科学研究发现,生物钟主要是由人体基因的相对稳定的活动规律来决定的,目前可以肯定,至少有16种基因参与了这种活动。为了研究和表述的方便,研究者将16种基因分为正元素与负元素。对于正常人来说,在一定的外界环境的刺激下,正元素可以激活负元素,使负元素在细胞中的数量不断积累,当负元素达到一定的阈值后,又会反过来抑制正元素发挥作用,这样就形成了一个循环,也叫做反馈环。这种机制表现出来也就是人体的稳定的活动周期。
“我们发现人体中有一种per2负元素,在调节昼夜节律上发挥着关键的作用。一般情况下,per2负元素需经由正元素的激活才能逐渐积累起来,可有时候外界环境,比如光线,有可能提前激活per2负元素,顺延下去,per2便会提前抑制正元素发挥作用,那么这种反馈环的相位就提前了,表现出来也就是作息规律相对提前了。”徐璎向记者解释道。还有的时候,负元素也能起到激活其他元素的作用,其中的情况非常复杂。
“我们的工作就是想要弄清,到底有多少种基因参与了这种活动。”徐璎介绍说。目前,日本有一个研究小组成功建立了一个实验模型,只需要使用三种基因,就能够模拟实现这种反馈环,能够方便快捷地进行研究。
老年人易醒是因为生物钟规律减弱
“晨鸟症”患者基因里的奥秘,终于被徐璎和她的同事们解开了,原来他们的生物钟基因出现了突变,结果在其体内正负元素相互作用的过程中,负元素per2始终积累不起来,那么反馈环也就无法形成,这最终导致了他们异乎寻常的生活规律。
这几个人迫切希望能有和常人相同的作息规律,他们能实现自己的愿望吗?
“他们体内的基因发生了改变,想要恢复常人的状态很难,即使通过外界环境的调整,也只是临时的,长远来看还是要早睡早起。”那能否通过改变他们的基因来对生物钟进行调节呢?“没有办法改变。并且,生物钟基因也是可以遗传的,所以才会形成家族性特征。”
在这个世界上,会有多少因基因突变而导致生物钟混乱的人呢?又是哪些人容易患上“早睡早起综合征”?
专家分析说,只有极少数人或家庭会因基因突变而导致生物钟混乱,所以才会成为研究的重点。不过,研究这一特定病例,对于研究常人的生物钟规律有很大的价值。比如有些老年人容易起得很早,睡得也很早,但有时和人谈着话也能睡着,睡眠规律之混乱,在生活中也屡见不鲜,这是因为生物钟的表达与人的年龄有关,随着年龄不断增加,人对外界环境相同刺激的敏感程度减弱了,基因表达也就减弱了。“具体原因还有待进一步研究。目前我们只是观察到,年老后生物钟反馈环的振**曲线会出现变化,振幅会逐渐缩小,相位也会移动,表现出来就是生物钟规律减弱了。”徐璎说。
黑白颠倒只要睡足就对身体无害?
许小姐是南京的一名自由撰稿人,她最喜欢在夜深人静时趴在电脑前写作,这时她文思泉涌,思路最为活跃。到了白天则关好门窗呼呼大睡,多年来一直如此。可是最近,她觉得经常头晕、心慌、乏力,有时会莫名其妙地出汗。
一般认为,人的生物钟周期是24个小时,其实这种认识也不准确,“人体生物钟大概是在24。6小时,稍微长过一个昼夜的时间,这给人留下了一定的调节能力和空间。研究发现,小鼠的生物钟一般在23。6小时。”徐璎说。
美国西部球队到东部比赛为何易输
人体生物钟还可以在一定的范围内波动,曾有人对此做过试验,将10名志愿者的昼夜时长人为地调整为28个小时,这样一段时间下来,奇怪的事情发生了,这些人的生物钟节律竟然真的变成了大约28个小时。“人体生物钟在一定时间范围内是可以调节设置的,因为正负元素构成的反馈环的周期可以微量调节。但是这种调节对人体是有害的,因为人体各器官未必都能适应新周期。另外,这种调节必须要在一定的范围之内,如果越出了界,那就没有节律了,生物钟也就完全混乱了。”徐璎说,经研究发现,小鼠的生物钟一般可以在19个小时到27个小时之间波动。
另外,人的生物钟周期有易于拉长的倾向。如果将一个循环周期的时间加长一些,人体的感觉不会太大,但如果将周期缩短一些,人体则会立即有明显的不适感觉。谈到此处,徐璎举了一个有趣的例子,如果美国东部的球队到西部参加比赛,成绩就会比较稳定,如果西部的球队到东部参加比赛,因为球员觉得白天的时间被缩短了,所以就有可能会在比赛中发挥失常。
影响生物钟变化的因素有哪些
由于外界因素的变化,生物钟节律也有可能会出现变化,这可能有三种情况,分别是周期变短、变长和变得无节律,每种情况都会对人体形成危害,其中混乱无节律对人体伤害非常大,容易引起人体代谢的紊乱、容易患肿瘤、免疫功能下降、容易衰老等。那么,有哪些外界因素会牵引生物钟发生变化呢?
能对生物钟形成牵引的主要有光照与食物。光照的时间和强度能影响生物钟规律,这已为大多数人所共识。天亮之前,大脑里的相关物质已经开始提前积累做准备,当早上太阳升起的时候,因为光线明亮,大多数人的生物钟到了“起床”“工作”的点上了,于是大家也就起床了。“去年10月到12月,加拿大连续三个月连绵阴雨,许多人为此患上了抑郁症。为什么?这就是因为光照的时间缩短了。”徐璎介绍说。中国医学研究院生理系主任曹济民补充说,“有一些盲人虽然看不见光,但是他却同样有相对稳定的作息节律,这说明生物钟对光的感受并不是完全通过眼睛,其他一些细胞也能感受到光线的明暗变化。”
多种生物钟规律有待深入研究
目前人们研究最多的是昼夜节律,除此以外,其他的还有近月节律、近年节律,目前还有许多空白有待研究。因为这类研究时间跨度较大,研究成本很高,所以研究起来也有难度。一般认为,近月节律和近年节律跟地球磁场与潮汐变化有关。另有一些特殊的节律也与生命和健康息息相关,比如人的呼吸和心跳,一分钟就有很多次,还有人的生和死,每人一生只能有一次,这其实也是一种节律。
与人类相类似,动植物也都有自己的节律,比如公鸡每到天亮之前就会鸣叫,蝴蝶在每年特定的季节都要大规模迁移,再比如昙花,只选择在夜里开放。瑞典曾经有过一个著名的“花钟”,就是植物学家林奈依据不同种鲜花的不同开花时间设定的。他将这些鲜花种植成一个圆圈,通过这些鲜花有节律的开放凋落,以充当时钟,人们可以依据不同鲜花的开放节律来判定时间。
丘吉尔毁灭苏联的“超越想像”计划
1998年,英国政府解密丘吉尔个人档案,这其中,一分日期为1945年5月22日的文件让世人最为震撼,这是由英国军事办公厅联合规划参谋部制定的一份名为“超越想像”的对苏战役计划。人类战争史上,大约只有希特勒的“巴巴罗萨计划”可与之媲美。
计划中有对形势的评估、战役的目标、可使用的力量、西方盟国打击的方向以及可能的结果。计划附件包括红军和西方盟军的布防资料、地图资料。
丘吉尔对计划的指令:
——进行这场战役的条件是英美社会舆论的完全支持;从而保证英、美军队的士气;
——英、美军队要得到波兰武装力量的全力支持,并考虑利用德国的人力资源和残存的工业力量;
——要考虑到俄、日结盟的可能性;
——战争行动于1945年7月1日开始。
丘吉尔说战争的目的就是“迫使俄国服从英、美的意志”。具体地说就是把“红军挤出波兰”。为此必须:
A、占领苏联国内的战略区域,使其在失掉这些地区后无法提供进行战争和抵抗所需的物资;
B、重创苏军的有生力量,使其无力继续这场战争。
计划指出,“我们得出的结论是:
A、为了可靠地实现我们的政治目标,必须在一场全面的战争中击溃俄国。
B、对俄的全面战争的结局不可预料,但有一点是清楚的——为了战胜俄国,还需要很长的时间。”
计划考虑了苏联可能采取的各种对策,其中指出:在远东俄国可能和日本结盟,以让日本腾出手来加强对中国的进攻和巩固在英联邦成员国的防线。
出于计划需要,英国(包括美国)没有完全执行对德国的占领条件,如对驻扎挪威的40万德国没有解除武装。丘吉尔还下令英国空军停止复员。