時差顛倒、熬夜有害?學者:生理時鐘運行超複雜

2019-03-31 21:00

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拿個時鐘提醒自己會議不要超時。(圖/shutterstock)

拿個時鐘提醒自己會議不要超時。(圖/shutterstock)

歐洲議會26日投票決定,從2021年起廢除日光節約時間制度。這意味著,歐盟國家將告別冬夏一個小時的時間轉換。對於一些人來說,這是一個好消息:再也不用每年兩次調整睡眠了;另一些人則從未體會到這一小時差異的影響。為什麼會有這種差異?還是和每個人的生理時鐘有關。

 

2017年,諾貝爾生理學與醫學獎被授予三位美國遺傳學家,以表彰他們在晝夜節律控制機制方面的發現。而晝夜節律控制機制就是生理時鐘。當時,一些中國網友就對科學家們的發現進行了精闢總結:「好好睡覺,不要打亂生理時鐘!」

植物如何知道何時天亮天黑?

早在18世紀,科學家們就發現,植物是有生理時鐘的,這讓它們白天葉子打開,晚上葉子合起來。即便是生長在黑不見光的環境下,植物仍會保持這個12小時晝開夜合的作息。當時人們還不知道這背後的原因。

到了上世紀70年代,以美國生物學家西摩·本澤(Seymour Benzer)為首的一批科學家,發現了果蠅身上的這種控制生物機體晝夜節律的基因。到了80年代,上文提到的那三位科學家--也就是2017年諾貝爾生理學與醫學獎得主,成功地分離出該基因。他們的研究顯示,這一基因會讓一種蛋白質在夜晚時分在細胞內積累,並在白天再次慢慢分解。慕尼黑大學研究時間生物學的教授羅內伯格(Till Roenneberg)對德國之聲說,這三位科學家的發現顯示了,「基因在調解生理時鐘」。

這種機制不僅適用於果蠅,也適用於人類和植物。機體因此「知道」,當這種蛋白質充足的時候,就是黑夜;當其分解時,就是白天。這個自然循環讓我們的生物節律恰好是地球的旋轉周期。

生理時鐘是怎麼運作的?

對於我們人類而言,生理時鐘讓我們在夜間的血壓降低、呼吸平緩。這也為機體的夜間修復、休養提供啟動信號。我們的身體在夜間3點到4點之間達到功率曲線的最低點。到了早晨,身體慢慢恢復活動狀態。大部分人在上午10點至12點以及下午5點左右精力最好,在下午2點左右則容易感覺疲倦、犯困。太陽是我們「內部計時器」的外部參照,日光讓我們的生理時鐘有了校准脈沖。

生物學家羅內伯格說,「如今我們知道,生理時鐘是一個非常復雜的系統」,「不僅是頭腦中存在這樣一個鐘表,生理時鐘在我們機體內的每個細胞中都存在」。

以我們的肝髒為例。白天,肝髒從葡萄糖中積累糖原;晚上,肝髒將糖原分解,為身體提供葡萄糖。「如果積累和分解同時進行,就沒意義了,」呂貝克大學神經生物學研究所的學者奧斯特(Henrik Oster)說,「必須在時間上有間隔。」

生理時鐘紊亂的危害

如果出現生理時鐘紊亂,我們會感覺虛弱、疲倦。如果「內部計時器」(個人生理時鐘)長期沒與「外部時鐘」(日出日落)達到和諧的狀態,我們可能會生病。學者奧斯特說,生理時鐘「並不是生存必需,但對協調代謝過程和日常生活非常重要」。

如果從法蘭克福飛到北京,我們的生理時鐘會有所滯後,這會導致困頓、疲倦,不過通常在短時間內可以再次恢復正常。如果是兩班倒、三班倒,就不一樣了。「內部計時器」與「外部時鐘」的持續不調,會帶來負面影響,例如,增加罹患精神疾病、糖尿病、癌症的幾率。

想要皮膚好,最好早睡覺?

我們是「熬夜型選手」還是「早起型選手」,也是由我們的基因決定的。如果非要「逆天」(逆基因)行事,比如困了還不睡,那麼遲早會遭到身體的懲罰。比如神經緊張、睡眠障礙、胃病,甚至是抑郁症、心髒病。「生理時鐘對於機體的一切運行都有影響」,羅內伯格說。

不過,每個人的生理時鐘都有所不同,因此有人是「夜貓子」,有人是「早起的鳥」。不過,研究人員對「早睡早起」和「晚睡晚起」人群的皮膚細胞進行了檢測後發現,早睡早起一組的生理時鐘運行地稍快一點。

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