紊乱，如胰岛素抵抗等。联想到人类昼夜节律紊乱时，也容易在夜间吃东西，科学家推测这些饮食习惯可能是因为胃肠菌群的节律被打破，或者说他们之所以吃夜宵是因为细菌让他们这么做的。

细菌并不是故事的全部，睡眠和饮食节律被打破也对疾病的发生有贡献，这可能与应激激素和胰岛素分泌过度增加有关。科罗拉多大学微生物学家RobKnight说，虽然这一研究并不完善，研究的亮点是最后部分提供了细菌的节律变化和疾病关系的强大证据，通过对来自两组人群的粪便进行分析，一是正常生活节律，二是反复来往美国和以色列的人，结果发现在时差发生前、中和后，这些受试者的肠道菌群变化特征非常类似于动物实验的结果，倒时差过程中的人，肠道菌群发生类似肥胖和糖尿病患者特征的改变。不过一旦倒时差结束或返回原来环境，细菌的波动特征也恢复正常。

更有价值的研究是将倒时差过程中受试者的粪便给健康小鼠移植，这些小鼠体重会增加，血糖和体脂肪都高于对照组(同一受试者正常节律粪便移植动物)。

从这个研究中，似乎可以推测，在倒时差过程中，尽量不要随便吃东西。但是或许可以用一些改善手段，例如服用褪黑素纠正时差紊乱，看是否能促进菌群波动的恢复速度。这个研究中关于细菌昼夜节律的现象十分有意思。
（文/孙学军 第二军医大学海军医学系航空医学教授）