昼夜节律:身体里的那口钟
视交叉上核如何维持接近二十四小时的内在节律、光线为何是最强的对时信号、早鸟与夜猫子的由来,以及什么是社会性时差。
- 视交叉上核是昼夜节律的中枢起搏器,内在周期接近但通常略长于二十四小时。
- 校准主要依靠光线,通过一类专门的视网膜细胞传入。
- 清晨的光使节律提前,夜间的光使节律延后。
- 时型(早鸟或夜猫子)部分由遗传决定,并在青春期最晚。
- 2017 年诺贝尔生理学或医学奖授予霍尔、罗斯巴什与扬,表彰分子钟机制的研究。
人体内部有一口钟,而且它并不完全准。把一个人放在没有任何时间线索的环境里,作息仍会按一个接近但通常略长于二十四小时的周期继续运转。要让这口内在的钟与外界的昼夜对齐,需要每天被重新校准——这个过程叫做授时。
主钟在下丘脑。位于下丘脑的视交叉上核是这套系统的中枢起搏器。它接收来自视网膜的信号,再把节律信息传递给全身几乎所有组织——肝脏、肠道、肌肉都有自己的外周时钟,受主钟统一协调。2017 年的诺贝尔生理学或医学奖授予霍尔(Hall)、罗斯巴什(Rosbash)与扬(Young),表彰的正是他们阐明了驱动这套节律的分子机制。
光线是最强的对时信号。校准主要靠光,而且靠的是一类专门的视网膜细胞,它们对光的整体强度敏感,与负责成像的视锥、视杆细胞并不相同。时机决定方向:清晨的光把生物钟往前拨,让人更早困、更早醒;夜晚的光则把它往后推。这一条比任何助眠技巧都基础——早上出门见光,晚上把环境调暗,是对生物钟最直接的干预。
早鸟与夜猫子。作息偏好——也就是时型——有相当一部分来自遗传,并不是自律程度的体现。它还会随人生阶段移动:儿童偏早,青春期显著后移并在成年早期达到最晚,此后逐渐前移。青少年上课犯困,很大程度上是内在时钟与上课时间不匹配的结果,而不是单纯的懒。
社会性时差。伦内伯格(Till Roenneberg)提出的这个概念,指的是身体的钟与闹钟之间的落差:工作日被迫早起,休息日则顺着自然节律晚睡晚起,两者之间的时间差相当于每周往返一次几个时区。它比“少睡了几小时”更能说明为什么周一早晨格外难熬——问题不只是总量不足,还有节律被反复推来推去。
值得区分的是两套并行的系统。昼夜节律决定你在一天中的什么时候容易困、什么时候容易清醒;而睡眠的稳态压力随清醒时间不断累积,决定你需要多少睡眠。晚上难以入睡有时并不是因为不够累,而是因为身体的钟还没走到该睡的位置——这两种情况的对策并不相同。
外周时钟同样值得一提。肝脏、肠道等组织各有自己的节律,并受进食时间影响,这意味着饮食时间不规律可能让不同组织的时钟彼此错开,即便睡眠时间本身没有改变。这一方向的研究仍在发展中,目前还不足以支撑具体的时间表建议。
还有一个实际问题值得一提:跨时区旅行和轮班工作之所以难熬,原因并不只是少睡了几个小时,而是内在节律与外部时间被强行错开,而节律的调整本身需要时间。身体的钟每天能够移动的幅度有限,这也是为什么突然改变作息通常要好几天才能适应,而不是一夜之间。
明白这一点之后,很多关于睡眠的建议就不再像是零散的技巧,而是同一件事的不同侧面:让身体知道现在是几点。
务实的结论并不复杂:固定的起床时间比固定的入睡时间更有效,因为起床时间决定了见光的时机;而见光的时机决定了那口钟往哪个方向走。至于褪黑素在这套系统中扮演什么角色,本栏目另有专文说明——它是节律的信使,而不是安眠药。
常见问题
依据来源
- 霍尔、罗斯巴什与扬关于分子生物钟机制的研究(2017 年诺贝尔生理学或医学奖)
- 伦内伯格提出的社会性时差概念
- 时间生物学关于光照授时与时型的研究
本文仅供参考，不能替代医生的诊断与建议。