日出而作,日入而息。 古人早已察觉到自然界的周期变化与人体活动联系紧密。地球相对于太阳每24小时自转一周,形成昼夜交替,而我们身体的运行也遵循着这个规律。即使没有闹钟的提醒,我们也能在每天相近的时间自然醒来。而搭飞机经历长途飞行后,身体疲惫不堪,需要一段时间才能调整时差,适应新的时区。这些都是我们体内生理时钟的奇妙作用,又称昼夜节律(circadian rhythm)。
生理时钟:昼夜节律的秘密
2017年,美国三位遗传学家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young因发现控制昼夜节律的分子机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖。他们发现,细胞内的PER、TIM和DBT基因所产生的蛋白质,会随时间推移在细胞内积累,并在达到一定浓度后抑制自身的合成,形成一个约24小时的周期性循环,与地球自转同步。这种细胞内的“生物钟”不仅存在于人类,也存在于其他动物、植物甚至细菌中。
这项诺贝尔奖研究证实,细胞自身就具有一个约24小时的时钟。然而,时钟的精确校准需要两个部分的协调:一是位于大脑的视交叉上核(suprachiasmatic nucleus),它作为中枢生理时钟,通过光线调节褪黑激素的分泌,掌管着我们的睡眠和清醒周期;二是分布于心脏、胃肠、肝脏、肌肉等器官的局部时钟。这些局部时钟与中枢时钟相互配合,共同调节着我们的生理节律,帮助我们在熬夜或跨时区旅行后重新调整作息。
