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宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的微生物学助理教授
克里斯托夫·塞伊斯年轻时在特拉维夫著名的魏茨曼科学研究所的埃兰·埃利纳夫实验室工作，当时他发现人类和老鼠的微生态系统并不是昼夜不变的。相反，他发现其组成、功能，以及与机体之间的相互作用都有一个24小时的变化周期
。这些波动受到进餐时间和所吃食物的影响，也受颅内视交叉上核（SCN）的影响。视交叉上核是位于下丘脑前部的一个微小区域，起着闹钟或起搏器的作用，驱动着我们的昼夜节律，也就是包括睡眠觉醒周期在内的人体日常活动周期。
昼夜节律来源于视交叉上核输入和输出的信号，是体内其他系统与视交叉上核复杂相互作用的结果。这个区域的神经细胞活动在昼夜之间波动，进而改变了神经元和激素的活跃状态，这些神经元和激素调节着许多不同的身体功能，包括肠道和微生物组。此外，与大多数复杂网络一样，视交叉上核和肠道之间的通信是循环的，由多个反馈环路组成。信号进入大脑，然后返回到肠道和微生物组，使得微生物功能发生改变，然后再次反馈到大脑。一般这个通道上的所有信息交流都会随时通知肝脏。当人们改变睡眠或饮食方式的时候，可能造成肠道菌群的节律性紊乱，从而使人们更容易罹患多种疾病，特别是代谢综合征。
为了研究肠道菌群在调节这些波动中的作用，塞伊斯给小鼠施用抗生素，从而抑制其肠道菌群并且消除菌群的波动，他发现以这种方式破坏肠道菌群的功能，会严重干扰某些微生物基因的激活。这种干扰导致微生物产生信号分子，这些分子进入血液后，影响了包括肝脏和大脑在内的多个器官的功能。
塞伊斯和他的团队还研究了进食与昼夜节律的关系，他们发现进餐的时间在塑造肠道微生态和肠道健康方面起着关键作用
。当一个人只在白天遵循正常饮食模式的时候，研究人员发现，不同微生物菌群的相对分布存在每日波动，约为15%，并且它们的集体丰度
则呈现更高比例的波动。当他们研究被时差打乱昼夜节律的人时，还证实了在动物试验中观察到的干扰现象。昼夜节律被打乱的时候，肠道菌群也会受到影响。这项研究首次证明了肠道连接组和肠道菌群之间有节奏的相互作用与睡眠觉醒周期，以及进餐时间同步。许多人都能理解时差反应所带来的那种超现实的感受，以及它对注意力和睡眠的影响。某些专业人员，如护士、医生和警察，会因为他们的工作性质导致不正常的作息时间并且经常处于这种状态，但是很少有人意识到这种干扰会对健康带来严重威胁。长期扰乱正常的昼夜节律，会对肠道菌群节律造成影响，从而导致肠道菌群、肠道连接组和其他器官之间相互交流的变化，是肥胖、代谢综合征、慢性肝病和认知障碍进一步发展的重要原因。然而，正如我将在第7章所展现的那样，有可能通过具有时间限制的饮食计划来抵消这种影响，从而重新建立肠道菌群和我们自身代谢的正常节律。