未来,你将准确知道自己需要睡多久

A man sleeps in the sun on the promenade in Blackpool, northern England, Britain July 21, 2016. REUTERS/Phil Noble - D1BETQVUQPAB
Internal clocks control just about every aspect of our health, from appetite to sleep.Image: REUTERS/Phil Noble
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对于凌晨2点才开始犯困的人来说,闹钟的铃声可能令人难以忍受。

今年春天发现了一种会导致夜猫子行为的基因突变,或许能带来转机。

无论你是夜猫子,还是每天随日出轻松醒来的早起者,你的睡眠习惯都受昼夜节律调节。这些内在生物钟几乎控制着我们健康的方方面面,从食欲和睡眠到细胞分裂、激素生成和心血管功能。

和许多研究昼夜节律生物学复杂机制的人一样,我乐观地认为,有朝一日我们能够设计出同步细胞生物钟的药物。老板对迟到者皱眉的情形,或许很快就会成为过去。

Image: 麦肯锡公司

我们的内在生物钟

你体内几乎每个细胞都含有一个分子生物钟。大约每24小时,专门的时钟蛋白彼此作用,仿佛在缓慢共舞。在一天之中,这场慢舞会让基因适时表达,从而控制身体何时发生特定过程,例如释放促进睡眠的褪黑激素等激素。

为什么心脏病发作和中风在清晨的发生率会高出两到三倍?这要归因于我们的内在生物钟:它会协调早晨血压升高,帮助你醒来。为什么青少年应该听从父母的劝告按时上床睡觉?因为人体生长激素每天只分泌一次,这与夜间睡眠有关。

几乎所有生物功能都与我们的内在生物钟密切相关。我们的身体与这些周期协调得如此精细,以至于人造光造成的干扰会增加肥胖、慢性炎症性疾病和癌症的风险。

进餐时间也会影响健康:什么时候吃,可能比吃什么更重要。几年前,一项研究考察了作为夜行动物的老鼠的进食行为。老鼠在夜间活动时段吃高脂饮食,体形仍相对苗条;而在白天和夜间都吃同样食物的老鼠,则变得严重肥胖。正在开展的研究或许很快会揭示,这些发现如何适用于人类饮食习惯。

此外,一些1,000种获美国食品药品监督管理局批准的药物以受内在生物钟控制的基因为靶点。这意味着药物的服用时间可能很重要。例如,某些降胆固醇他汀类药物在晚上服用效果最好,因为此时它们最能作用于目标——HMG-CoA还原酶。

生物钟养护入门

我们的内在生物钟由个体基因编码。大多数人的生物钟处于24小时周期的中间范围,但也有许多偏离者,包括夜猫子,他们的生物钟与外界不同步。

据估计,每75人中就有1人携带时钟蛋白CRY1中的“夜猫子突变”,导致他们直到深夜才感到困倦。这不仅让夜猫子早上更难醒来,他们长于一天的内在生物钟还会使他们长期处于类似时差的状态。

对夜猫子来说,睡眠周期在很大程度上不受他们控制。但对我们其他人而言,可以采取一些措施,让休息更安稳、改善健康。

大脑会同步各个细胞中的生物钟。进入眼睛的光线有助于大脑的“主时钟”与昼夜周期保持协调。因此,当你前往另一个时区时,内在生物钟就会与太阳周期错位。适应新的当地时间大约需要一周。

夜间明亮的人造光会让主时钟误以为仍是白天,促使细胞生物钟加快运转以跟上节奏。因此,夜间接触过多强光,即使没有出远门,也可能让你产生时差反应。最近一项研究发现,仅仅在夜间使用电子阅读器几个小时,就可能导致睡眠质量变差,第二天警觉性降低。

养成良好的“光照卫生”习惯,可以尽量减少人造光造成的干扰。白天让自己充分接触明亮光线,黄昏后尽量减少接触人造光。这些做法有助于让内在昼夜生物钟与明暗周期保持同步,从而促进良好睡眠和整体健康。

是什么在驱动你的生物钟?

随着我们对昼夜节律运作方式了解得更多,就能更好地设计利用生命自然节律的治疗方案。

在我的实验室里,我们研究调控昼夜节律的复杂分子机制。通过观察CRY1如何相互作用,我们希望了解遗传突变如何严重扰乱昼夜节律。CRY1中的夜猫子突变似乎会使它更紧地抓住配对蛋白,就像一个不懂得何时该换舞伴的糟糕舞伴。当CRY1没有在恰当时机放开配对蛋白时,生物钟控制的一切过程都会延迟。

如果我们能更好地理解这些机制,就有望为新药研发奠定基础,为相当一部分人带来帮助。也许我们可以把夜猫子的内在生物钟缩短到约24小时,帮助他们在“正常”时间入睡。

鉴于生物计时机制十分复杂,可能还有许多基因会影响昼夜节律的时间安排。试想,根据每位患者的昼夜节律来安排用药时间,在尽量减少副作用的同时,让药物发挥最大作用。设想患者在服用治疗高血压或降低胆固醇的药物前先看一眼手表。理想情况下,有朝一日,类似Fitbit的设备将监测我们的昼夜节律,实时精准地测量各项生理功能。

这听起来或许不切实际,但其实已离现实不远。科学家目前正在寻找可通过血液检测、用于判定内在生物钟时间的生物标志物。

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