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长期日夜颠倒身体会怎样?

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日报标题:除了能假装在美国,长期日夜颠倒的身体会怎样?

Poopfly,子在川上曰:晚上不睡白天崩溃

昼夜节律与我的在研课题相关,就算这是个小话题,非专业的人可能不感兴趣,但即使零赞,这个问题我也要强答。

所谓生物节律(biological rhythms)即生物不同水平的生命行为在一定的时间内按顺序发生规律性的震荡变化。生物节律不仅仅干预生物整体的生活规律,并且能直接影响分子、细胞、器官、系统等各个水平的生命活动。对于所有的生物来说,大多数的行为和生理活动都被生物节律调节与控制,按生物节律频率的高低可将其分为高频(如心动、呼吸周期)、中频(昼夜节律)和低频(如月经周期)。其中最重要的当属昼夜节律(circadian rhythms)。

由于地球自转周期为 24 小时,所有对光敏感的生物体(从原核生物到高级哺乳动物)都进化出一套周期约 24 小时的计时装置,这样他们就可以预先主动地调节自身的生理活动与地球的自转周期保持协调,而不是被动的做出反应。通俗的讲这个叫生物钟。昼夜节律调节着哺乳动物的睡眠周期、体温、能量代谢、细胞分裂周期、激素分泌等生理活动。但透明生命寥寥无几,光是怎样调节人体机能的呢?

(以下内容非专业人士跳过中枢时钟系统和外周时钟系统,直接看后面的结论)

中枢时钟系统

生物钟分为中枢时钟(central clock),一般认为中枢时钟位于视交叉上核(SCN,Specialized suprachiasmatic nuclei)中,眼睛接收光线的变化,通过“视网膜 - 下丘脑通路”(retino-hypothalamic tract)将电信号转化为化学信号传递到 SCN,使其中的时钟基因(clock genes)的表达发生改变,产生昼夜节律的振荡;SCN 的神经元细胞以突触联接、旁分泌、体温、血糖、内分泌等多种方式调节外周细胞自身的生物钟,并使全身细胞保持与中枢时钟相同的节律。例如作息规律产生饮食 - 饥饿节律(feeding-fasting rhythms),这种节律又可以控制肝脏、胰腺、心脏、肾脏和骨骼肌等外周器官的昼夜节律。饮食规律同步化外周时钟的机理目前仍不明了,当前主流观点推测认为某些营养感受激素(nutrient-sensing hormone)和细胞内代谢有关。

外周时钟系统

几乎所有的外周组织,包括 SCN 以外的大脑组织,都有外周时钟系统,被称为外周振子(peripheral oscillators),外周振子不直接对光线产生反应,但他们对体内的各种化学信号和体温十分敏感,因此 SCN 可通过直接或间接地方式协调心、肝、肾等器官的外周振子的频率,达到同步化。直接调控的方式可能包括:周期性分泌的激素和通过外周神经传递的神经信号;间接调控的方式包括:作息规律和饮食规律。

这些外周组织中富含节律基因,在哺乳动物中,重要的时钟基因包括:Clock、Baml1、Period 家族、Cryptochrome 家族、Rev-erbα等。下图就是在没有中枢时钟发出指令时,外周时钟系统自我震荡的机制,不巧,也是 24 小时周期。

以上内容基本说明了我们人类的昼夜生活习惯是如何养成的,看不懂的说再多也不懂,能看懂的基本到这里也都能懂了。

昼夜颠倒的影响

说了这么多,结论是,光照的节律性改变才是产生不良生理反应的关键,所以倒时差不会产生长期的影响。

第一,会导致代谢性疾病,如糖尿病、肥胖、骨质疏松、性能力下降。

第二,当外周节律紊乱,细胞增殖能力发生改变,会引起激素依赖性的肿瘤发病率增加,如卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌。

经常值夜班的女性有更高的乳腺癌发病率,而且工作时间越长、每周夜班次数越多就越容易患乳腺癌[1],昼夜节律的紊乱已被认为是乳腺癌的诱因之一。Keith 等认为昼夜节律的紊乱是比家族史更重要的乳腺癌诱癌因素[2]。加拿大的流行病学报告显示,加拿大航空公司的飞行员前列腺癌的患病率显著高于加拿大的平均水平[3]。来自北欧的飞行员报告也显示了类似的结果[4]。日本的报告也显示,轮班工作和前列腺癌的发病率有密切的联系[5]

1.Schernhammer ES, Laden F, Speizer FE, Willett WC, Hunter DJ, Kawachi I, Colditz GA: Rotating night shift sand risk of breast cancer in women participating in the nurses’ health study. J Natl Cancer Inst 2001, 93:1563-1568.

2.Keith LG, Oleszczuk JJ, Laguens M: Circadian rhythm chaos: a new breast cancer marker. Int J Fertil Womens Med 2001, 46:238-247.

3.Band PR,Le ND, Fang R, Deschamps M, Coldman AJ, Gallagher RP, Moody J: Cohort study of Air Canada pilots: mortality, cancer incidence, and leukemia risk. Am J Epidemiol 1996, 143:13-43.

4.Pukkala E, Aspholm R, Auvinen A, Eliasch H, Gundestrup M, Haldorsen T, Hammar N, Hrafnkelsson J, Kyyrönen P, Linnersjö A, Rafnsson V, Storm H, Tveten U: Cancer incidence among 10, 211 airline pilots: a Nordic study. Aviat Space Environ Med 2003, 74:699-706.

5.Kubo T, Ozasa K, Mikami K, Wakai K, Fujino Y, Watanabe Y, Miki T, Nakao M, Hayashi K, Suzuki K, Mori M, Washio M, Sakauchi F, Ito Y, Yoshimura T, Tamakoshi A: Prospective Cohort Study of the Risk of Prostate Cancer among Rotating-Shift Workers: Findings from theJ apan Collaborative Cohort Study. Am J Epidemiol 2006, 164:549-555.

这个回答不为赞,为孤独的研究,如果有人看懂了,收藏了就是我的荣幸。

子在川上曰:晚上不睡白天崩溃,不舍昼夜。

老子曰:就是不睡。


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