睡眠日科普

生物鐘對睡眠的影響

生物鐘是人和其他生物體內的一種內在時鐘機制，它可以幫助生物體根據(jù)日夜變化和周而復始的節(jié)律來調節(jié)自身的生理和行為活動。

生物鐘是由許多分子和細胞間相互作用組成的復雜網(wǎng)絡，其中包括一些基因和蛋白質，這些分子在一天內的不同時期表達和分解，從而控制著生物體的生理節(jié)律和行為表現(xiàn)。

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生物鐘是如何發(fā)現(xiàn)的

生命體隨地球自轉、晝夜更替而呈現(xiàn)生理、生化、行為活動的節(jié)律性變化，這種生命現(xiàn)象被稱作晝夜節(jié)律，是演化選擇的結果。晝夜節(jié)律是眾多生命節(jié)律的一種，通常被稱為生物鐘。人類對晝夜節(jié)律的認識經(jīng)歷了漫長歷程。

18世紀的法國物理學家、天文學家和時間生物學家讓?雅克?德奧圖斯?德馬蘭是一個發(fā)現(xiàn)晝夜節(jié)律的人。他注意到含羞草的葉片在白天張開、晚上閉合，之后他將含羞草置于完全黑暗的環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)葉片仍會隨著晝夜交替有序地開放和閉合。德馬蘭的發(fā)現(xiàn)證明這種周期性變化不依賴于光，提示內源性生物鐘的存在。

為了明確生物鐘在生物體內的部位及其構成，美國約翰?霍普金斯大學的瑞科特在大鼠大腦的各個部位進行實驗。瑞科特發(fā)現(xiàn)當下丘腦前端被損傷時，大鼠的多種生物節(jié)律被破壞，以此確定下丘腦前端是其生物鐘的中心。而后多個實驗進一步表明，下丘腦前端的視交叉上核是啟動生物鐘的關鍵元件，哺乳動物睡眠、運動、警覺、激素水平、體溫、消化功能、免疫功能等多種生理、生化或行為活動都受視交叉上核調控。

美國科學家西莫爾?本澤爾和他的學生羅納德?科諾普卡致力于研究果蠅生物鐘行為。經(jīng)過一系列遺傳學實驗揭示了生物鐘基因的存在。20世紀70年代，他們用化學物誘導果蠅 DNA 突變，從發(fā)生了基因突變的子代中篩選到了晝夜節(jié)律被擾亂的果蠅變種。果蠅變種的晝夜節(jié)律可能變短、變長或完全消失，且這種性狀是可以遺傳的。他們將發(fā)現(xiàn)的生物鐘基因命名為“周期基因”(period/per)，并在果蠅染色體上確立了period/per基因的位置。

2017年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲獎者杰弗里?霍爾和邊克爾?羅斯巴什于1984年從果蠅中克隆出了period/per基因，同時另一位獲獎者邁克爾?楊也克隆出了這個基因。繼period / per基因之后，另外多個生物鐘元件基因也相繼被克隆。從此，生物鐘研究進入細胞和分子水平，生物鐘構成和機制也在之后30多年的研究中逐漸明晰。

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生物鐘對睡眠的影響

人類的生物鐘是一種內在的時間測量機制，它能夠精確地預測出外部環(huán)境中周期性變化的時間。例如，當人們每天晚上在同一時間入睡并在同一時間醒來時，他們的生物鐘就會適應這種模式，并將其視為正常狀態(tài)。相反，當人們的睡眠模式被打破時，比如在旅行或工作上的不規(guī)則時間表中，他們的生物鐘就會受到干擾，這可能導致睡眠質量下降。

生物鐘對睡眠的重要性在于它能夠幫助我們保持良好的睡眠質量和睡眠健康。人們通常會在每天晚上相同的時間睡覺，這有助于保持睡眠的連貫性和質量。睡眠不足或不規(guī)律的生物鐘與各種健康問題有關，包括焦慮、抑郁、心血管疾病、肥胖和糖尿病等。此外，失去正常的睡眠模式還會影響身體的自然免疫反應，增加疾病感染的風險。

生物鐘的影響是如此之大，以至于人們在夜班工作或長途飛行時，往往需要采取措施來幫助自己適應新的時間表。一些方法包括增加日光暴露時間，避免在新時區(qū)中吃重的飯菜和咖啡因等興奮劑，并在合適的時候采用睡眠藥物幫助入睡。

生物鐘對睡眠的影響主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

控制睡眠的時機：生物鐘可以控制身體進入睡眠狀態(tài)的時機。人體的生物鐘會感知到環(huán)境的光線變化，并根據(jù)這些信號來調整身體的節(jié)奏，使人在晚上進入睡眠狀態(tài)，在早上醒來。這是因為生物鐘調節(jié)了人體內分泌激素的分泌，例如褪黑素，它可以促進身體進入睡眠狀態(tài)。

影響睡眠的質量：生物鐘也會影響睡眠的質量。生物鐘規(guī)律的節(jié)奏可以使身體進入深度睡眠和REM睡眠，這是身體修復和恢復的重要階段。但是，如果生物鐘受到干擾，比如熬夜、跨時區(qū)旅行等，可能會導致睡眠障礙、失眠等問題，影響身體的健康。

因此，保持良好的生物鐘節(jié)律是保證良好睡眠的關鍵。建立健康的睡眠習慣、遵循規(guī)律的作息時間表、控制環(huán)境光線等都是維護健康生物鐘節(jié)律的有效方法。

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如何保持生物鐘穩(wěn)定：

除了保持規(guī)律的睡眠模式，人們還可以通過調整日常生活習慣來幫助自己維護健康的生物鐘。以下是一些有助于維持健康生物鐘的方法：

保持規(guī)律的睡眠時間表：每天在相同的時間入睡和醒來可以幫助生物鐘保持穩(wěn)定，從而提高睡眠質量和睡眠效果。

避免在晚上使用電子設備：屏幕中的藍光可以干擾睡眠和生物鐘。因此，在睡覺前幾小時內應避免使用電子設備。

增加日光暴露時間：日光暴露可以幫助生物鐘調整，從而改善睡眠和精神狀態(tài)。人們可以在早晨或中午的陽光下散步或進行戶外運動，以增加日光暴露時間。

避免咖啡因和酒精：咖啡因和酒精是兩種常見的興奮劑，可以干擾睡眠和生物鐘。因此，在睡覺前幾個小時內應避免飲用這些飲料。

創(chuàng)造安靜、黑暗和舒適的睡眠環(huán)境：這可以幫助人們更容易入睡和保持睡眠。人們可以選擇舒適的床墊和枕頭，關閉電器設備和遮光窗簾來創(chuàng)造一個安靜、黑暗和舒適的睡眠環(huán)境。

綜上所述，生物鐘對睡眠的重要性是顯而易見的。一個健康的生物鐘可以幫助人們保持良好的睡眠質量和睡眠健康，而不健康的生物鐘則可能導致睡眠不足、睡眠障礙和其他健康問題。我們可以通過以上方法幫助自己維護健康的生物鐘，從而擁有更好的睡眠和更健康的身體。