2017年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了對“生物鐘”研究做出貢獻的三位科學家。在科學家們的共同努力下,人們對生物鐘不斷有新的發(fā)現。
1. 生物鐘在哪里
生物鐘又稱生理鐘。它是生物體內的一種無形的“時鐘”,實際上是生物體生命活動的內在節(jié)律性。這個“時鐘”會回應外部的信號,特別是光信號,使身體內部的時間與環(huán)境時間達到同步。生物鐘究竟由大腦的哪個部位控制呢?目前,科學家鑒定出了哺乳動物的生物鐘調節(jié)器是位于下丘腦的視交叉上核(簡稱SCN),通過SCN控制松果體調節(jié)褪黑素分泌的水平,從而幫助哺乳動物調節(jié)晝夜節(jié)律和其他生物效應。如果SCN區(qū)域被破壞,嚙齒動物就喪失了它們在進食和其他行為方面的生理節(jié)奏。
2. 時差反應與生物鐘
一個人坐飛機一天之內就可以跨越大半個地球,但生物鐘的轉變可不會這么快,所以人體就會產生時差發(fā)應。即使視覺神經傳遞給大腦“現在是白天”的信息,可身體還是會在原定時間內分泌褪黑素,讓人昏昏欲睡,直到生物鐘自我調整到適應新時區(qū)的晝夜。一般跨越的時區(qū)越多,“倒時差”需要的時間越長。有研究發(fā)現,與向東穿越時區(qū)相比,人體更適應向西飛行。這是因為控制生物鐘或晝夜節(jié)律的細胞的運作日程表并不是24小時制,它們的一天更接近24.5小時。所以朝著延長一天時間的方向,即向西飛行時,生物鐘的調節(jié)會容易一些。
3. 不坐飛機也要倒時差
時差反應并不只出現在乘坐飛機的人群中,即使宅在家中不出門也會產生“時差”。這種現象被稱為“社交時差綜合征”,“患者”主要是那些休息日與工作日作息不同的人群,比如,工作日早睡早起,而周末卻晚睡晚起,這種切換同樣會導致人體生物鐘與外界時間不同步。一項研究就發(fā)現,相比周末也能按時起床的人來說,周末和工作日睡眠時間天差地別的人更容易長胖,新陳代謝也會出現問題。
4. 人造光線會擾亂生物鐘
當黑暗來臨,大腦通過釋放褪黑素到血液中,使人睡意升起;清晨天亮之后,褪黑素的分泌被抑制了,人又來了精神。人們就這樣遵循日出而作日落而息的規(guī)律生活著。直到人造光線的出現,無形中擾亂了自然為人類調好的生物鐘,人的睡眠因此大受影響。睡眠的過程其實是身體維護保養(yǎng)的過程,肌肉的增長、組織的修復、蛋白質的生成及生長激素的釋放等。人造光線不僅是指人工照明,電視機、電腦、手機等電子設備同樣散發(fā)出的人造光,所以,現代人的睡眠問題比以前更加嚴重。
5. 生物鐘混亂導致抑郁
季節(jié)性情緒失調(SAD)常被稱為“冬季抑郁癥”,多發(fā)于冬季少見陽光的高緯度地區(qū)。SAD發(fā)病原因雖然目前尚無定論,但一般都認為與人體生物鐘有關。夜間的黑暗會使人體褪黑素水平升高,而清晨的明亮光線會抑制這種激素的分泌。白晝變短會延長褪黑素的分泌,導致人體內部的晝夜節(jié)律與外界時間不同步。無論冬季憂郁的原因是什么,明亮的光線,尤其是清晨的明亮光線的確能改善患者的癥狀。
6. 孕婦要找準生物鐘
2014年的一項研究指出,懷孕和備孕中的女性應該遵循自然的晝夜節(jié)律,避免在夜晚接觸過多的人造光線。夜晚的光線會令褪黑素減慢甚至停止生成,而褪黑素具有抗氧化能力,可以對卵巢和卵子起到保護作用。如果孕婦的生物鐘混亂,還會影響到胎兒。在母親肚子里長到34周的胎兒就已經有了生物鐘,也能分辨白天和黑夜,他們通過胎盤從母體獲得褪黑素,眼睛也能感受早晨的陽光。
7. 吃藥治病講時辰
吃藥治病要講時辰,這不是封建迷信,而是有科學依據的。通過研究生物鐘,產生了時辰生物學、時辰藥理學和時辰治療學等新學科。在生物鐘的調控下,人體的基礎代謝、體溫變化、血糖含量、激素分泌等功能都具有節(jié)律性和峰谷值。機體的晝夜節(jié)律改變了藥物在體內的藥動學和藥效學,致使藥物的生物利用度、血藥濃度、代謝和排泄等也有晝夜節(jié)律性變化。選取最佳時間給藥治療,有助于提高療效,減少不良反應的發(fā)生。
8. 沙拉也有生物鐘
許多生物都有生物鐘,這不難理解。可是,沙拉的生物鐘是怎么回事?美國得克薩斯州萊斯大學的一項研究發(fā)現,從市場買回來的采摘了約一周的水果和蔬菜對光暗周期仍有反應,產生的化學物質也會相應起伏。比如,卷心菜中的硫代葡萄糖苷在24小時內是會根據光線變化而波動的,這種物質被認為有助預防癌癥和心臟病。菠菜、生菜、南瓜、胡蘿卜、番薯和藍莓等其他瓜果蔬菜也有類似反應。這意味著其內部的生物鐘可能依然在運行。如果找準時間將蔬果做成沙拉,就能將它們的營養(yǎng)價值最大化。