"生物鐘"到底是什麼?它是怎麼知道一天有24小時的?

日前，2018年的諾貝爾生理學或醫學獎剛剛塵埃落定，而2017年的這個獎，則被授予了3位美國科學家，以表彰他們發現「生物體晝夜節律的分子機制」。

他們研究發現，當人的生物鐘與地球旋轉保持同步時，最為健康。

那麼，問題來了，「生物鐘」到底是個什麼東東呢？為什麼會有這樣的現象呢？

今天我們就給大家來簡單地科普一下。

「生物鐘」它到底是什麼？

生物鐘，它好比我們身體內的一種無形的「時鐘」，實際上是生物體生命活動的內在節律性，它是由生物體內的時間結構序所決定。

生物鐘控制著我們的晝夜作息，控制著我們的生理狀態適應個環境。生物鐘預期並調控我們的生理以適應日常中的不同階段。

合理的生物鐘有助於調節睡眠模式、飲食行為、激素釋放、血壓和體溫。所謂生物鐘，通俗的講就是讓我們在正確的時間做正確的事情，這些也與我們的幸福和健康息息相關。

在我們生理機制的眾多複雜過程都有生物鐘的影響。

1971年，美國加州理工學院的教授Seymour Benzer和他的學生RonaldKonopka以果蠅為模型，研究可以控制果蠅晝夜節律的基因。他們證實了一個未知基因的變異可以破壞果蠅的生物鐘。後來，紐約洛克菲勒大學的Michael Young教授成功分離出這個「周期」（Period）基因，簡稱Per基因。

1984年，波士頓的布蘭迪斯大學的Jeffrey Hall 和Michael Rosebush與紐約洛克菲勒大學的 Michael Young教授合作研究果蠅來解釋生物鐘是如何運作的。後來成功分離出這個「周期」（Period）基因，PER蛋白濃度在24小時周期中波動，和晝夜節律同步。

發現Per基因是人們認識生物鐘的一個良好開端，但是只靠這個基因還是無法解釋為何人體具有24小時節律以及在白晝和黑夜有不同的行為的機理。

後來，Michael Young的又一項研究揭開了其中的奧秘，他發現了又一個生物節律基因，稱為DBT基因，DBT蛋白又可延遲Per蛋白的積累，因此，讓Per蛋白增加和減少的周期固定在24小時左右。

1994年，在美國芝加哥北郊西北大學工作的日裔科學家Joseph S. Takahashi用老鼠實驗，發現了哺乳動物的生物時鐘基因——Clock基因，才比較完整地解釋了人和動物的生物鐘。

綜上，哺乳動物的生物時鐘是由Clock基因和蛋白、Per基因和蛋白、Tim基因和蛋白、DBT基因和蛋白這4種基因和蛋白共同作用，形成了人24小時生物節律。如果這些基因突變後，會致使我們的生活規律變得混亂不堪，甚至讓其晝夜節律完全消失，成為一個「熬夜狂魔」。

熬夜導致生物鐘紊亂，誘導各種疾病！

眾多研究發現，我們身體內共用一套非常相似的晝夜節律調控機制。在我們的一個晝夜當中，我們身體的體溫、脈搏、血壓、激素、耗氧量等都是在隨著時間的更替變化而變化著，有些還會呈現出很強的周期性。現在科學研究也表明，生物鐘調控著人體的健康。如果人們不按生物鐘作息、生活和工作時，工作效率會很低，還有可能導致肥胖、糖尿病、高血壓、抑鬱症和腫瘤等其他複雜疾病。

長期的熬夜會引發我們的生物鐘紊亂，可引發身體增重、超重，抑制免疫力，誘發糖尿病、心腦血管疾病等，科學研究發現，三班倒的職業人群患2型糖尿病的機率比普通人群高。經常熬夜，違背作息規律，就會造成我們的生物鐘紊亂，導致睡眠障礙、飲食不振等問題；更甚者還易感染或加重病情。

尤其是凌晨時間段，人體的血液流速會變慢，容易產生血栓。如果經常熬夜，影響身體的正常休息機制，會誘發心腦血管疾病，所以我們建議大家入睡時間不晚於23點。