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你是不是有過(guò)這種感覺(jué)，每天最折磨人的時(shí)間段，莫過(guò)于晚飯后開(kāi)始作業(yè)輔導(dǎo)的時(shí)候了。一到這個(gè)時(shí)候，每個(gè)有孩子的家庭都會(huì)傳出家長(zhǎng)的怒吼！一到這個(gè)時(shí)候，每個(gè)家長(zhǎng)也都感覺(jué)自己快要心梗了……

實(shí)際上，家長(zhǎng)們陪作業(yè)的時(shí)間似乎不太對(duì)。來(lái)自諾獎(jiǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，晚飯后是一天中血壓最高的時(shí)間。為了避免出現(xiàn)陪作業(yè)到爆血管的事故，請(qǐng)各位家長(zhǎng)謹(jǐn)慎挑選陪寫(xiě)作業(yè)的時(shí)機(jī)！

而這個(gè)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)我們的生理機(jī)能，使其與地球的24小時(shí)自轉(zhuǎn)周期保持一致的，就是我們常說(shuō)的“晝夜節(jié)律”，或者更常見(jiàn)的說(shuō)法——“生物鐘”。

生物鐘系統(tǒng)對(duì)于身體至關(guān)重要，能讓我們?cè)诎滋毂３志Τ渑?，在夜晚順利入眠，體溫、血壓，甚至免疫系統(tǒng)都會(huì)按照晝夜節(jié)律規(guī)律的進(jìn)行周期性調(diào)節(jié)。

不止人類(lèi)，這個(gè)星球上所有的生命都有一套自己的晝夜循環(huán)系統(tǒng)，譬如天一黑，你養(yǎng)在陽(yáng)臺(tái)上那群寵物就開(kāi)始躁動(dòng)起來(lái)……這是生物在進(jìn)化過(guò)程中不斷適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)規(guī)律的結(jié)果。

那么，這個(gè)內(nèi)部“時(shí)鐘”是如何順利運(yùn)行的？靠的就是我們身體里為各個(gè)組織部門(mén)進(jìn)行“報(bào)時(shí)”的“鐘表匠”們。

1971年，加州理工學(xué)院的科學(xué)家們?cè)谘芯抗墸ㄓ质沁@個(gè)萬(wàn)能的科研標(biāo)本）時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其體內(nèi)一個(gè)基因產(chǎn)生突變后，原本生活作息規(guī)律的果蠅突然變得混亂起來(lái)。該基因突變的果蠅的晝夜節(jié)律有的變長(zhǎng)，有的變短，有的甚至完全消失了……

在此基礎(chǔ)上，1984 年三位科學(xué)家（杰弗里·霍爾， 邁克爾·羅斯巴什，邁克爾·楊）成功地從果蠅體內(nèi)分離提取出了該基因，并因此獲得了2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

這個(gè)基因就是我們體內(nèi)重要的“鐘表匠”之一——Period基因，簡(jiǎn)稱(chēng)PER基因。

其編碼的蛋白被稱(chēng)為PER蛋白。在晚上，PER蛋白會(huì)在果蠅體內(nèi)積累，到了白天又會(huì)被分解。其濃度會(huì)循環(huán)震蕩，周期為 24 小時(shí)，剛好和晝夜節(jié)律相同。

為了解釋這種現(xiàn)象，科學(xué)家們提出了一個(gè)假設(shè)——PER蛋白可以讓PER基因失去活性。

當(dāng)PER基因有活性的時(shí)候，可以合成PER信使RNA，后者進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后開(kāi)始合成PER蛋白。隨后，PER蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，逐漸積累，抑制PER基因的活性，使其生產(chǎn)PER蛋白減少。這樣，PER蛋白與PER基因形成了一個(gè)抑制反饋的環(huán)路，PER蛋白可以抑制基因合成自己，形成了晝夜節(jié)律。

此外，PER蛋白并不能靠自己的力量進(jìn)入細(xì)胞核這種“機(jī)要之地”。它必須借助另一為“鐘表匠”的幫助，這位鐘表匠被稱(chēng)為節(jié)律基因——“TIM基因”。

只有在其編碼的TIM蛋白與PER 蛋白結(jié)合后，兩個(gè)蛋白才可以一起進(jìn)入細(xì)胞核，并且在那里抑制 PER基因的活性。

用更通俗的說(shuō)法，我們可以想象這么一個(gè)畫(huà)面——

在一間昏暗的小屋子，辛勤的鐘表匠“PER基因”埋頭苦干，為了養(yǎng)家糊口不停的制造鐘表零件，我們稱(chēng)它為PER匠。

造好的零件“PER蛋白”被堆積在院子里，越來(lái)越多，眼看就要擠進(jìn)屋子了。

這時(shí)候老師傅的鄰居“TIM蛋白”就拿著零件慌忙說(shuō)：老哥，快別造零件了！你看，門(mén)外已經(jīng)堆不下，都擠進(jìn)屋里啦！

PER匠這才意識(shí)到：媽呀，做多了，趕緊停工吧，休息一下！

隨后屋外的零件就會(huì)慢慢被運(yùn)走（消失），等到PER匠發(fā)現(xiàn)屋里已經(jīng)沒(méi)有零件時(shí)，又慌忙開(kāi)始辛勤的勞動(dòng)起來(lái)。

制造制造，擁擠擁擠，停工停工，消失消失，制造制造，擁擠擁擠，停工停工，消失消失。這個(gè)過(guò)程就不斷的循環(huán)往復(fù)下去……這樣晝夜節(jié)律就形成啦！

但是為什么這個(gè)循環(huán)周期會(huì)保持在24小時(shí)左右呢？這就要靠第三位“鐘表匠”——DBT基因。

這個(gè)基因最主要的工作是合理安排零件的消失周期，相當(dāng)于鐘表匠家里的庫(kù)房管理者。其編碼的DBT蛋白可延遲PER蛋白的積累，讓PER蛋白循環(huán)的周期固定在24小時(shí)左右。

當(dāng)然，我們的生物鐘是個(gè)極其復(fù)雜而精密的系統(tǒng)，其涉及到的關(guān)聯(lián)基因遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。覺(jué)得上面的解釋不夠全面的朋友們，可以感受一下下面這張圖：

不斷的研究顯示，參與調(diào)節(jié)生物鐘的基因種類(lèi)繁多，包括但不限于BMAL1, CLOCK, PER, CRY, DEC1, DEC2 等等，相關(guān)的研究也在持續(xù)探索中。

希望你還沒(méi)有被繞暈，只需要知道這是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程。很多辛勤的基因鐘表匠都參與其中，為我們身體里的大時(shí)鐘添磚加瓦就好啦~

生產(chǎn)鐘表的匠人們各司其職，還需要一個(gè)總體協(xié)調(diào)人來(lái)給它們“對(duì)表”。這時(shí)候，就需要視交叉上核SCN的幫助了。

視交叉上核就是前側(cè)下丘腦核，它是哺乳動(dòng)物晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)系統(tǒng)的中樞結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)睡眠與覺(jué)醒、激素、代謝和生殖等眾多生物節(jié)律。

一到白天，SCN接受到來(lái)自陽(yáng)光的信號(hào)，扯開(kāi)嗓子叫醒身體：現(xiàn)在是活動(dòng)的好時(shí)候，各個(gè)機(jī)能部門(mén)都甩開(kāi)膀子加油干啊！

到了夜晚時(shí)，光照減弱，我們的身體則會(huì)產(chǎn)生褪黑色素，告訴我們?cè)撋洗菜X(jué)了。

可見(jiàn)光照對(duì)于我們的身體是一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)，人體會(huì)據(jù)此調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境的“生物鐘”系統(tǒng)。然而，這個(gè)經(jīng)過(guò)萬(wàn)年進(jìn)化演變而來(lái)的精密系統(tǒng)，近百年卻遭到了前所未有的挑戰(zhàn)——燈光。

電燈的出現(xiàn)，讓我們徹底點(diǎn)亮了黑夜。大家的夜生活也被極大的拓展，比如必需熬夜寫(xiě)作業(yè)了……時(shí)間被更有效的利用，但隨之而來(lái)的就是生物鐘開(kāi)始出現(xiàn)混亂。

尤其是近些年手機(jī)、電腦等電子屏幕的出現(xiàn)，情況變得更為嚴(yán)重。電子產(chǎn)品的LED屏幕會(huì)發(fā)射大量藍(lán)光，當(dāng)這種藍(lán)光信號(hào)被視網(wǎng)膜光敏細(xì)胞ipRGCs檢測(cè)到時(shí)，它會(huì)錯(cuò)誤的認(rèn)為當(dāng)前時(shí)段是白天。從而抑制褪黑色素的產(chǎn)生，人們就會(huì)毫無(wú)困意。越來(lái)越多的人發(fā)現(xiàn)，想要順利入睡，已經(jīng)離不開(kāi)眼罩的幫助了。

長(zhǎng)期的生物鐘混亂會(huì)引起各種負(fù)面問(wèn)題，比如注意力下降、免疫力下降、 肥胖、心臟病和高血壓等等等等。

為了健康著想，還是放下手機(jī)，遠(yuǎn)離電腦，按照規(guī)律的作息早睡早起，讓身體里的鐘表匠們回復(fù)正常的活動(dòng)吧！

本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“把科學(xué)帶回家”。文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn)，不代表芥末堆立場(chǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者。