圖/123RF
文/DV
2017年諾貝爾生理學或醫學獎,共同發給了傑弗裡·C·霍爾(Jeffrey C. Hall)、邁克爾·羅斯巴什 (Michael Rosbash) 與邁克爾·W·楊(Michael W. Young),得獎原因是:他們發現控制生物晝夜節律的分子機制。
生理時鐘 早已得知
當年他們利用果蠅做實驗,分離出控制日常生物節律的基因。原來基因編碼的蛋白質,是會在夜間於細胞中累積的,然後到了白天降解。隨後又鑑定出其他蛋白質成分,揭示了控制細胞內自我維持發條裝置的機制。於是,我們現在知道,生理時鐘包括人類在內的其他多細胞生物體的細胞,都是按照相同的原理發揮作用。
早在18世紀,天文學家Jean Jacques d'Ortous de Mairan研究了含羞草植物,發現葉子在白天向太陽張開,在黃昏時閉合。他想知道如果將植物放置在持續黑暗的環境中會發生什麼。他發現,無論日常陽光如何,葉子都會繼續遵循正常的日常擺動,代表植物有自己的生理時鐘。
後來研究人員真的逐漸發現,不僅植物、動物與人類都有生理時鐘,不過生理時鐘是一種擬人化的說法,是把固定週期性的變化跟生物的時間做連結。在科學界中,通常以晝夜的節律(circadian rhythm)來描述這樣的日週期變化。這種規律的適應被稱為「晝夜節律」,源自拉丁語單字circa意思是「周圍」,dies意思是「白天」。
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我們現在大多都知道生物體,包括人類,都有一個內在生理時鐘,可以預測與適應一天的規律節奏,因為它以極精確的方式,使我們的生理機能適應一天中各個不同的階段。生理時鐘能調節行為、荷爾蒙水平、睡眠、體溫與新陳代謝等關鍵功能。
最簡單的例子是:當白天到來時,血清素會持續分泌,維持精神穩定;但是到了夜晚,松果腺開始釋放褪黑激素,促進放鬆與入睡。這就是我們時時能感受到的生理時鐘。