人體生物鍾是怎麼運作的？

在這個世界上，無論是人、動物還是植物，都有生物鍾。 這個神奇的”鍾錶”有時讓人清醒，有時讓人疲倦。 那麼，它究竟是怎樣運行的？

歐盟議會週二（3月26日）投票決定，從2021年起廢除冬令時和夏令時制度。 這意味著，歐盟國家將告別冬夏一個小時的時間轉換。 對於一些人來說，這是一個好消息–再不用每年兩次調整睡眠了;另一些人則從未體會到這一小時差異的影響。 為什麼會有這種差異？ 還是和每個人的生物鍾有關。

2017年，諾貝爾生理學與醫學獎被授予三位美國遺傳學家，以表彰他們在晝夜節律控制機制方面的發現。 而晝夜節律控制機制就是生物鍾。 當時，一些中國網友就對科學家們的發現進行了精闢總結：”好好睡覺，不要打亂生物鍾！ ”

植物如何知道何時天亮、何時天黑的？

早在18世紀，科學家們就發現，植物是有生物鍾的，這讓它們白天葉子打開，晚上葉子合起來。 即便是生長在黑不見光的環境下，植物仍會保持這個12小時晝開夜合的作息。 當時人們還不知道這背後的原因。

到了上世紀70年代，以美國生物學家西摩·本澤（Seymour Benzer）為首的一批科學家，發現了果蠅身上的這種控制生物機體晝夜節律的基因。 到了80年代，上文提到的那三位科學家–也就是2017年諾貝爾生理學與醫學獎得主，成功地分離出該基因。 他們的研究顯示，這一基因會讓一種蛋白質在夜晚時分在細胞內積累，並在白天再次慢慢分解。 慕尼黑大學研究時間生物學的教授羅內伯格（Till Roenneberg）對媒體說，這三位科學家的發現顯示了，”基因在調解生物鍾”。

這種機制不僅適用於果蠅，也適用於人類和植物。 機體因此”知道”，當這種蛋白質充足的時候，就是黑夜;當其分解時，就是白天。 這個自然迴圈讓我們的生物節律恰好是地球的旋轉週期。

生物鍾是怎麼運作的？

對於我們人類而言，生物鍾讓我們在夜間的血壓降低、呼吸平緩。 這也為機體的夜間修復、休養提供啟動信號。 我們的身體在夜間3點到4點之間達到功率曲線的最低點。 到了早晨，身體慢慢恢復活動狀態。 大部分人在上午10點至12點以及下午5點左右精力最好，在下午2點左右則容易感覺疲倦、犯困。 太陽是我們「內部計時器」的外部參照，日光讓我們的生物鍾有了校準脈衝。

生物學家羅內伯格說，「如今我們知道，生物鍾是一個非常複雜的系統」，「不僅是頭腦中存在這樣一個鐘錶，生物鍾在我們機體內的每個細胞中都存在」。。

以我們的肝臟為例。 白天，肝臟從葡萄糖中積累糖原;晚上，肝臟將糖原分解，為身體提供葡萄糖。 “如果積累和分解同時進行，就沒意義了，”呂貝克大學神經生物學研究所的學者奧斯特（Henrik Oster）說，”必須在時間上有間隔。 ”

生物鍾紊亂的危害

如果出現生物鍾紊亂，我們會感覺虛弱、疲倦。 如果「內部計時器」（個人生物鍾）長期沒與「外部時鐘」（日出日落）達到和諧的狀態，我們可能會生病。

學者奧斯特說，生物鍾”並不是生存必需，但對協調代謝過程和日常生活非常重要”。

如果從法蘭克福飛到北京，我們的生物鐘會有所滯後，這會導致困頓、疲倦，不過通常在短時間內可以再次恢復正常。

如果是兩班倒、三班倒，就不一樣了。 “內部計時器”與”外部時鐘”的持續不調，會帶來負面影響，例如，增加罹患精神疾病、糖尿病、癌症的幾率。

想要皮膚好，最好早睡覺？

我們是”熬夜型選手”還是”早起型選手”，也是由我們的基因決定的。 如果非要”逆天”（逆基因）行事，比如困了還不睡，那麼遲早會遭到身體的懲罰。 比如神經緊張、睡眠障礙、胃病，甚至是抑鬱症、心臟病。

“生物鍾對於機體的一切運行都有影響”，羅內伯格說。

不過，每個人的生物鍾都有所不同，因此有人是”夜貓子”，有人是”早起的鳥”。 不過，研究人員對「早睡早起」和「晚睡晚起」人群的皮膚細胞進行了檢測后發現，早睡早起一組的生物鍾運行地稍快一點。