本研究由 Vibhu Parcha, Nirav Patel, Orlando M. Gutierrez, Peng Li, Karen L. Gamble, Kiran Musunuru, Kenneth B. Margulies, Thomas P. Cappola, Thomas J. Wang, Garima Arora 以及 Pankaj Arora 等多位研究者共同完成，主要研究机构包括美国阿拉巴马大学伯明翰分校的心血管疾病科、肾病科、流行病学系、护理学院、精神病学与行为神经生物学系，以及宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院心血管研究所、德克萨斯大学西南医学中心内科系和伯明翰退伍军人事务医疗中心心脏病科。该研究论文以“chronobiology of natriuretic peptides and blood pressure in lean and obese individuals”为题，于2021年5月11日正式发表在《美国心脏病学会杂志》（*Journal of the American College of Cardiology*）第77卷第18期上，页码为2291至2303。

学术背景 该研究隶属于心血管生理学与时间生物学（chronobiology）的交叉领域，旨在探究利钠肽（natriuretic peptides, NPs）的昼夜节律及其与24小时血压节律的关联，特别是在肥胖人群中。利钠肽是心脏分泌的激素，具有促进尿钠排泄、舒张血管和抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS）的功能，对心血管稳态至关重要。既往的小型研究和动物模型提示NPs可能存在昼夜节律，但尚未在人体中得到明确证实，尤其是NPs节律与24小时血压节律的关系。同时，肥胖与NPs水平相对不足和血压昼夜节律紊乱（如夜间血压“非杓型”下降模式）密切相关，这两种现象均与不良心血管事件风险增加相关。然而，肥胖如何导致血压节律紊乱，其机制尚不完全清楚。该研究的设立正是为了填补这些知识空白。具体目标为：1）评估健康、血压正常的消瘦和肥胖个体中NPs（包括B型利钠肽、中段心房利钠肽前体、N末端B型利钠肽前体）的昼夜节律性差异；2）探究NPs节律与24小时收缩压节律之间的关系；3）评估24小时尿钠排泄、肾素和醛固酮水平的差异。

研究详细流程 本研究是一项前瞻性、单中心、机制性临床试验，于2019年2月至2021年1月期间在阿拉巴马大学伯明翰分校临床研究中心进行。研究遵循了标准化饮食背景，以减少盐摄入差异对结果的干扰。 研究流程主要包括以下几个关键步骤： 1. 参与者筛选与入组： 研究人员招募了年龄在18至40岁之间、自认为白人或黑人、血压正常（坐位血压≤140/90 mmHg）、愿意遵守标准化饮食的健康个体。根据身体质量指数（BMI）将参与者分为两组：消瘦组（BMI 18.5–25 kg/m²）和肥胖组（BMI 30–45 kg/m²）。共筛查了52名参与者，最终40人（消瘦组18人，肥胖组22人；50%为女性，65%为黑人）完成了全部研究。参与者的基线特征得到了详细记录。 2. 标准化饮食与24小时留院监测： 研究采用为期24小时的住院观察方案。在研究开始前，参与者已接受标准化饮食。监测内容包括： * 动态血压监测： 在入院前24小时即开始佩戴动态血压监测仪，并在整个24小时住院期间持续监测，最多可获得48次日间和16次夜间读数。 * 光照控制： 住院期间光照强度受到控制，以减少环境因素对昼夜节律的干扰。 * 重复血液采集： 在24小时内共10个时间点采集血液样本，其中清醒期间（上午7时至晚上10时）5次，睡眠期间（晚上10时至上午7时）5次，用于测量NPs（B型利钠肽、中段心房利钠肽前体、N末端B型利钠肽前体）、肾素和醛固酮水平。 3. 样本处理与分析： 收集的血液样本进行离心分离血浆，随后使用特定的商业化免疫测定法检测分析物浓度。同时，从血液中提取全血mRNA，以检测NPPA（编码心房利钠肽前体）基因表达的昼夜变化，作为心脏表达的替代指标。收集参与者24小时的尿液，分为日间和夜间时段，测量尿钠和尿钾的排泄量。 4. 数据标准化与节律分析（核心创新方法）： 为确保节律分析的可比性，研究采用了归一化处理。将每个参与者24小时内每个时间点的NPs、肾素、醛固酮和血压测量值除以其自身24小时的平均值，得到归一化值。分析节律性的核心方法是余弦节律分析（cosinor analysis），使用R统计软件（版本4.0.1）中的cosinor2包实现。该方法通过线性回归拟合出一条能最佳描述数据的余弦曲线（公式：f(t) = M + Amp × cos[(2πt)/24 + φ]），其中M是节律调整均值，Amp是振幅（峰值与均值的差值），φ是峰值相位。若拟合模型的p值<0.05，则认为存在显著的24小时节律。研究比较了消瘦组与肥胖组之间节律参数（尤其是振幅和峰值相位）的差异。 5. 统计分析： 使用SAS 9.4和R 4.0.1进行统计分析。连续变量以中位数和四分位距表示，组间比较使用Wilcoxon秩和检验。分类变量比较使用卡方检验。通过线性回归模型，在调整了年龄、性别和种族后，计算肥胖组相对于消瘦组的NPs、肾素、醛固酮水平百分比差异及其95%置信区间。

主要研究结果 1. NPs的昼夜节律与肥胖相关差异： * 节律性： 在所有研究参与者中，归一化的中段心房利钠肽前体、B型利钠肽、N末端B型利钠肽前体水平均显示出显著的余弦波形24小时昼夜节律（p < 0.001）。这一节律在消瘦和肥胖个体中均独立存在（p < 0.05）。全血NPPA基因表达也显示出类似的昼夜节律（p < 0.001）。 * 水平差异： 在整个24小时周期内，肥胖个体的NPs水平显著低于消瘦个体。与消瘦组相比，肥胖组的24小时平均中段心房利钠肽前体、B型利钠肽、N末端B型利钠肽前体水平分别降低了约25.9%、31.6%和48.8%。这种降低在日间和夜间均持续存在。 * 节律相位差异： 与消瘦组相比，肥胖组的中段心房利钠肽前体节律峰值相位显著提前了134分钟，B型利钠肽节律相位提前了24分钟（虽然后者未达到统计学显著水平）。 2. 血压节律及其与NPs节律的关系： * 总体上，归一化收缩压在24小时内呈现显著的余弦节律（p = 0.002），消瘦组中也存在（p = 0.008），但在肥胖组中不显著（p = 0.29）。肥胖组的收缩压节律峰值相位比消瘦组延迟了约2小时。 * NPs-血压节律轴与肥胖相关的错位： 在整个队列中，NPs（特别是中段心房利钠肽前体和B型利钠肽）的节律峰值相位比收缩压节律峰值提前了约2小时。最关键的发现在于肥胖组和消瘦组的比较： 在肥胖个体中，中段心房利钠肽前体与收缩压节律的峰值相位差为-4.9小时，B型利钠肽与收缩压的相位差为-3.3小时；而在消瘦个体中，这两个相位差分别仅为-0.7小时和-0.9小时。这表明在肥胖个体中，NPs节律与血压节律之间出现了显著的相位错位（misalignment）。肥胖个体夜间收缩压也显著高于消瘦个体。 3. 肾素和醛固酮的昼夜节律： * 归一化的肾素和醛固酮水平在总体及分组的消瘦和肥胖个体中均表现出显著的昼夜节律（p < 0.05）。它们的节律峰值出现在凌晨（肾素约在4:55 AM，醛固酮约在6:26 AM），与NPs和血压的节律反相位（antiphase）。这表明存在一个内在的NPs-RAAS-血压节律轴。 * 肥胖个体24小时平均肾素水平比消瘦个体低约99%，但醛固酮水平无显著差异。 4. 尿钠和尿钾排泄： * 消瘦组和肥胖组之间24小时总尿钠和总尿钾排泄量无显著差异。然而，肥胖个体的夜间尿钠和尿钾排泄量有高于消瘦个体的趋势（调整后p值分别为0.07和0.06）。

研究结论与意义 本研究阐明了在健康人体中NPs存在明确的昼夜节律，并且NPs节律与血压节律紧密关联，共同构成了一个“NPs-血压节律轴”。研究发现，肥胖个体不仅存在NPs水平的相对不足，更重要的是，其NPs节律与血压节律之间的相位关系发生了显著错位（相差约3-5小时），而消瘦个体中的这种相位关系则非常紧密（约1小时）。这种节律错位，连同较低的NPs水平，可能是导致肥胖人群常见夜间高血压和非杓型血压模式的关键病理生理机制之一。研究还揭示了NPs、RAAS和血压三者之间存在一个协调的昼夜节律轴。

研究的科学价值与应用前景： * 科学价值： 首次在标准化饮食条件下，系统描绘了健康消瘦和肥胖人群中多种NPs的昼夜节律全貌，并定量揭示了肥胖导致的NPs-血压节律轴错位现象。这为理解肥胖相关高血压，特别是夜间血压模式异常的机制，提供了全新的时间生物学视角。 * 临床应用价值： 1. 生物标志物解读： 研究显示NPs在24小时内有巨大的个体内生物学变异（如N末端B型利钠肽前体范围扩散中位数达135%）。这提示在临床上（如心力衰竭的诊断和预后评估中）解读NPs水平时，可能需要考虑采血时间，甚至可能需要建立包含时间因素的参考值范围。 2. 精准治疗新靶点： 提出的NPs-RAAS-血压节律轴为高血压，特别是肥胖相关高血压和夜间高血压的治疗提供了新的干预思路。例如，可以考虑使用“时间疗法（chronopharmacology）”，如在夜间使用增强NPs活性的药物（如脑啡肽酶抑制剂），以纠正节律错位，预防夜间血压升高，从而实现更精准的血压管理。 3. 机制探索方向： 研究结果为未来探索肥胖导致节律错位的具体分子机制（如中枢与外周生物钟的相互作用、脂肪组织对NPs的清除影响等）奠定了基础。

研究亮点 1. 重要发现： 明确证实了健康人体内NPs的昼夜节律性，并首次发现并量化了肥胖个体中NPs节律与血压节律之间的显著相位错位，这为解释肥胖人群的血压昼夜模式紊乱提供了强有力的机制假说。 2. 方法学创新与严谨性： 研究在严格的标准化饮食和光照控制的住院环境下进行，最大限度地减少了混杂因素。采用归一化处理和余弦节律分析这一经典时间生物学方法，能够精确量化节律参数和相位关系。同时结合了分子生物学（全血NPPA基因表达）和生理学（动态血压、RAAS激素、尿电解质）多层次指标，提供了全面的证据链。 3. 研究对象的特殊性： 研究聚焦于年轻、健康、血压正常的肥胖和消瘦人群，这有助于剥离衰老、高血压或其他疾病对NPs和血压节律的潜在影响，从而更清晰地揭示肥胖本身带来的生理改变。研究人群具有较好的种族和性别多样性。

其他有价值内容 研究也坦诚地指出了自身的局限性，例如样本量相对较小、为单中心研究、研究对象为年轻健康成年人、未使用影像学精确评估体脂分布、未进行详细的睡眠研究以排除睡眠呼吸暂停等潜在影响、未测量成熟的ANP而使用其前体中段心房利钠肽前体作为替代等。这些局限为未来更大规模、更长周期、包含更广泛人群（如高血压患者、不同年龄段、不同种族）的研究指明了方向。此外，研究的补充材料（在线版本）包含了更详细的方法、图表和数据，为感兴趣的读者提供了深入探究的依据。