CN112244278A - 一种改善有机体睡眠的膳食方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善有机体睡眠的膳食方案，通过调整有机体摄入的蛋白质与碳水化合物的质量比在1：(1～8)之间。本发明还公开了一种检测蛋白质和碳水化合的比例对改善有机体睡眠的方法，通过构建睡眠模型；搭建睡眠监测装置；使睡眠模型下的有机体摄入固定蛋白质和碳水化合比例的食物，通过睡眠监测装置监测睡眠情况来检测改善睡眠的情况。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，更具体地，涉及一种改善有机体睡眠的方法及其检测方法。
背景技术
睡眠是人类及其他动物不可或缺的一部分，从某种意义上甚至可以认为睡眠治疗决定着生活的质量，因为它与其他生理现象及代谢过程密切相关。目前市面上依靠药物来改善睡眠容易带来各种副作用以及潜在风险(依赖性和毒副作用)，因此，通过日常生活干预促进睡眠就显得尤为重要，例如通过改变日常饮食中的蛋白质和碳水化合物的比例来改善睡眠就是很好的一个出发点。
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是科学研究的模式生物，其生物学优势不可忽视，如繁殖能力强，有比较复杂的行为能力，且超过80％的人基因有果蝇同源基因，即果蝇和人的基因组是高度保守的。另外，果蝇睡眠在行为表现(如睡眠时间，平均睡眠持续时间等)、药物反应、基因表达等方面都表现出和人类睡眠极大的相似性，并且，在《自然》《科学》等世界顶刊上发表过许多关于睡眠、生物节律领域的重大发现都是从果蝇入手来研究的。
营养几何理论是由澳洲悉尼大学Stephen Simpson教授研究团队率先提出，并且应用于衰老寿命、心脏代谢等多个领域。该理论主要是为了说明了饮食中营养物质之间的相互作用，并绘制不同饮食成分对多种生理和健康指标的影响图。
传统的研究中关于膳食蛋白质和碳水化合物对睡眠影响的观点都不一致，例如有些文章支持吃富含蛋白质的食物可促进睡眠，有些认为则低蛋白高碳水化合物的食物对于睡眠更有利。
其次，传统的促进睡眠的手段中，例如药物治疗，尤其是安眠药等极其容易让人产生依赖性及其它方面的毒副作用；对于中药治疗，尽管毒副作用小，但是药三分毒，仍然是存在潜在的风险。对于一些现代较为流行的通过中医调理即刮痧，针灸等改善睡眠的方式，虽然临床上有一定地疗效，且安全系数相比药物治疗高，但仍然不能保证百分百安全，且治疗成本高，需要专业人员操作等弊端确实是造成睡眠障碍患者依从性低的重要原因。
因此，需要探究一种安全可靠、无毒副作用的方式来改善睡眠。
发明内容
本发明第一个方面的目的，在于提供一种改善有机体睡眠的食物。
本发明第二个方面的目的，在于提供一种改善有机体睡眠的膳食方法。
本发明第三个方面的目的，在于提供一种饮食中蛋白质和碳水化合物的比例在改善有机体睡眠中的应用。
本发明第四个方面的目的，在于提供一种检测蛋白质和碳水化合物的比例对改善有机体睡眠的方法。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面，提供一种改善有机体睡眠的食物，所述食物中蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)。
优选地，所述食物中蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
优选地，根据本发明第一个方面所述的食物，所述有机体为人或果蝇。
更优选地，根据本发明第一个方面所述的食物，所述碳水化合物为蔗糖，所述蛋白质来源于自溶酵母粉。
本发明的第二个方面，提供一种改善有机体睡眠的膳食方法，摄入的蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)。
优选地，根据本发明第二个方面所述的膳食方法，摄入的蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
优选地，根据本发明第二个方面所述的膳食方法，所述有机体为人或果蝇。
本发明的第三个方面，提供一种饮食中蛋白质和碳水化合物的比例在改善有机体睡眠中的应用，所述蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)。
优选地，所述食物中蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
优选地，根据本发明第三个方面所述的应用，所述有机体为人或果蝇。
本发明的第四个方面，提供一种检测蛋白质和碳水化合的比例对改善有机体睡眠的方法，包括以下步骤：
S1.对有机体构建睡眠模型；搭建睡眠监测装置，所述睡眠监测装置用以监测所述有机体的睡眠情况；
S2.对所述有机体喂食具有目标指标比例的食物，所述指标比例指蛋白质和碳水化合物的比例，观察所述睡眠监测装置。
优选地，根据本发明第四个方面所述的方法，所述有机体为人或果蝇。
进一步地，根据本发明第四个方面所述的方法，步骤S1中所述构建睡眠模型的具体方法为：将果蝇饲养的光照周期设为11～13小时光照，11～13小时黑暗。
更进一步地，步骤S1中所述构建睡眠模型的具体方法为：将果蝇饲养的光照周期设为12小时光照，12小时黑暗。
优选地，根据本发明第四个方面所述的方法，所述果蝇饲养的光照周期为早晨至傍晚光照，傍晚至次日早晨黑暗。
更优选地，所述果蝇饲养的光照周期为7:00至18:59为光照，19:00至次日6:59为黑暗。
更优选地，根据本发明第四个方面所述的方法，所述果蝇饲养的环境为温度25±1℃，相对湿度65％±5％。
所述果蝇饲养的培养基的为标准培养基，所述标准培养基的配方为：琼脂10g，酵母粉100g，蔗糖50g，丙酸18ml，尼泊金甲酯36ml，蒸馏水加至1L。
优选采用新孵出1～2天的果蝇，转移到新的正常食物中培养4天，使其充分发育成熟，选用4～7天左右日龄，健康状态良好且同一批次的果蝇。
优选地，步骤S2中所述睡眠监测装置为高通量筛选装置--果蝇睡眠监测系统(Drosophila Activity Monitoring System，DAMS)。
进一步地，所述睡眠监测系统的每个监测管中装有一只果蝇一周的食物。
更进一步地，所述果蝇的食物的配方如下：1％琼脂，0.6％丙酸，1.2％尼泊金甲酯，自溶酵母粉，蔗糖。其中自溶酵母粉(Y)和蔗糖(S)是食物中的蛋白质(P)和碳水化合物(C)主要来源。
具体地，当果蝇静止不动长5于分钟时被定义为果蝇的睡眠。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供一种改善有机体睡眠的膳食方法，从膳食角度出发，探究食物中最佳P:C来改善睡眠，本发明还提供了一种饮食中蛋白质和碳水化合物的质量比在改善睡眠中的应用，同时提供了蛋白质和碳水化合物的比例对改善睡眠的研究方法或检测方法，对各种动物及人类的睡眠行为提供一定的理论依据，对人们日常生活中从膳食比例入手促进睡眠的方式提供一定的理论指导，同时，可以应用于对医药行业及食品界开发促进睡眠的保健品、食品中。
附图说明
图1果蝇睡眠监测系统的监测器。
图2蛋白质和碳水化合物摄入比例对睡眠的影响。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例结合附图详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。
高通量筛选装置--果蝇睡眠监测系统(Drosophila Activity MonitoringSysterm，DAMS)购自美国Trikinetics公司，型号为DAM2。
实施例1
果蝇的准备
按照标准的流程培养扩增大量的该品系果蝇(W1118)。
本实施例所用果蝇品系：W1118(野生型果蝇品系)。
果蝇饲养环境为：温度为25±1℃，相对湿度为65％±5％相对湿度，光照周期为12小时光照:12小时黑暗(12h Light:12h Dark，LD)条件下的标准培养箱中培养。开灯时间(7:00)设定为ZT(Zeitgeber time)0，关灯时间(19:00)设定为ZT12。
上述条件下，在标准培养基中培养，配方为(1L)：琼脂10g，酵母粉100g，蔗糖50g，丙酸18ml，尼泊金甲酯36ml，蒸馏水。
实验果蝇的收集：收集新孵出1-2天的果蝇，转移到新的正常食物中培养4天，使其充分发育成熟，选用4-7天左右日龄，健康状态良好且尽量同一批次的果蝇进行实验。
睡眠装置的准备
采用高通量筛选装置--果蝇睡眠监测系统(DrosophilaActivity MonitoringSysterm，DAMS)，该系统主要包括一个监测器(图1)，及32个单独的监测管，每个管子长65mm，一端用于放置食物，一端为具有透气性的塞子。每个管子里放一只果蝇以及足够1周吃的食物。玻璃管可以插入到一个带有红外线发射源的装置内。每只果蝇在里面来回移动时，通过玻璃管的中间，由于切断红外线柱而被记录。
统一规定：果蝇静止不动长5于分钟时被定义为果蝇的睡眠。具体装置参见附图1。
制作不同的实验食物，这些食物主要由7种P:C的质量比(0:1，1:16，1:8，1:4，1:2，1:1，1.9:1)，每种比例设置4个能量梯度(45g/L，90g/L，180g/L，360g/L)，形成28种不同的饮食环境。
具体地，其28种食物的配方如下：1％琼脂，0.6％丙酸，1.2％尼泊金甲酯，自溶酵母粉，蔗糖；自溶酵母粉(Y)和蔗糖(S)是食物中的蛋白质(P)和碳水化合物(C)主要来源，其中，根据自溶酵母(MP Biomedicals，目录号103304)计算常量营养成分，含45％的蛋白质，24％的碳水化合物(以葡萄糖当量计)，21％的不易消化的纤维，8％的水以及其余2％的脂肪酸，矿物质和维生素。
因此本实施例使用7个Y:S比例是0:1，1:7，1:3.4，1:1.6，1:0.7，1:0.2，1:0，由此产生7个不同的P:C比例，即0:1，1:16，1:8，1:4，1:2，1:1，1.9:1。每个比例下，设置四个浓度梯度，即Y+S浓度分别为45，90，180，360g/L，因此形成28种不同的食物。
食物制作步骤同普通标准培养基的制作步骤。
按照步骤3，一种饮食环境(即一个P:C比例)设置一个监测器，每个监测器对应32个单独的监测管，每个管子放入一只果蝇，其中一端放置食物，另一端塞上透气塞子，放入到恒温恒湿的培养箱中，连接睡眠装置，启动睡眠监测系统，监测果蝇6天的睡眠行为。
数据的分析
收集DAMS系统产生的大量数据，在R(版本3.6.3)中进行整合生成的数据被建模为一个响应面，并使用广义加性建模(Generalized additive modeling，GAM)，使用Lande–Arnold回归分析方法来评估这种非线性响应曲面，这就产生了蛋白质-碳水化合物摄入空间的详细图，并且在图上使得睡眠相关变量的响应面进行回归分析，由此就可以知道睡眠相关指标与蛋白质碳水化合物之间的关系，如附图2所示。
从附图2中可以看出，饮食中的蛋白质摄入高，碳水化合物适中时，有助于睡眠。特别是在P:C比例为1：(1～8)的范围内可以显著提升睡眠比率，当P:C比例为1：(2～4)时，睡眠比率(％)最大(p<0.001)。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改善有机体睡眠的食物，其特征在于，所述食物中蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)；所述有机体优选为人或果蝇。
2.根据权利要求1所述的食物，其特征在于，所述食物中蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
3.一种改善有机体睡眠的膳食方法，其特征在于，摄入的蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)；所述有机体优选为人或果蝇。
4.根据权利要求3所述的膳食方法，其特征在于，摄入的蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
5.一种饮食中蛋白质和碳水化合物的比例在改善有机体睡眠中的应用，其特征在于，所述蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(1～8)；所述有机体优选为人或果蝇。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述蛋白质与碳水化合物的质量比为1：(2～4)。
7.一种检测蛋白质和碳水化合的比例对改善有机体睡眠的方法，包括以下步骤：
S1.对有机体构建睡眠模型；搭建睡眠监测装置，所述睡眠监测装置用以监测所述有机体的睡眠情况；
S2.对所述有机体喂食具有目标指标比例的食物，所述指标比例指蛋白质和碳水化合物的比例，观察所述睡眠监测装置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机体为人或果蝇。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述构建睡眠模型的具体方法为：将果蝇饲养的光照周期设为12小时光照，12小时黑暗。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述睡眠监测装置为高通量筛选装置--果蝇睡眠监测系统。
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| US20060140974A1 (en) * | 2001-02-27 | 2006-06-29 | Choe Yun S | Method for selectively inhibiting reuptake of serotonin and norepinephrine using yeast extract |
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| WO2020126536A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Societe Des Produits Nestle S.A. | Nutritional composition for inducing a feeling of satiety, a better sleep and/or limiting nocturnal awaking in infants or young children |
-
2020
- 2020-09-03 CN CN202010916461.9A patent/CN112244278A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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