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你是不是有過這種感覺，每天最折磨人的時間段，莫過于晚飯后開始作業(yè)輔導(dǎo)的時候了。一到這個時候，每個有孩子的家庭都會傳出家長的怒吼！一到這個時候，每個家長也都感覺自己快要心梗了……

實際上，家長們陪作業(yè)的時間似乎不太對。來自諾獎的研究發(fā)現(xiàn)，晚飯后是一天中血壓最高的時間。為了避免出現(xiàn)陪作業(yè)到爆血管的事故，請各位家長謹(jǐn)慎挑選陪寫作業(yè)的時機！

而這個負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)我們的生理機能，使其與地球的24小時自轉(zhuǎn)周期保持一致的，就是我們常說的“晝夜節(jié)律”，或者更常見的說法——“生物鐘”。

生物鐘系統(tǒng)對于身體至關(guān)重要，能讓我們在白天保持精力充沛，在夜晚順利入眠，體溫、血壓，甚至免疫系統(tǒng)都會按照晝夜節(jié)律規(guī)律的進行周期性調(diào)節(jié)。

不止人類，這個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)在陽臺上那群寵物就開始躁動起來……這是生物在進化過程中不斷適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)規(guī)律的結(jié)果。

那么，這個內(nèi)部“時鐘”是如何順利運行的？靠的就是我們身體里為各個組織部門進行“報時”的“鐘表匠”們。

1971年，加州理工學(xué)院的科學(xué)家們在研究果蠅（又是這個萬能的科研標(biāo)本）時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其體內(nèi)一個基因產(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。該基因突變的果蠅的晝夜節(jié)律有的變長，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。

這個基因就是我們體內(nèi)重要的“鐘表匠”之一——Period基因，簡稱PER基因。

其編碼的蛋白被稱為PER蛋白。在晚上，PER蛋白會在果蠅體內(nèi)積累，到了白天又會被分解。其濃度會循環(huán)震蕩，周期為 24 小時，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基因有活性的時候，可以合成PER信使RNA，后者進入細(xì)胞質(zhì)后開始合成PER蛋白。隨后，PER蛋白進入細(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入細(xì)胞核這種“機要之地”。它必須借助另一為“鐘表匠”的幫助，這位鐘表匠被稱為節(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，兩個蛋白才可以一起進入細(xì)胞核，并且在那里抑制 PER基因的活性。

用更通俗的說法，我們可以想象這么一個畫面——

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，我們稱它為PER匠。

造好的零件“PER蛋白”被堆積在院子里，越來越多，眼看就要擠進屋子了。

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

PER匠這才意識到：媽呀，做多了，趕緊停工吧，休息一下！

隨后屋外的零件就會慢慢被運走（消失），等到PER匠發(fā)現(xiàn)屋里已經(jīng)沒有零件時，又慌忙開始辛勤的勞動起來。

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。這個過程就不斷的循環(huán)往復(fù)下去……這樣晝夜節(jié)律就形成啦！

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

這個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小時左右。

當(dāng)然，我們的生物鐘是個極其復(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。

希望你還沒有被繞暈，只需要知道這是一個很復(fù)雜的過程。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，還需要一個總體協(xié)調(diào)人來給它們“對表”。這時候，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接受到來自陽光的信號，扯開嗓子叫醒身體：現(xiàn)在是活動的好時候，各個機能部門都甩開膀子加油干啊！

到了夜晚時，光照減弱，我們的身體則會產(chǎn)生褪黑色素，告訴我們該上床睡覺了。

可見光照對于我們的身體是一個強烈的信號，人體會據(jù)此調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境的“生物鐘”系統(tǒng)。然而，這個經(jīng)過萬年進化演變而來的精密系統(tǒng)，近百年卻遭到了前所未有的挑戰(zhàn)——燈光。

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

尤其是近些年手機、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屏幕會發(fā)射大量藍(lán)光，當(dāng)這種藍(lán)光信號被視網(wǎng)膜光敏細(xì)胞ipRGCs檢測到時，它會錯誤的認(rèn)為當(dāng)前時段是白天。從而抑制褪黑色素的產(chǎn)生，人們就會毫無困意。越來越多的人發(fā)現(xiàn)，想要順利入睡，已經(jīng)離不開眼罩的幫助了。

長期的生物鐘混亂會引起各種負(fù)面問題，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，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)正常的活動吧！

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