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关于生物钟的八个发现

2017-10-17  零壹贰012

  

2017年的诺贝尔生理学或医学奖授予了对“生物钟”研究做出贡献的三位科学家。在科学家们的共同努力下,人们对生物钟不断有新的发现。

 

1. 生物钟在哪里

 生物钟又称生理钟。它是生物体内的一种无形的“时钟”,实际上是生物体生命活动的内在节律性。这个“时钟”会回应外部的信号,特别是光信号,使身体内部的时间与环境时间达到同步。生物钟究竟由大脑的哪个部位控制呢?目前,科学家鉴定出了哺乳动物的生物钟调节器是位于下丘脑的视交叉上核(简称SCN),通过SCN控制松果体调节褪黑素分泌的水平,从而帮助哺乳动物调节昼夜节律和其他生物效应。如果SCN区域被破坏,啮齿动物就丧失了它们在进食和其他行为方面的生理节奏。

 


2. 时差反应与生物钟

一个人坐飞机一天之内就可以跨越大半个地球,但生物钟的转变可不会这么快,所以人体就会产生时差发应。即使视觉神经传递给大脑“现在是白天”的信息,可身体还是会在原定时间内分泌褪黑素,让人昏昏欲睡,直到生物钟自我调整到适应新时区的昼夜。一般跨越的时区越多,“倒时差”需要的时间越长。有研究发现,与向东穿越时区相比,人体更适应向西飞行。这是因为控制生物钟或昼夜节律的细胞的运作日程表并不是24小时制,它们的一天更接近24.5小时。所以朝着延长一天时间的方向,即向西飞行时,生物钟的调节会容易一些。

 


3. 不坐飞机也要倒时差

时差反应并不只出现在乘坐飞机的人群中,即使宅在家中不出门也会产生“时差”。这种现象被称为“社交时差综合征”,“患者”主要是那些休息日与工作日作息不同的人群,比如,工作日早睡早起,而周末却晚睡晚起,这种切换同样会导致人体生物钟与外界时间不同步。一项研究就发现,相比周末也能按时起床的人来说,周末和工作日睡眠时间天差地别的人更容易长胖,新陈代谢也会出现问题。

 


4. 人造光线会扰乱生物钟

当黑暗来临,大脑通过释放褪黑素到血液中,使人睡意升起;清晨天亮之后,褪黑素的分泌被抑制了,人又来了精神。人们就这样遵循日出而作日落而息的规律生活着。直到人造光线的出现,无形中扰乱了自然为人类调好的生物钟,人的睡眠因此大受影响。睡眠的过程其实是身体维护保养的过程,肌肉的增长、组织的修复、蛋白质的生成及生长激素的释放等。人造光线不仅是指人工照明,电视机、电脑、手机等电子设备同样散发出的人造光,所以,现代人的睡眠问题比以前更加严重。

 


5. 生物钟混乱导致抑郁

 季节性情绪失调(SAD)常被称为“冬季抑郁症”,多发于冬季少见阳光的高纬度地区。SAD发病原因虽然目前尚无定论,但一般都认为与人体生物钟有关。夜间的黑暗会使人体褪黑素水平升高,而清晨的明亮光线会抑制这种激素的分泌。白昼变短会延长褪黑素的分泌,导致人体内部的昼夜节律与外界时间不同步。无论冬季忧郁的原因是什么,明亮的光线,尤其是清晨的明亮光线的确能改善患者的症状。



6. 孕妇要找准生物钟

 2014年的一项研究指出,怀孕和备孕中的女性应该遵循自然的昼夜节律,避免在夜晚接触过多的人造光线。夜晚的光线会令褪黑素减慢甚至停止生成,而褪黑素具有抗氧化能力,可以对卵巢和卵子起到保护作用。如果孕妇的生物钟混乱,还会影响到胎儿。在母亲肚子里长到34周的胎儿就已经有了生物钟,也能分辨白天和黑夜,他们通过胎盘从母体获得褪黑素,眼睛也能感受早晨的阳光。

 



7. 吃药治病讲时辰

吃药治病要讲时辰,这不是封建迷信,而是有科学依据的。通过研究生物钟,产生了时辰生物学、时辰药理学和时辰治疗学等新学科。在生物钟的调控下,人体的基础代谢、体温变化、血糖含量、激素分泌等功能都具有节律性和峰谷值。机体的昼夜节律改变了药物在体内的药动学和药效学,致使药物的生物利用度、血药浓度、代谢和排泄等也有昼夜节律性变化。选取最佳时间给药治疗,有助于提高疗效,减少不良反应的发生。

 


8. 沙拉也有生物钟

 许多生物都有生物钟,这不难理解。可是,沙拉的生物钟是怎么回事?美国得克萨斯州莱斯大学的一项研究发现,从市场买回来的采摘了约一周的水果和蔬菜对光暗周期仍有反应,产生的化学物质也会相应起伏。比如,卷心菜中的硫代葡萄糖苷在24小时内是会根据光线变化而波动的,这种物质被认为有助预防癌症和心脏病。菠菜、生菜、南瓜、胡萝卜、番薯和蓝莓等其他瓜果蔬菜也有类似反应。这意味着其内部的生物钟可能依然在运行。如果找准时间将蔬果做成沙拉,就能将它们的营养价值最大化。

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