曹玲

2017年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)遺傳學(xué)家杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什、邁克爾·楊，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了晝夜節(jié)律的分子機(jī)制。所謂晝夜節(jié)律，也就是人們平常所說的生物鐘。

事實(shí)上，生物鐘是一門卉老的學(xué)問。1792年的一個(gè)傍晚，法國(guó)天文學(xué)家讓·雅克·德奧圖·德梅朗發(fā)現(xiàn)含羞草已經(jīng)“睡覺”了——它的葉子合上了，而白天時(shí)它的葉子是張開的。他好奇如果含羞草持續(xù)處于黑暗環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生什么變化，之后他發(fā)現(xiàn)，盡管沒有日光照射，含羞草的葉子每天仍然保持其正常的規(guī)律性變化。顯然植物“知道”太陽的位置，知道什么時(shí)候是白天，什么時(shí)候是黑夜。德梅朗是發(fā)現(xiàn)晝夜節(jié)律的第一人。

后來，其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)不只植物，動(dòng)物也通過生物鐘幫助自身適應(yīng)環(huán)境的日常變化。

令人驚訝的是，控制基因活性隨時(shí)間變化的信號(hào)并不一定來自大腦。如果把肝臟細(xì)胞養(yǎng)在培養(yǎng)皿中，它也會(huì)很快進(jìn)入24小時(shí)節(jié)律。“人體只有一個(gè)生物鐘”的概念已經(jīng)成為過去時(shí)。目前的研究認(rèn)為，人體中數(shù)以干計(jì)甚至百萬計(jì)的生物鐘，組成了一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，它們獨(dú)立運(yùn)行，但又相互通話、相互協(xié)調(diào)。

對(duì)于人類而言，生物鐘紊亂也會(huì)引發(fā)很多問題，最常見的就是倒時(shí)差。得過時(shí)差綜合征的人都知道想使生物鐘與頭腦達(dá)成一致有多痛苦。時(shí)差綜合征的一個(gè)癥狀是盡管非常疲憊，但晚上還是會(huì)失眠，此外還會(huì)導(dǎo)致注意力減退、協(xié)調(diào)能力變差、認(rèn)知能力降低、情緒波動(dòng)、胃口變差等問題。

地球上所有的生物，包括飛機(jī)發(fā)明以前的人類，根本沒有倒時(shí)差的問題，也就沒有進(jìn)化出快速和大幅度校表的機(jī)制。而大型噴氣式客機(jī)的出現(xiàn)，使得人們從太平洋兩岸的上海飛到東岸的洛杉磯，只需要12個(gè)小時(shí)左右，時(shí)間“后退”16個(gè)小時(shí)。這樣在一天之內(nèi)造成的時(shí)差不是任何生物鐘可以立即適應(yīng)的。

現(xiàn)代生活方式很少能與我們的生物鐘保持一致。如今的社會(huì)中，對(duì)人體生物鐘產(chǎn)生最嚴(yán)重負(fù)面影響的就是倒班工作。倒班工作意味著：人們工作的時(shí)候，正是身體需要休息的時(shí)候;在大腦和眼睛希望處于黑暗的時(shí)候，它們卻被暴露在光線中;身體和大腦持續(xù)存在壓力，因此不得不依靠諸如咖啡之類的東兩來暫時(shí)緩解疲憊感。 持續(xù)幾十年的流行病學(xué)研究表明，從事倒班工作的人比從事傳統(tǒng)工作的人患病的概率更高，其他負(fù)面影響還包括睡眠障礙、抑郁、心臟病、消化系統(tǒng)疾病、糖尿病以及其他代謝類疾病。

此外，另有研究表明，如果人們?cè)谒X前服用降壓藥纈沙坦，比醒來時(shí)服用效果提高60%，還能降低糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

時(shí)間是影響藥物效率的一個(gè)重要但被低估的因素，目前有一個(gè)新興的研究領(lǐng)域叫“時(shí)間治療學(xué)”。我們的細(xì)胞中存在著一種時(shí)鐘，調(diào)控著人體對(duì)藥物的新陳代謝，因此一些藥物適合在夜間給藥，一些適合在白天給藥。時(shí)間療法遵循患者的生理節(jié)律，從而減弱了治療的副作用，提高了患者的生活質(zhì)量。

生物節(jié)律研究還包括太空里人體生物鐘的變化規(guī)律研究。比如國(guó)際空間站里的光照強(qiáng)度比白天地表的光照強(qiáng)度低很多，而光照強(qiáng)度對(duì)生物鐘會(huì)起到重要的調(diào)節(jié)作用。此外，重力的改變也會(huì)對(duì)生物鐘和睡眠產(chǎn)生影響。航天員還要執(zhí)行一些臨時(shí)性的突發(fā)任務(wù)，也會(huì)影響睡眠。這些都會(huì)使宇航員的反應(yīng)能力和操作能力嚴(yán)重下降，從而降低工作效率，增加事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。所以要實(shí)現(xiàn)人類的飛天夢(mèng)，深入研究生物鐘的變化規(guī)律和調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要的意義。