日出而作,日落而息,这是古人带给我们的生活智慧。但是,随着现代生活节奏的加快,许多人再没有如此规律的作息了。有时,我们不得已加班到深夜,有时,我们又会在好不容易有的节假日里报复性地睡到中午起床,这一切看似是现代人平常的生活方式,但它却在无形中深深伤害了我们身体中一套生而有之的自然规律——生物钟(circadian)。
生物钟一词来自于拉丁文circadiem,即“大约一天”的意思。在生物学定义上,它是指生物内源表现出的一种24小时的行为和生理的周期性。在日常生活中,则表现为每一天到饭点时觉得饿,夜深了困,天亮了醒等等。相应地,这些简单的现象在体内有着极为复杂的分子信号通路。由于它既是身体行为的基础之一,又涉及了多条神经与代谢通路,所以当体内生物钟受到损害,变得紊乱时,我们的身体健康也会受到极大的影响。
近日,在国际顶级医学期刊《新英格兰医学杂志》上,来自西北大学的生物钟研究领域大牛RaviAllada和JosephBass教授发表了题为CircadianMechanismsinMedicine(医学中的生物钟机制)的文章,向我们介绍了生物钟与人类疾病之间的关系。下面就让Dr.G带大家更详细地了解一下吧!
首先,让我们来看一看生物钟的简要分子工作原理。它主要受下丘脑的“视交叉上核“(SCN)所控制。此外,有两个非常重要的蛋白质:正调控蛋白CLOCK和负反馈蛋白PER,形成一个循环的通路。在晚上,CLOCK调控PER高表达,而PER又可以抑制CLOCK的活性,从而PER表达得越来越少。同时,随着PER在白天慢慢被降解,CLOCK的活性被恢复,它又可以调控PER表达了,这样一个循环大约24小时,几乎不受外界环境影响。如果要将CLOCK-PER通路精确地调整为一天的作息,那么就需要通过SCN对光的感应,然后再联合其他分子通路进行精确调控了。因此,光是生物钟受到影响的重要因素,此外,相关激素和食物的摄入也会对其有一定的影响。通过以上的中央生物钟,SCN还会通过神经元与体液信号,将日夜信息发送至身体其他部位如肌肉、肝脏、免疫系统等。使其也达到一个相同的节律。
生物钟简要分子模型图片来源:参考文献1因此,生物钟可以说是牵一发而动全身。通过研究发现,人体许多疾病与生物钟的损伤密切相关。
第一是神经退行性疾病,在阿兹海默症、帕金森症等患者体内,他们的生物钟基因表达水平是紊乱的,并且,小鼠实验表明,clock基因突变会造成小鼠狂躁,多动,睡眠减少;per基因的突变则会让小鼠变得抑郁。
第二是癌症,在对护士这一职业人员进行调查后发现,她们由于经常上夜班,昼夜节律紊乱,从而结肠癌与乳腺癌的患病率急剧升高。与正常乳腺组织相比,乳腺肿瘤组织中的PER表达量也明显下降。
护士夜班轮值时间与乳腺癌的关系数据来源:参考文献2第三则是心血管疾病与代谢疾病。流行病学数据表明,心肌梗塞和心猝死等疾病往往发生在凌晨,clock基因突变的小鼠也会患上扩张性心肌病。肝脏中胆固醇和胆酸代谢中的许多限速酶活性也与昼夜有关。在正常人体内,夜间葡萄糖耐受量是比较低的,而糖尿病患者体内夜间则不停地合成葡萄糖。造成“早晨血糖水平超高”的现象。
生物钟紊乱造成如此大的影响,它是如何被被损坏的呢?在日常生活中,几乎所有的不良作息都会对其造成伤害。例如:昼夜颠倒,不按时吃饭,熬夜,以及在晚上吃夜宵等。生物钟就像上天赋予给我们的一个礼物,它是我们身体的指挥员,无休止地工作着,通过感受环境的变化,调节各项身体机能。而我们的行为则给予它行动的方向,当我们处于睡梦中,它会启动大部分器官的休眠,并且趁这段安静的时间使肝清理身体废物,到白天,它又慢慢启动身体器官,使人精神饱满。但是,我们不规律的作息会使这位“指挥员”迷失方向:夜深了,身体的主人还在工作,这时我应该怎么调节呢?长此以往,这位生物钟指挥员将无法保持正确的节奏,从而身体各项机能也处于紊乱状态,无法正常工作。
生物钟与生理机能图片来源:参考文献1因此,Dr.G呼吁大家,一定要规律作息,顺应生物钟。正如《黄帝内经》所说:饮食有节,起居有常。保持身体健康,就在于最简单的遵循自然的规律呀!
参考文献:
1.Allada,R.Bass,J.CircadianMechanismsinMedicine.N.Engl.J.Med.,–().
2.Wegrzyn,L.R.etal.Rotatingnight-shiftworkandtheriskofbreastCancerinthenurses’healthstudies.Am.J.Epidemiol.,–().