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听听时钟

时间:2019-03-24 13:15:59 来源:延庆资讯网 作者:匿名



听“时钟”

作者:未知

晚上吃得太晚可能导致糖尿病。深夜工作可能会导致癌症。心脏病常常发生在早晨。人类历史上最严重的工业事故大多发生在凌晨......所有这些都是生物钟。因此,诺贝尔生理学奖对健康的影响是:

颁发了年度诺贝尔生理学奖,美国科学家杰弗里·霍尔,迈克尔·罗斯巴赫和迈克尔·扬因发现控制昼夜节律的分子机制而获奖。如果你不明白这意味着什么,那么简而言之,这三位科学家实际上正在研究“时钟”,但他们并没有研究他们可以购买什么,戴在手上或挂在墙上。时钟是一个生物钟,在我们的身体里嘀嗒作响。

“时钟”如何发痒?

生物钟是一种美妙的生理功能。动物的夜间动物和植物的春花秋秋是我们早已知道的现象,穿越时区的疲劳和夜班的困倦是生物钟给我们带来的最直接的感受。生物钟的现象非常普遍,但很长一段时间,科学家们并不了解隐藏在体内的小钟,它在哪里,以及它如何嘀嗒。

为了找到这个时钟,科学家们在动物实验中剥离了动物的肾上腺,脑垂体,甲状腺,胰腺或电击,甚至用酒精饮用这些动物。手段耗尽,动物的生物节律保持不变。直到20世纪70年代,科学家才去除了位于大鼠下丘脑的视交叉上核,发现小鼠的生物节律终于消失了。科学家随后意识到人类和其他哺乳动物的主要生物钟是视交叉上核。以人为例,在日常活动中,虽然人体内部器官和皮肤不能敏感,但交叉的上部核可以通过眼睛感受到外部光线的强度,从而产生“时钟定时”并调整昼夜节律。

后来,科学家们进一步发现,生物钟现象并不一定需要大脑的参与。它是一种生物节律,可以在一个细胞中完成。例如,地球上最简单的原核蓝细菌也有自己的生物钟。蓝藻通过光合作用从阳光中获取能量,并使用二氧化碳和水来产生有机分子和氧气。在生物钟的影响下,蓝藻可以在日出之前开始光合作用,这一特征使其在发生时能够吸收能量,这比仅依靠光来启动光合作用的生物领先一步。日落后,蓝藻的光合作用也将根据生物钟的指示关闭,避免夜间浪费自身能量,节省的能量可用于修复白天晒伤的DNA。虽然人和蓝细菌调节自身生物钟的机制非常不同,但我们的昼夜节律与蓝细菌有一些相似之处。这表明生物钟现象是地球生命进化形成的一种非常重要的基本生存技能,必然受到生物遗传物质的调节。结果,科学家开始从遗传学中寻找生物钟的线索。到目前为止,从细菌到果蝇到人类本身,科学家们已经在大量物种中发现了生物钟基因,其中许多使用“时钟”(意为时钟),“Per”(句号简写),意思是周期)和“蒂姆“(永恒的简写,意思是永恒的)和其他的话。

从果蝇的角度来看,三位诺贝尔奖获得者向我们解释了基因如何为生物建立时钟系统。在20世纪80年代,杰弗里·霍尔,迈克尔·罗斯巴赫和迈克尔·杨在果蝇中发现了两种蛋白质,分别命名为Per和Tim,而Per和Tim基因则编号为Per和Tim。这两种蛋白质的基因也对光敏感。在晚上,Per基因编码Per蛋白,这增加了Per蛋白的含量。当Per蛋白在细胞中积累更多时,它将与Tim蛋白反应,然后抑制Per基因的编码活性。在白天,Per蛋白质被细胞降解,含量越来越少。此时,Tim蛋白对Per基因的抑制作用将减弱,Per蛋白含量将在夜间再次恢复。因此,Per蛋白水平的振荡周期恰好是24小时,与昼夜节律同步。虽然我们人类的哺乳动物更复杂,但细胞内钟的机制与果蝇相似。两种蛋白质相互作用,称为Clock和Bmal1,建立人体细胞的周期性节律。可以看出,仅仅依靠分子材料如基因和蛋白质,大自然就建立了一套精确的时钟。正是这三位美国科学家为我们揭示了这套秘密,因此他们获得了诺贝尔奖。

身体时钟就像一个乐队科学家们告诉我们,人类大脑的上部核心中有一个主要的生物钟来控制人体的昼夜节律,诺贝尔奖获得者告诉我们人体中的单个细胞只能组装最多基因和蛋白质。基本的生物钟。这表明人体内部有一个以上的生物钟,但是一组。

如果将这组昼夜节律钟与一个乐队进行比较,那么核的主要生物钟就是乐队的“主要指挥官”,身体各部分的生物钟是扮演不同乐器的“团队成员”。 。这些“团队成员”位于肝脏,肾脏,脾脏,胰腺,心脏,胃,食道,肌肉,皮肤,甚至小细胞组织中,特别是控制每个器官和组织的活动。例如,肝脏中的生物钟调节肝脏中糖分子的产生和糖分子释放到血液中的时间;钠,钾和氯的保留和释放取决于肾钟的命令;在黎明之前,心脏的时钟基因给心脏一个信号,提醒它为身体的恢复做准备,所以心脏病经常在黎明发生......

“团队成员”的“环境”是不同的。调节器官周期性节律的方式并不完全相同,但必须通过“一般命令”进行协调,以使人体顺利运作。科学家们做了实验。如果动物的各种器官中的细胞组织在体外培养,则细胞组织即使存活也不能显示生物钟。然而,这些细胞组织中单个细胞的基本时钟(遗传和蛋白质含量)除了每个细胞的生物钟周期不同之外,周期性振荡仍然存在,因此不可能形成能够表达生物节律的整体。随后,科学家将视交叉上核细胞置于培养环境中,然后在这些细胞组织中出现生物钟现象,这表明视交叉上核可以协调身体各个器官的生物钟。小鼠实验也证实了这一点。在视神经核被破坏的小鼠中,不同器官之间生物钟的节律逐渐变得杂乱无章,但如果视交叉核的核被重新植入,则小鼠会使一些器官生物钟周期变得同步。

那么,在人体中,“总指挥官”如何与身体中的“团队成员”联系以允许彼此协调?科学家认为,有两种方法。首先,视交叉上核是人脑的一部分,充满了神经细胞,神经细胞通过连接在整个身体的神经纤维将时间信息传递给身体。其次,视交叉上核也可以将时间信息传递给称为松果体的人脑的另一部分。松果体根据视交叉上核的节律周期性地分泌称为褪黑激素的物质。这种激素进入血液并循环到身体。它就像一个“计时器”,向每个器官报告甚至是单个细胞的时间。但是,在我们的身体中传播的时间信息只能由我们的身体阅读。这些时间信息无法进入我们的意识,我们无法知道生物钟周期中的时间。例如,如果我们在黑暗中醒来,如果我们不看手表,我们无法知道它是白天还是黑夜。更难以了解具体要点。请勿打扰“时钟”

生物钟是一个看不见的“时钟”,它告诉身体每天每小时的消耗。然而,由于人体不仅有生物钟,因此我们最好能够完全保持这些“时钟”,而不是忽视它。

在日常生活中,我们需要保持的第一件事是主要的生物钟。它是体内所有器官组织定位时间的标准,主要受白天和夜晚光线的影响。如果主要的生物钟被扰乱,整个身体的昼夜节律将会混乱并引起麻烦。例如,科学家注意到美国三哩岛核电站事故发生在凌晨4点,苏联切尔诺贝利核事故发生在凌晨1点23分,博帕尔有毒气体泄漏印度发生在午夜......人类历史大多数最严重的工业事故发生在凌晨时分并非偶然。原因是夜班灯扰乱了人体的主要生物钟。这是大脑应该休息的时间,因此值班人员有更高的工作失误概率。此外,科学家们发现夜班工作者更容易患抑郁症,肥胖症,糖尿病甚至癌症。原因还在于光抑制了褪黑激素的分泌。当激素水平过低时,会增加肿瘤突然发作的风险。同时,人体免疫系统和各种器官的正常免疫节律也受到干扰,从而导致机体的免疫力和代谢能力。下降。因此,2010年,世界卫生组织将“晚上工作”列为预警的致癌因素。

如果你想保持一个好的主时钟,尽量不要熬夜并遵守法律。但如果我们想长期保持健康,我们必须“接受”每个器官组织中的小生物钟。换句话说,我们最好合理安排我们的日常活动,以便身体的器官和组织能够在各自的小生物钟的“黄金时期”中发挥作用。

科学家给出了一些建议,我们可以参考一下。例如,凌晨4点是所有器官的生物钟周期的最低点,应该休息;在上午7点至9点期间,当血压相对较高时,此时应避免剧烈运动,以防止血管疾病;上午10点在12点钟,身体的能量供应充足,大脑反应最快。这是学生和上班族最有效的时间。不要错过它;晚上8点以后,各器官的器官钟开始进入“倦怠期”,整体代谢能力不佳。在白天,此时喝酒很容易喝醉。这时,吃太多会增加患糖尿病的风险......有很多类似的建议,但每个人的生物钟不可避免地略有不同,生活条件,职业和习惯都没有。它可能完全相同,因此这些建议仅供参考。通过遵循生物钟的变化规则,你可以用一半的努力获得两倍的结果并获得健康。利用身体来对抗自然法则并采取主动将花费你。这是科学研究带来的最重要的启示。


  
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