袁越
剛剛?cè)?guó)外度完國(guó)慶假期的朋友們,有兩個(gè)消息等著你們。壞消息是:倒時(shí)差不但會(huì)很痛苦,而且有害健康;好消息是:2017年度的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位研究時(shí)差問題的美國(guó)科學(xué)家,他們發(fā)現(xiàn)了生物鐘的生理機(jī)制,可以幫助我們更好地倒時(shí)差。
這三位科學(xué)家通過對(duì)果蠅的研究,找到了控制其晝夜節(jié)律的基因。該基因負(fù)責(zé)編碼一種周期蛋白質(zhì)(PER),該蛋白每天晚上都會(huì)被合成出來,到了白天再慢慢地被降解掉。這個(gè)PER蛋白本質(zhì)上就是一種基因調(diào)控因子,能夠影響很多基因的功能,果蠅就是通過它來調(diào)控晝夜節(jié)律的。
科學(xué)家們此后又在很多生物體內(nèi)找到了類似的生物鐘基因,人類的版本主要在大腦中的一個(gè)名為視交叉上核(Suprachiasmatic Nucleus,簡(jiǎn)稱SCN)的地方起作用。該基因編碼的人類版PER蛋白能夠影響至少一半的人類基因的活性,生物鐘的重要性由此可見一斑。
解剖學(xué)研究發(fā)現(xiàn),從人類的SCN處延伸出兩組神經(jīng)束,一組神經(jīng)束和視網(wǎng)膜相連,太陽光每天都通過它來對(duì)人類生物鐘進(jìn)行校準(zhǔn)。如果你想盡快倒時(shí)差的話,可以每天早上去戶外走走,讓眼睛接受強(qiáng)光的刺激。另一組神經(jīng)束和大腦中的松果體相連,后者在接收到相應(yīng)信號(hào)后會(huì)分泌褪黑素(Melatonin),人類就是通過它來調(diào)節(jié)睡眠節(jié)律的。同理,如果你因?yàn)闀r(shí)差的關(guān)系睡不著的話,可以試試蒙上眼睛,或者吃點(diǎn)褪黑素。
早年的科學(xué)家們相信SCN就是人體內(nèi)唯一的生物鐘,它就像交響樂團(tuán)的總指揮一樣控制著每個(gè)樂手,也就是人體內(nèi)各個(gè)不同的組織和器官的晝夜節(jié)奏。但后續(xù)研究表明,幾乎每個(gè)人體細(xì)胞內(nèi)部都有自己的生物鐘基因,它們雖然原則上都受SCN的控制,但這種控制有個(gè)滯后效應(yīng)。于是,當(dāng)我們跨時(shí)區(qū)旅行歸來后,SCN可以迅速通過光照強(qiáng)度的改變而被校準(zhǔn),但其他組織或器官則要滯后一段時(shí)間,導(dǎo)致人體內(nèi)的各個(gè)生物鐘出現(xiàn)不一致的情況,這就是倒時(shí)差會(huì)讓我們感到難受的原因所在。
換句話說,如果人體內(nèi)的所有生物鐘步調(diào)一致,只是缺乏睡眠的話,問題倒也不大。就怕各個(gè)生物鐘步調(diào)不一致,有的想睡覺有的想起床,問題就來了。
要想將人體內(nèi)的各個(gè)生物鐘迅速校準(zhǔn)到同一時(shí)間,我們就必須找到除了光線之外的另一種生物鐘校準(zhǔn)機(jī)制。日本山口大學(xué)的生物學(xué)家佐藤美保猜測(cè)食物就是能夠影響生物鐘的因素之一,或者更準(zhǔn)確地說,進(jìn)食后大量分泌的胰島素很可能也具備校準(zhǔn)生物鐘的功能。
為了驗(yàn)證這一假說,佐藤教授和她的同事們研究了培養(yǎng)皿中的小鼠細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)一部分細(xì)胞確實(shí)會(huì)對(duì)胰島素有反應(yīng)。之后,研究人員又用活小鼠進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)如果用一種藥物抑制小鼠的胰島素分泌,那么這種小鼠倒時(shí)差的速度就會(huì)變得很慢。相比之下,胰島素沒有被抑制的對(duì)照組只需4天就完全倒過來了。
佐藤教授將研究結(jié)果寫成論文,發(fā)表在著名的《細(xì)胞》(Cell)雜志的子刊《細(xì)胞報(bào)告》(Cell Reports)上。佐藤教授表示,如果人類也和小鼠一樣具備這種功能的話,那就說明我們可以通過吃飯來倒時(shí)差。比如,如果你剛剛從歐洲回來,那么你的生物鐘將比北京時(shí)間晚六七個(gè)小時(shí),佐藤教授建議你可以早飯時(shí)多吃點(diǎn),促進(jìn)胰島素的分泌,這樣倒起時(shí)差來可能會(huì)更快。endprint