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作者:梅进 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2008-5-23 12:7:58
《科学》:美科学家发现与进食相关的生物钟
通过调节进食时间,人类能够更好地应对时差和夜间工作

图片说明:飞机着陆后尽快进食有助调整时差。
(图片来源:Punchstock)
 
美国科学家近日研究发现,动物体内存在“食物相关”的生理时钟,它可以取代以光为基础的主时钟。这一发现有助于解释动物怎样调节生理节奏以避免饿死,并且表明,通过调节进食时间,人类能够更好地应对时差和夜间工作。相关论文发表在5月23日的《科学》(Science)杂志上。
 
在动物大脑的视丘下部,有一组名为视交叉上核(SCN)的细胞,起着机体主生物钟的作用。SCN经由视觉系统接收日-夜循环的信号,并将信号传递给视丘下部的另一组名为背内侧核(DMH)的细胞,DMH接着组织起眠-觉循环,以及活动、进食、荷尔蒙循环。
 
论文高级作者、美国波士顿贝斯医疗中心(BIDMC)神经学系主席Clifford Saper说:“当食物容易获得的时候,这一系统运转得极其顺利,光信号帮助动物建立了适应标准日-夜循环的生理节奏。”然而,如果食物在正常的觉醒期间无法获得,动物就需要能够适应在常规睡眠期间获得食物。
 
为了生存下来,动物发展出了第二种“食物相关”的时钟。Saper说:“这一新的时钟使动物能够转变它们睡眠和觉醒的时间表,以有最大化发现食物的机会。”
 
在实验中,研究人员使用灭活了生物钟关键基因(BMAL1)的小鼠为实验对象,然后将这一基因置入病毒载体,达到了一次只在大脑中一个地点恢复生物钟功能的目的。通过这种按部就班的分析,研究人员揭示了与进食有关的生物钟。
 
Saper说:“我们发现,在饥饿循环后喂食能开启生物钟,所以它有效地越过了SCN,并将所有的生理节奏‘劫持’到了一个新的时区,与食物获取相一致。”
 
Saper表示,这一发现有望在旅行者和倒班工作者身上得到应用。比如,旅行者可以通过改变进食时间,使自己的进食时钟开始运转,从而能更快地调整时差。他说:“完全禁食16个小时足以开启这一新的时钟。所以,在飞机上不吃任何食物,着陆后尽快进食,将能够帮助你调节时差,并能避免一些不舒服的时差反应。”(科学网 梅进/编译)
 
(《科学》(Science),Vol. 320. no. 5879, pp. 1074 – 1077,Patrick M. Fuller,Clifford B. Saper)
 
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