2014年巴西世界杯酣戰(zhàn)半月有余，連續(xù)熬夜的球迷們有點(diǎn)“頂唔順”了，白天犯困迷糊，晚上精神抖擻，“我的生物鐘紊亂了！”問(wèn)題是，你知道你的生物鐘長(zhǎng)在哪里嗎？你知道沒(méi)有生物鐘會(huì)有什么后果嗎？你知道怎么調(diào)節(jié)生物鐘嗎？中山大學(xué)有個(gè)生物晝夜節(jié)律實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)門(mén)研究生物鐘，讓領(lǐng)銜的中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院郭金虎教授幫我們解開(kāi)生物鐘謎團(tuán)吧。

生物鐘在哪里視交叉上核是“司令部”

天一亮就醒、季節(jié)一到就遷徙……身體仿佛被鐘表指揮，人類(lèi)與動(dòng)物會(huì)在某一特定時(shí)刻進(jìn)行某種特定的活動(dòng)。中山大學(xué)生命科學(xué)院教授郭金虎說(shuō)，人體內(nèi)確實(shí)存在某種神秘的“機(jī)關(guān)”——生物鐘，在操縱人的各種節(jié)律性行為。在人類(lèi)當(dāng)中，生物鐘大概調(diào)節(jié)基因組約10%的基因表達(dá)，通過(guò)調(diào)節(jié)這些基因的表達(dá)，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)生物的生理和行為的節(jié)律，包括睡眠、體溫、血壓、心率、激素分泌、代謝、肌力、學(xué)習(xí)和記憶、操作能力、警覺(jué)度等。

生物鐘在哪里？與大眾以為生物鐘只是一個(gè)“虛指”的詞不同，在人體內(nèi)，存在著一個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)在在的“時(shí)鐘”。為了尋找這個(gè)時(shí)鐘，科學(xué)家們剝離了老鼠的腎上腺、性腺、腦垂體、甲狀腺、松果腺和胰腺，或者施以電休克，甚至還用酒灌醉了它。手段用盡，老鼠的節(jié)律性仍未被顛覆。直到切除位于老鼠下丘腦的視交叉上核，生物節(jié)律才終于消失。

研究發(fā)現(xiàn)，下丘腦內(nèi)的視交叉上核部位，存在一個(gè)人體內(nèi)的核心生物鐘，起著控制時(shí)間秩序的主導(dǎo)作用，對(duì)全身不同組織、器官里生物鐘起協(xié)調(diào)作用。

視交叉上核究竟在哪里呢？想像在你的大腦里有一根線(xiàn)從鼻梁通到頭骨底部，再想象有另一根線(xiàn)從雙眼出來(lái)，并在其后約兩厘米處穿過(guò)頭骨。視交叉上核就位于這個(gè)交叉點(diǎn)上（佛教把它稱(chēng)為“第三眼”）。這個(gè)不到3立方毫米的細(xì)胞組織被稱(chēng)為“頭腦時(shí)鐘”。

“人的主生物鐘可以感受光線(xiàn)的刺激，從而對(duì)生物鐘起設(shè)定作用。它負(fù)責(zé)體內(nèi)各個(gè)細(xì)胞生物鐘協(xié)調(diào)，通過(guò)神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)對(duì)不同組織之間的生物鐘進(jìn)行協(xié)調(diào)?！惫鸹⒔榻B，只有眼睛能感受光線(xiàn)，體內(nèi)肝臟、皮膚、心臟都沒(méi)有感光細(xì)胞，見(jiàn)不到光，因此視交叉上核在生物鐘調(diào)節(jié)體系當(dāng)中，發(fā)揮著類(lèi)似司令部的重要作用。

沒(méi)了生物鐘會(huì)怎樣 在自然界根本活不下去

生物鐘之父ColinPittendrigh說(shuō)過(guò)，“一切人類(lèi)的行為都是適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果”，生物必須適應(yīng)環(huán)境才能生存和演化，地球的自轉(zhuǎn)造成光線(xiàn)、溫度、磁場(chǎng)等的晝夜節(jié)律周期性變化，這也是地球上各種生物都具有晝夜節(jié)律的最根本原因。

研究發(fā)現(xiàn)，突變藍(lán)藻的生物鐘基因，使藍(lán)藻的生物鐘周期顯著長(zhǎng)于或短于24小時(shí)，把它與正常藍(lán)藻等比例混合培養(yǎng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)月后突變藍(lán)藻在培養(yǎng)液里基本消失了，因?yàn)檫@些藍(lán)藻的節(jié)律無(wú)法適應(yīng)24小時(shí)的晝夜更替環(huán)境，生存競(jìng)爭(zhēng)力降低了。

生物鐘對(duì)于人類(lèi)同樣非常重要，曾有病人因患腦瘤接受手術(shù)切除，在切除腫瘤組織的同時(shí)，也切除了一塊視交叉上核組織，也就是說(shuō)，破壞了這個(gè)病人的主生物鐘。手術(shù)后，這個(gè)病人的體溫、睡眠-覺(jué)醒的晝夜節(jié)律特性就消失了。

節(jié)律的異?；騿适?huì)使人無(wú)法適應(yīng)正常的社會(huì)生活，比如，有一種遺傳性疾病叫家族性睡眠相位提前綜合征，患者生物鐘相位與正常人相比顯著提前，他們每天晚上7點(diǎn)左右就要入睡，而每天清晨3點(diǎn)左右就會(huì)醒來(lái)。這種病人顯然無(wú)法與多數(shù)人的作息規(guī)律銜接。

你也許想象不到生物鐘徹底破壞后的后果。郭金虎說(shuō)，如果在正常的自然界，根本活不下去。如美洲的黑脈金斑蝶，生物鐘對(duì)長(zhǎng)途遷徙的方向定位具有重要意義。如果破壞了生物鐘，它們將無(wú)法正確判斷遷飛的方向。對(duì)于植物而言，生物鐘的紊亂也會(huì)對(duì)作物的產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響。

生物鐘亂了有什么后果 你的思考力可能下降

郭金虎介紹，如果主生物鐘與外周組織的生物鐘不同步，機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)健康問(wèn)題。最常見(jiàn)的時(shí)差，是生物鐘短暫被打亂的顯著現(xiàn)象之一。人們穿越時(shí)空旅行，主生物鐘很容易接受光線(xiàn)刺激而重新設(shè)定，但身體其他組織的生物鐘需要好幾天的時(shí)間才能調(diào)整過(guò)來(lái)，這就是你暈乎乎的根本原因。

科學(xué)家克旺伍克·喬2000年時(shí)，對(duì)至少5年飛行經(jīng)驗(yàn)女乘務(wù)員的神經(jīng)系統(tǒng)及學(xué)習(xí)能力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)那些頻繁往返于幾個(gè)時(shí)區(qū)的空乘人員思考能力下降了。喬解釋?zhuān)骸昂湍切┒掏竞桨嗫粘巳藛T相比，不斷遭受時(shí)差反應(yīng)的空乘人員的可的松（cor-tisol）水平明顯要高，可的松水平高和認(rèn)知缺陷有關(guān)?！?/p>

郭金虎提醒，球迷熬夜看球，晚睡晚起不按規(guī)律作息，身體會(huì)出現(xiàn)異樣，這也是生物鐘被輕微打亂的表現(xiàn)。如果只是幾天的作息不規(guī)律，對(duì)身體沒(méi)有太大影響。因?yàn)榧词故瞧胀ㄈ耍芄ぷ?休息時(shí)間的影響每個(gè)星期的周末2天也都是遲睡晚起的。但如果長(zhǎng)期黑白顛倒，作息規(guī)律紊亂，對(duì)身體健康就會(huì)有很大的損害，“生物鐘紊亂不會(huì)讓你突然一下子死掉，它的損害是慢慢累積的，并且對(duì)機(jī)體和健康的影響很廣泛。”

研究已經(jīng)證明，輪班倒班夜班等長(zhǎng)期的生物鐘紊亂，人體的免疫力、代謝能力等會(huì)降低，可能導(dǎo)致肥胖，罹患心臟病、糖尿病、腫瘤等風(fēng)險(xiǎn)都將顯著增加?！芭蚤L(zhǎng)期開(kāi)著燈睡覺(jué)，患乳腺癌的可能性也會(huì)增加，這些都已經(jīng)有科學(xué)驗(yàn)證了?！?/p>

調(diào)節(jié)生物鐘有什么招 靠光線(xiàn)，還有褪黑激素

所有的鐘表都可以調(diào)整時(shí)間，生物鐘也是如此。這歸功于生物鐘的可設(shè)置性這一特點(diǎn)。

“比如說(shuō)我把你送到美國(guó)去，如果不能重新設(shè)置的話(huà)，在美國(guó)你永遠(yuǎn)都不可能呆習(xí)慣?！惫鸹⒄f(shuō)，光照作為輸入信號(hào)可以調(diào)節(jié)和重新設(shè)置生物鐘的節(jié)律。

要對(duì)付短暫的生物鐘變化，比如時(shí)差反應(yīng)，你可以嘗試在飛行白天戴一個(gè)眼罩，或者在飛行的夜晚減少睡眠，以提前適應(yīng)新時(shí)區(qū)的光線(xiàn)接觸，總之沿著正確方向“撥動(dòng)”你的生物鐘。

對(duì)于世界杯期間日夜顛倒產(chǎn)生睡眠障礙的球迷，睡眠專(zhuān)家的建議是多曬陽(yáng)光。郭金虎介紹，光線(xiàn)可以作為一種治療手段，調(diào)整飛行時(shí)差、輪班時(shí)差及各種睡眠紊亂的影響。而褪黑激素也可以作為一種化學(xué)療法，調(diào)節(jié)人體晝夜節(jié)律生物鐘。

褪黑激素是松果腺分泌的一種天然荷爾蒙，對(duì)于驅(qū)動(dòng)哺乳動(dòng)物的光周期反應(yīng)至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，使用褪黑激素可以緩和各種晝夜節(jié)律紊亂，只要使用時(shí)間得當(dāng)，可以讓飛行時(shí)差的不適緩解一半，且跨越時(shí)區(qū)越多效果越明顯。不過(guò)，在科學(xué)界，目前關(guān)于褪黑激素信號(hào)本身如何被解碼，尚不清楚。而且長(zhǎng)期使用褪黑激素有何后果，也缺乏相關(guān)研究。

研究之用 提高宇航員效率

郭金虎領(lǐng)銜的生物晝夜節(jié)律實(shí)驗(yàn)室目前承擔(dān)國(guó)家973課題“近地軌道飛行條件下人的生物節(jié)律的變化規(guī)律及機(jī)制研究”、科技部重大研究計(jì)劃“生物鐘在生殖系統(tǒng)與發(fā)育中調(diào)節(jié)的機(jī)制”子課題等科研項(xiàng)目。在973課題研究中，他們把測(cè)量生物節(jié)律的儀器搭載“神舟10號(hào)”飛船前往太空，以觀(guān)察在太空里人體生物鐘的變化規(guī)律。郭金虎說(shuō)，由于條件限制，目前國(guó)際上就人類(lèi)在太空生物鐘節(jié)律變化的研究非常有限，“在太空當(dāng)中，由于環(huán)境特殊，宇航員一旦犯錯(cuò)可能會(huì)造成巨大甚至是無(wú)法挽回的影響?！蔽磥?lái)，這些數(shù)據(jù)將有望被應(yīng)用，以尋找對(duì)抗和治療方法，提高人類(lèi)在太空的健康狀況，提高作業(yè)效率。

未解之謎

為什么隨著年紀(jì)變大，老年人的睡眠會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)為七八點(diǎn)睡覺(jué)，六七點(diǎn)醒來(lái)？

生物鐘的振幅變動(dòng)，與人體衰老的過(guò)程之間，存在怎樣的聯(lián)系？

為什么有些人“天生”就是“百靈鳥(niǎo)型”，或者是“貓頭鷹型”，在他們體內(nèi)生物鐘的基因表達(dá)有怎樣的不同……

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