你或许并不了解你身体里的那座“钟”

你或许并不了解你身体里的那座“钟”飞入寻常百姓家
来源:新民晚报   作者:张家庆   2018-02-11 20:17

生物钟指引起生物体内一些状态或活动呈24小时周期性改变的源头。这种周期性改变与地球自转一圈的时间相当,医学上称为周日节律。如人的活动与睡眠,自古以来,全球都是24小时为一周期,似乎体内有一个“钟”在指挥着。但并不是所有以一天为周期的节律都是周日节律,它特指是内源性,也就是说并不是直接受外界的温度、光线等改变,不过它也可以受这些改变而进行调节。

举例说,1729年法国有一个天文学家注意到含羞草的叶子在白天张开,晚间闭合。他想看看如果一天都没有光线,又将如何?他把含羞草放在黑暗的地方,结果相当于白天的时候,即使没有光线,它的叶子还会张开。这就证明其叶子的张和合是内源性的,草内有个“钟”在调节,而不是直接受光线的作用。以后不少科学家证明动物及植物,甚至真菌,多有这种活动节律。

上世纪中叶有人对健康志愿者进行了研究,将他们个别安置在地下室中,室内去除了任何可能指示时间的物品。饿了由隔壁的研究者送来食品,倦了就自行上床睡觉,醒了就起床活动,可以看书、听音乐等。这样与外界隔绝的生活,没有光线及温度等影响,过一天也就是24小时左右,证明了人的周日节律是内源性的。科学家同时进行了一些研究,证明不少激素分泌有这节律,如早晨分泌皮质醇是高峰,使人可以精神焕发地开始工作,下午及晚上则皮质醇分泌减少。

另外一些实验证明,刚从白班工作改为夜班,第二天皮质醇分泌高峰仍在早晨,因此这第一天夜班的工作效率就有问题。要一周左右夜班工作后,皮质醇分泌高峰才改在傍晚出现。所以频繁地调动白班、夜班对健康不利。最近有研究指出,长期夜班者易得癌症,尤其是护士易得乳癌,可能与此有关。

那么,调动机体各种周期活动的生物钟究竟在哪里呢?以前有些人认为光线影响视网膜,再上传到大脑,以后影响松果体分泌褪黑素的多或少。其实这是外来刺激,不是内源性的。获得2017年诺贝尔生理学奖的3位科学家才真正发现了生物钟的“钟”在细胞内的核与胞浆中。他们发现了几个基因与周日节律有关,这些基因及相应的蛋白每天有节律地增多和减少。他们命名这些基因为“周期”、“无时”、“双时”等。

将来进一步研究,如发明了调节这些基因及相应蛋白的刺激剂和抑制剂,就有可能调节人的周日节律。一方面避免上述的白班、夜班及长途飞行引起时差等生理上的不良反应,另一方面可以防治周日节律紊乱引起失眠、高血压等病理上改变,甚至在战争中避免疲劳对作战的影响。

周日节律有人也称为昼夜节律,但严格地讲,两者不能等同。因为昼夜节律有一部分是受光线或温度等外界刺激引起的,不是内源性的。除了周日节律以外,以后还发现了每周、每月(如月经)、每季、每年(如某些动物的冬眠)都可能有节律改变,值得进一步深入研究。(张家庆)

编辑:史佳林

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