的摄入量l在现实生活中，睡前服用-丝氨酸可以防止昼夜节律期的延迟

背景

在使用人类受试者的实验室实验中已经表明，摄入非必需氨基酸l-丝氨酸增强了由第二天早晨光照引起的昼夜节律期提前。在本研究中，我们测试了摄入的效果l-睡前丝氨酸生理期在现实生活中，其效果是否取决于最初的昼夜节律阶段。

方法

研究对象是33名健康的男女大学生，他们被分为两组l-丝氨酸基(n= 16)和安慰剂组(n= 17)。本研究采用秋季和冬季双盲法进行。在1周的基线期后，受试者服用3.0克l睡前30分钟服用-丝氨酸或安慰剂，持续2周。每周在家中收集两次唾液，在习惯就寝后20:00至1小时的昏暗灯光下，每小时收集一次唾液。暗光褪黑素发作(DLMO)作为昼夜节律的阶段性指标。

结果

干预后的DLMO与安慰剂组的基线DLMO相比显著延迟(p= 0.02)，但在l丝氨酸。两组间DLMO变化量有显著差异(p= 0.04)。干预后，两组人的睡眠习惯没有明显变化。干预前DLMO与DLMO进展有显著正相关l-丝氨酸基(r= 0.53,p< 0.05)，安慰剂组(r= 0.69,p< 0.01)。两组回归线斜率差异无统计学意义(p= 0.71)，但截距在l-丝氨酸组显著高于安慰剂组(p< 0.01)。两组之间的光照水平没有显著差异。

结论

我们的研究结果表明，摄入l在现实世界中，连续多天睡前服用-丝氨酸可能会减弱昼夜节律阶段的延迟，而且这种影响并不取决于最初的昼夜节律阶段。

试验注册

本研究在日本大学医院医疗信息网注册(UMIN000024435)。2016年10月17日注册)。

人体昼夜节律的固有周期大于24小时，晨光在将昼夜节律重置为24小时中起着重要作用[1，2］．另一方面，夜间人工照明产生的光线会通过非视觉效果导致睡眠时间和昼夜节律阶段的延迟[3.，4，5］．在现代社会，夜间使用数字媒体也会导致昼夜节律延迟。6，7]和夜班[8］．由于这些因素导致的昼夜节律紊乱会导致各种负面健康后果，包括失眠、情绪障碍、肥胖和2型糖尿病，因此需要一些对策[8，9］．

l-丝氨酸是人体合成的一种非必需氨基酸。它也是合成其他氨基酸的前体，包括光学异构体d -丝氨酸和甘氨酸，以及脂类和核苷酸[10]并在调节神经胶质细胞的营养供应中发挥作用[11，12］．此外，最近的研究表明l-丝氨酸参与改善抑郁症[13]、阿尔茨海默病[14),而肌萎缩性侧索硬化症［15］．这些研究都表明l-丝氨酸生物合成和外源性摄入对生物功能很重要。此外，之前的一项研究通过手腕活动记录仪和自我报告问卷来评估睡眠质量l-丝氨酸的使用改善了睡眠的主观感觉，并倾向于减少夜间醒来的次数在人类［16］．

在之前的研究中，睡眠质量的改善可能是由于维生素d的贡献l-丝氨酸到昼夜夹带。我们之前的研究[17使用老鼠和健康的人类受试者显示给药后光照l-丝氨酸影响昼夜节律的相移。在使用小鼠的实验中，我们发现给药小鼠的光诱导轮跑相移l-丝氨酸含量高于给水的小鼠。

在一个双盲交叉测试中，有21名受试者，受试者只摄入了l-丝氨酸(3.0 g)在早晨明亮的光线照射下(2000 lx, 90 min)与安慰剂条件下的受试者相比，显示出明显的昼夜节律相位提前。我们实验室研究的结果表明l-丝氨酸可能有促进人类光诱导的昼夜周期提前的潜力。然而，目前尚不清楚在现实生活中是否能得到同样的结果。

因此，在本研究中，我们调查了是否l-在现实生活中，睡前摄入丝氨酸会促进昼夜节律的提前。因为在现实生活中，人类的昼夜节律阶段存在很大的个体差异[18，19]，我们还研究了l-丝氨酸取决于个体的初始阶段。

参与者和方案

本研究于10月和12月在日本(福冈市)进行。33名健康的大学生参与了这项研究。在实验期间，所有受试者均不从事倒班或夜班工作。我们证实，所有受试者的褪黑素分泌都在正常就寝前开始。受试者被分为两组:安慰剂组(13名男性和4名女性，22.1±2.5岁)和对照组l-丝氨酸组(男10名，女6名，年龄21.3±1.9岁)。表格1显示各组受试者的特征。所有的研究对象都是居住在日本福冈市的亚洲人。时间类型由日本版的“早-晚问卷”(MEQ)确定[20.，21］．两组之间在性别比例、年龄或睡眠类型上没有显著差异。此外，受试者在日文版的慕尼黑睡眠类型问卷(MCTQ)上回答了他们的睡眠习惯[22上学日和休息日。两组之间在睡眠习惯的所有参数上没有发现显著差异。本研究经九州大学伦理委员会批准进行。受试者得到口头和书面解释，并获得参与研究的书面同意。

实验采用双盲法进行。实验包括1周的基线期和2周的干预期。干预开始后，各组受试者进食l-丝氨酸(3.0 g)或安慰剂(海藻糖，3.0 g)，每天睡前30分钟溶解在100毫升水中。摄入剂量与先前研究中使用的剂量相同[16，17］．在实验过程中，受试者被要求保持他们习惯性的睡眠-觉醒时间表。禁止过量饮酒和服用安眠药。受试者被要求记录他们的睡眠日记，并佩戴腕部活动记录仪(MotionWatch 8, CamNtech, Cambridge, UK) 24小时，以确定他们的每日睡眠-觉醒时间表和每日光照。对光照的平均照度进行对数变换，并计算干预前和干预期间平均清醒时间后5小时和平均就寝时间前5小时的光照照度。

每位受试者每周在家收集两次用于褪黑素检测的唾液样本(周四和周日)。在采集唾液的当天，受试者被禁止摄入咖啡因和进行剧烈运动。在家中昏暗的灯光下，从20:00到每位受试者就寝时间，每小时用棉签(Salivatte®Sarstedt，德国)收集唾液样本。受试者被指示从19:30开始在房间内使用白炽灯作为间接照明，使光线暗淡(MotionWatch8测量值< 15 lx)。受试者还被要求在采集唾液后立即给实验者发短信。

通过放射免疫分析法定量唾液中的褪黑素浓度(Buhlmann, RK-DSM2，瑞士)。暗光褪黑素发作(DLMO)，一种可靠的昼夜节律相位标记[23，24]，由褪黑素浓度增加并保持在3.0 pg/mL阈值以上前后的时间点线性插值确定[25］．

统计分析

一名睡眠/觉醒时间不规律的受试者被排除在分析之外。即使在排除后，两组在性别比例、年龄、睡眠类型或睡眠习惯方面仍然没有显著差异。另一名受试者在白天佩戴活动描记仪的时间过短，无法准确测定光照，也被排除在分析之外。

在统计分析中，有两面，韦尔奇的t比较两组患者的睡眠习惯、DLMO、DLMO提前量、光照情况。双面配对t测试用于调查各组睡眠习惯和DLMO的变化。当Mauchly球度试验显著时，进行温室-盖瑟校正。采用Pearson相关检验评估各组干预前DLMO与DLMO进展之间的关系。然后，采用通用线性模型(GLM)比较两组回归线的斜率和截距。一个p值小于0.05为有统计学意义。采用SPSS软件进行统计学分析。25 (ibm, ny, usa)。

在就寝时间上没有显著差异(p= 0.47)，唤醒时间(p= 0.55)，卧床时间(p= 0.98)， DLMO (p= 0.26)2和无花果。1)．干预前后发现安慰剂组DLMO有显著差异，但在对照组无显著差异l-丝氨酸组(表2)．安慰剂组的DLMO在干预后显著延迟(t=−2.59，p< 0.05)。干预后，两组人的睡眠测量没有明显变化。

干预后比较安慰剂组和对照组的变化程度l-丝氨酸组(表3.)．发现两组间DLMO变化有显著差异(安慰剂<l丝氨酸,t=−2.14，p= 0.043.和无花果。2)．

数字3.显示了平均光照的结果。干预前清醒时间后无显著差异(p= 0.89)，在干预期间清醒时间后(p= 0.84)，睡前干预前(p= 0.90)，以及在干预期间就寝前(p= 0.58)。

数字4为干预前DLMO与DLMO进展的关系。干预前DLMO与DLMO的进展有显著正相关l-丝氨酸基(r= 0.53,p< 0.05)，安慰剂组(r= 0.69,p< 0.01)。

以分组为因变量，干预前DLMO为受试者间因子的GLM检验干预前DLMO的独立性。各组的主要影响无统计学意义(p= 0.26)，证实干预前DLMO的独立性。以DLMO进展为因变量，以分组为受试者间因素，以干预前DLMO为协变量比较回归线的斜率。干预前各组与DLMO的相互作用无统计学意义(p= 0.71)。因此，证实回归线的斜率没有显著差异。采用组间无交互作用的GLM和干预前的DLMO检验回归的显著性，并比较回归线的截距。干预前DLMO的效果有统计学意义(p< 0.001)，回归显著性得到证实。此外，组的主效应有统计学意义(η_p²= 0.30,p< 0.01)。这意味着回归线的截距在l-丝氨酸组显著高于安慰剂组。

在这项研究中，在安慰剂组中证实了DLMO的显著延迟，而在对照组中则没有l丝氨酸。此外，两组间DLMO变化量有显著差异。但考虑到两组间在性别、年龄、MEQ评分、干预前DLMO结果和睡眠习惯等方面均无显著差异，很难解释是该组的特点导致了安慰剂组的相位延迟结果。此外，就寝前和醒来后的每日光照量，被认为会影响DLMO偏移的结果，在两组之间没有显著差异。

在目前的研究中，我们证明了这一点l-丝氨酸对昼夜节律延迟有预防作用。然而，与我们之前研究中进行的实验室实验不同的是[17]，未观察到明显的昼夜节律相位提前l-睡前摄入丝氨酸。一个可能的原因可能是实验室和现场实验的光环境不同。在实验室实验中，晚上的灯光(从下午6点到就寝时间)是昏暗的灯光(< 15 lx)，而在野外实验中，受试者暴露在人工照明的夜间灯光下，只有在采集唾液样本以测量褪黑素的日子除外。众所周知，在现实生活中，夜间的人工照明会推迟昼夜节律的阶段。26，27］．换句话说，本研究中相位提前的缺失可能已经被夜间光照导致的相位延迟所抵消。

因此，如果在日常生活中不能避免夜间灯光的影响，就会增加l-丝氨酸摄入可能是诱导实验室实验中观察到的相位提前的一种可能方式[17］．然而，虽然观察到剂量-反应关系的影响l-丝氨酸在以前的动物研究中[17]，并没有对人类摄入增加的影响进行比较。例如，ALS患者接受了l-丝氨酸，每日两次，剂量达15克，持续6个月，未观察到严重不良反应，一般认为该药是安全的[15］．自l-丝氨酸被美国食品和药物管理局(FDA)“普遍认为是安全的”，未来应该进行实地研究，以检查增加剂量的影响l-丝氨酸对昼夜节律相位提前的影响。

除了饮食行为外，运动习惯也有可能影响光诱导的昼夜相移[28］．在许多研究中，身体活动水平是通过使用手腕加速度计来测量的[29，30.］．但在本研究中，腕表加速度计数据的测量主要是为了确定受试者每天的睡眠-觉醒时间和每日光照情况，我们指导受试者在剧烈运动时取下腕表以避免设备损坏。确定光暴露和身体活动之间的相互作用，包括日常生活中昼夜相移的时间和强度，将具有挑战性，但预计将在未来的研究中完成。

我们没有预料到在安慰剂组中观察到DLMO的延迟。这一结果意味着，在安慰剂组中，昼夜节律的阶段被推迟了，这可能有几个原因。首先，在本实验进行的10月至12月期间，北半球日出时间变晚，日照量比夏季少。众所周知，阳光的明暗周期是昼夜节律最强的授时因子，晨光对重置人类的昼夜节律周期很重要，因为人类的昼夜节律周期本质上长于24小时。1］．一些研究表明，北半球国家冬季的昼夜节律阶段比夏季晚[31，32，33］．接下来，本研究的受试者是健康的大学生。从生理和社交角度来看，大学生一般都是夜猫子。34，35]并且在早晨接触的光线相对较少，而在当天晚些时候接触的光线在强度和持续时间方面都较多[36，37］．这些因素可能影响了日常生活中昼夜节律相位的易延迟性。

在这项研究中，海藻糖被用作安慰剂。尽管动物研究表明海藻糖对神经退行性疾病如亨廷顿舞蹈症有影响[38]、阿尔茨海默病[39]和渐冻症[40]，目前还没有研究在动物和人类中研究海藻糖摄入与昼夜节律之间的关系。另一方面，据报道，碳水化合物摄入量通过血糖水平与人类的睡眠和昼夜节律有关。41，42］．此外，动物研究表明，胰岛素直接影响外周生物钟[43，44］．尽管海藻糖会转化为葡萄糖并增加胰岛素浓度[45]，本研究中海藻糖作为安慰剂的剂量(3.0 g)非常小，其对葡萄糖和胰岛素浓度的影响可能有限。因此，安慰剂直接影响昼夜节律延迟的可能性可以忽略不计。然而，由于我们在本实验中没有检查或控制受试者的日常饮食，我们不能排除两组之间饮食行为的差异可能会影响结果。

在本研究中，干预前DLMO的回归系数对DLMO的推进量有显著意义。两组患者DLMO的进展与干预前DLMO之间存在显著正相关。说明DLMO越晚，后续DLMO推进越大。一个可能的原因是昼夜节律相位和睡眠时间之间的相位角影响了昼夜节律相移的量。当睡眠时间主要与社会因素有关时，晚的昼夜节律会导致相位角短。若相位角较短，则相位响应曲线(PRC) DLMO周围的相位延迟区[46，47]被睡眠所掩盖。据认为，此后昼夜节律阶段趋于提前。

另一方面，干预组对干预前DLMO的影响不显著，两组干预前DLMO无差异，干预前DLMO不依赖于组。两组回归线斜率的一致性也被显示出来。此外，两组回归线截距有显著差异。这些结果表明，DLMO在各阶段均有较好的进展l-丝氨酸组在本研究中确诊的DLMO各范围均大于安慰剂组。事实上，效果l-丝氨酸被证实与受试者的昼夜周期无关意味着l-丝氨酸可能对不同时间类型的人有用。

近年来，社会时差与健康关系的研究备受关注[48］．在本研究中，没有评估社会时差的影响，因为受试者的平均社会时差小于1小时(表2)1)．这种小的社交时差可能与大学生工作日生活中较少的社交限制有关。然而，众所周知，社交时差在夜间睡眠类型的人身上表现得更明显。49]而由于周末恢复睡眠而失去晨光照射会导致昼夜节律阶段的延迟[50］．的影响l-丝氨酸在社会时差较大的人群中的作用应在未来的研究中进行检查。

的影响l-丝氨酸在秋冬实验中得到了证实，但有必要考虑其效果的季节差异l-丝氨酸，考虑到不同季节白天日照的长度和数量。然而，考虑到季节性情绪障碍[51]，这被认为与昼夜节律障碍有关，很可能在本研究进行期间发展，并考虑到一项研究的结果表明l-丝氨酸增强了光照对季节性情感障碍小鼠模型的抗抑郁作用[52的影响l在本研究中证实的-丝氨酸对人类光诱导的昼夜节律期提前的影响是一个值得注意的发现。这项研究是在健康受试者中进行的，并且有效性l-丝氨酸在昼夜节律紊乱患者和季节性情感障碍患者也应检查。

最后，虽然机制由l-丝氨酸对光诱导的昼夜节律相位变化的影响尚不清楚，我们之前在小鼠身上的研究(CBA/N)表明，光照后l-丝氨酸摄入改变了视交叉上核(SCN)中时钟基因的长期表达模式[17］．作为一种可能的机制，我们专注于MNDA受体，它被认为在SCN的光信号传导中起主要作用[53］．然而，由于有效性l-丝氨酸没有被NMDA受体的拮抗剂MK801阻断，我们认为该受体没有参与[17］．另一方面，我们发现GABA的拮抗剂_一个受体完全阻断了药效l丝氨酸。换句话说，l-丝氨酸被认为通过激活GABA来影响昼夜节律阶段_一个受体。这与之前的一项研究结果相一致，该研究表明，茶的镇静和催眠作用l-丝氨酸由GABA介导_一个受体(54］．伽马氨基丁酸_一个也在SCN的生物钟功能中发挥重要作用[55］．因此，光诱导相位提前l-丝氨酸可能通过gaba能系统参与昼夜节律的相位转移。此外,l-丝氨酸不影响SCN中光诱导的c-fos、Per1和Per2的表达，但改变了Per2和Bmal1的长期表达[17］．这些结果表明l-丝氨酸发生在SCN外区域，通过转录后过程将信息传递到SCN。然而，考虑到光的作用机制可能因物种而异[17，目前尚不清楚同样的作用机制是否也适用于人类。此外，根据目前实地研究的结果来引用机理也有局限性。

本研究结果表明，外源性摄入l连续多天睡前服用-丝氨酸可能会增强早晨光照下的昼夜节律期提前，抑制昼夜节律期延迟。结果还表明l-丝氨酸不依赖于最初的昼夜节律阶段。l-在就寝前摄入丝氨酸有望有助于防止各种时间类型的人在现实生活条件下昼夜节律的延迟。

我们要感谢Kota Takeoka先生对我们实验的支持。

这项工作得到了JSPS KAKENHI授权号16K21225的支持。

数据和材料的可用性

由于隐私政策，本研究中分析的数据集不是公开的，但在合理的要求下，通信作者可以提供。

作者及隶属关系

1. 九州大学综合前沿科学研究生院感性科学系，日本福冈南区盐巴鲁4-9-1,815-8540

   Michihiro大桥

2. 日本科学促进会研究员，日本福冈南区盐巴鲁4-9-1，邮编815-8540

   大桥Michihiro & Eto Taisuke

3. 北海道大学工学院环境工效学实验室，日本北海道札幌北田区北13，西8,060-8628

   Sang-il李

4. 九州大学设计学院人文科学系，日本福冈南区盐巴鲁4-9-1,815-8540

   江藤泰介和higigekazu Higuchi

5. 日本神奈川横滨Totsuka-ku Kamishinano, FANCL Co.研究所，12-13，神奈川，244-0806

   鸟津伸夫，塔水千惠，松冈小百合

6. 九州大学农学院代谢与行为调控实验室，日本福冈西区元图卡744号，819-0395

   Shinobu福田

贡献

SL、NU、CT、SM和SH参与了实验设计。MO和SL进行实验。MO和SL对数据进行了分析。MO在SL, TE, NU, CT, SM, SY, SH的建议下完成了手稿的撰写，所有作者都参与了手稿的讨论和准备，并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到Shigekazu Higuchi．

伦理批准并同意参与

该研究由九州大学伦理委员会批准(批准号228)。所有参与者均获得书面知情同意。

发表同意书

不适用

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

出版商的注意

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