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他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

2017-10-03 18:15:06 来源: 网易健康(北京)
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他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

开栏的话:

我们每天都在使用身体,但是你真的了解它吗?要想让身体更好地为我们服务,就必须先了解熟悉人体的结构与秘密。今天,让我们一起来探索未知的身体!

本期秘密:

人的生物钟究竟是什么?诺奖获得者,如何破解了生物体内的时钟密码?经常熬夜修仙,生物钟紊乱了,该如何“校准”?

北京时间10月2日17时30分,2017年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。美国遗传学家杰弗里·霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔·拉斯巴什(Michael Rosbash)和麦克·杨(Michael W. Young)分享奖项,理由是他们“在控制昼夜节律机制的发现”。所以今天,我们就来聊聊“昼夜节律”这件事。

人体内有个精密时钟,掌控着一天的生活节律

他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

周末本想睡到9点半,没想到7点就自然醒;想熬夜刷个剧,一到12点就困得真不开眼;中午饭点领导开会,肚子饿的咕咕叫,仿佛一刻都不能等了……这些都是人体生物钟在反复敲打你:该睡了,该醒了,该吃了。

生物钟是生物体内的无形“时钟”,掌控着生物体生命活动的内在节律。节律可根据年、月、日等不同周期循环发生,昼夜节律以24小时为单位,远古时期“日出而作、日落而息”便是对此最为质朴的描述。

当人乘坐飞机跨洲旅行时,由于时差就会出现白天嗜睡,夜晚不易入睡,头晕脑胀,思路不清等症状,一般要在一至数天后才能适应新地区的昼夜变化,这些都是由于昼夜节律导致的。

除了摄食、睡眠等人类行为,人体的各种生理机能也具有昼夜周期。比如人的体温早晨稍低,白天逐渐上升,到黄昏又高一些。新陈代谢活动,白天分解过程旺盛,晚间则同化过程增强。白天交感神经活动占优势,夜晚副交感神经活动占优势。人体的肾上腺素含量在白天某一时刻达到一定水平,然后逐渐下降,12小时后再度上升等等。

不仅仅是人体,动植物体内也存在着这种昼夜节律,比如发光菌的发光,植物的光合作用,动物的摄食,躯体活动,睡眠和觉醒等行为显示昼夜节律。

诺奖获得者,解锁生物体内的时钟密码

他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

虽然人们早就发现了昼夜节律行为这种最基本的生物学现象,但是这种生物活动究竟是被什么控制的,还并不十分清楚。

直到1971年,美国科学家西摩·本哲(Seymour Benzer)等人发现果蝇突变体有昼夜节律异常行为。1984年,在激烈的竞争中,今年获诺奖的三位科学家带领的研究团队率先找到了第一个显著影响生物昼夜节律的基因——per基因(period)。

他们以果蝇作为模式生物,成功地分离出这种控制生物正常昼夜节律的PER基因。研究显示这一基因会让一种蛋白质在夜晚期间在细胞内积累,并在白天分解。最终证实,这种由PER基因编码的蛋白水平在24小时中的变化与昼夜同步。

1994年,今年的第三位诺贝尔奖获奖人迈克尔·杨发现了第二种节律基因Timeless,其能够在细胞内产生TIM蛋白质。研究显示,一旦TIM蛋白质与PER蛋白质相互结合,便能够顺利进入细胞核,从而让PER蛋白质发挥其对Period基因的抑制作用。而TIM蛋白质本身还有一个特点,那就是会在光照刺激下被大量降解。

于是,在夜间,由于PER蛋白质能够进入细胞核,细胞核内PER蛋白质的浓度出现了上升,而在白天,由于帮助其进入细胞核的TIM蛋白质在光照刺激下大量降解,PER蛋白质难以进入细胞核,细胞核内的PER蛋白质浓度出现下降。这就逐渐形成了自然的昼夜节律。

这一发现不仅解锁了生物体内的时钟密码,揭示了生物钟的秘密并阐明其内在工作机制,还阐释了植物、动物以及人类如何调节自己的生物节律,使其与地球的旋转保持同步。

目前,人们在哺乳动物中已发现十多个控制昼夜节律的基因,如Bmal1、Clock等基因。其中,在人体内有三个per基因(Per1,Per2,Per3)被发现。昼夜节律的分子机制现在已经相对清楚,几乎所有的相关基因都已被找到。

经常熬夜修仙,生物钟紊乱了,该如何“校准”?

他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

很多人熬夜工作,跨时区出差,长期不规律的生活,可能都会让生物钟无所适从,带来一系列健康相关问题,比如记忆力下降,学东西变慢,免疫力下降,甚至还会增加罹患癌症风险。虽然诺奖得主为我们揭示了生物钟分子层面的机制,但保持生物钟规律是日常生活的事,只有把人体时钟校准,才能拥有健康。

他们破解了身体内的时钟密码 拿了诺奖!

调整生物钟的具体方法:

1、 在固定的时间里睡觉。

如果你现在已经养成了凌晨2点睡觉,早上10点起床的生活,那么从今天开始,严格限制睡眠时间,比如晚12点到早8点,只有这个时间段能睡觉。醒后不要赖床,必须起来,一整天也要远离卧室,不要一不小心又躺到床上睡一会。

2、 在睡前洗个热水澡或者泡脚。

洗澡时,人的体温会上升,洗完澡后,当身体逐渐从热的状态中凉下来时,会感到困意。

3、 睡觉前不要玩手机、电脑等电子产品,睡觉时关掉灯。

如果有光源或者灯光,会让眼睛分辨不出来是白天还是黑夜,电子产品产生的蓝光会刺激身体,抑制褪黑素分泌,不利于形成睡眠。所以睡前要远离手机,不是说着玩儿的。此外,早上可以拉开窗帘,有亮光刺激后,褪黑素会消退,有利于快速清醒。

4、 保证睡眠周期。

人的睡眠是有周期的,一般来说一个周期是90分钟,每晚要经历4-6个周期,所以建议大家把睡眠周期安排成完整的N个90分钟,在浅度睡眠钟醒过来,人不会感到过分难受。当然,每个人的睡眠周期实际上不太一样,有人可能80分钟就能完成,有人可能需要100分钟,需要按自己的实际情况调整。

5、碳水化合物饮食。

研究发现,碳水化合物有利于促进睡眠,而高蛋白食物有助于保持人清醒。所以在晚餐中,要多摄入碳水化合物,少吃大鱼大肉,这样晚上可以拥有一个好睡眠。

参考自澎湃新闻、知乎、生物谷等。

高梦鸽 本文来源:网易健康 责任编辑:耿乙文_NJ6040
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