他在研究我們身體里的“鐘”

我們每個人的身體里，都有一個神奇的“鐘”。它的產生和地球的運轉有關，我們身體中大約10%的基因也都和它有關，它控制著我們每天的活動與行為，督促我們到點吃飯按時睡覺，還影響著我們的身體健康，像是肥胖、糖尿病、高血壓甚至癌癥，都和它有著千絲萬縷的聯系。

這個神奇的“鐘”，就是我們常說的“生物鐘”。聽，你的身體里有沒有這種“鐘表”發出的滴答聲，它又會告訴我們什么呢？南京師范大學劉暢教授將為我們講述生物鐘的種種故事。

Q：生物鐘居然和我們有那么大的關系，那究竟什么是生物鐘，它是怎么形成的？我們的身體里面又為什么會有生物鐘存在呢？

我們的身體內存在一套無形的時鐘，它控制著我們每天的活動與行為，而這種行為又有著某種周期性，比如早上7點人自然而然就會醒來，晚上10點人就容易犯困，中午12點的時候肚子會餓得咕咕叫，這種規律我們就稱之為生物鐘。

生物鐘的規律周期有的是一天，有的是一周，還有的是一個月甚至一年，比如女性一個月來一次例假就是月周期，一些動物要冬眠，就是年周期。

生物鐘的產生和地球的運轉有關，地球已經演化了幾十億年，它圍繞太陽公轉和自轉，于是就有了白天與黑夜、潮漲與潮落、春夏與秋冬等規律性變化。而生活在地球上的生物，也跟隨地球的周期運動產生了相應的節律，也就是生物鐘機制。比如人類產生了白天活動晚上睡覺的晝夜節律，有些動物產生了冬眠的節律，植物也產生了在不同季節開花結果的節律。

所以生物鐘不僅僅只有人才有，地球上的生物基本都受到生物鐘的控制。

地球上物種豐富，但大多數生物的生物鐘都是受到光照影響。每天當第一縷陽光照射到地球上，地球上的動植物就會感知到，從而開始新的一天，人類也不例外。從之前的研究表明看，人類一天的活動和光線的照射是密不可分的。當光線通過眼睛等器官被我們感知后，我們的身體就開始變得活躍起來。

有一個特別的現象可以說明問題，當人體還處于胎兒時期，雖然這時胎兒已經具備生物鐘基因，但這些基因基本上是不工作的。當嬰兒出生后，這些基因就開始“忙碌”起來，自然而然地就讓人產生生物鐘規律。這就是光線對生物鐘的影響，因為胎兒在母親肚子里是難以感覺到光線的，被黑暗籠罩，而一旦出生，有了光線的刺激，白天黑夜的概念就產生了，各種生物鐘基因也就開始發揮作用了。

Q：您說人的活動是受光線影響，但為什么有的動物是晚上才出來活動呢？比如貓頭鷹等。

每一種生物形成的生物鐘會有所不同，這跟后天的生活習性和環境適應能力有關，比如貓頭鷹、蝙蝠、老鼠等，它們喜歡晚上出來活動，白天睡覺。這是因為它們根據長期的生活經驗發現，到了晚上，它們不容易被天敵發現，或者是更容易覓食，于是就養成了夜里出來活動的生物鐘規律。

有些動物會有冬眠的生物鐘規律，但人卻沒有，這也是后天環境導致。不同的生物在適應環境的過程中，會產生不同的生物鐘規律，雖然表現的形式不一樣，但還是受到生物鐘的控制，只是控制它們行為的基因表達會有所不同。

生物鐘的形成是物種進化幾億年的結果，因此如果輕易去打亂這種進化結果，最后受害的還是自己。

Q：您說我們的身體都會受到生物鐘基因的控制，那這些基因是怎么控制我們的？

在我們的人體中，大約有10%的基因屬于生物鐘基因。這些基因會產生某種振蕩規律，它們在不同時段產生的振蕩幅度是不一樣的，有的基因是白天振蕩得特別厲害，有的卻是晚上振幅比較大，但基本上會有一個24小時左右的周期性。有趣的是，當它們振幅最大的時候，也就是它們運作最佳的時刻，也是我們做某件事情最好的時刻。

比如當控制吃飯時間的生物鐘基因振蕩幅度最大時，那表現出來的現象或許就是肚子“咕咕”叫，就是提醒你該吃飯了，如果我們這時候去吃飯，營養是最容易被吸收的。而當控制睡眠的生物鐘基因振蕩幅度最大時，表現出來的現象或許就是不停打哈欠，那就是提醒你該睡覺了，這時趕緊去睡覺才是最佳選擇。

如果我們不遵循它們的指令去做事，那結果可就不太妙了。比如控制吃飯時間的基因正處于振蕩幅度最小的階段時，它的工作效率非常低，但你卻非要在這個時期去吃東西，那吃下去的食物就很難被消化吸收，長此以往，你就會變成個胖墩兒。同樣，如果控制睡覺時間的基因已經振蕩得特別厲害了，不停“催促”你睡覺，可你偏不睡，硬撐著，等它振蕩得不厲害的時候你再去睡，那想睡也睡不著了。這樣就惡性循環，導致睡眠不足，你就會變成“熊貓眼”。

Q：最近，您的課題組有一個新發現，我們人體中有種基因，既調節著生物鐘，同時又控制著心血管是否會產生病變，如果這種基因的表達出現問題，那就意味著血管產生病變了。也就是說，我們得不得心血管疾病，很大程度上是被這個生物鐘基因左右的。您能詳細解釋一下這種生物鐘基因嗎？它會對人體造成什么影響？

這次發現的生物鐘基因跟心血管功能有關，叫做Smarcd1基因。這種基因控制著血管中平滑肌細胞的功能，平滑肌細胞是我們血管的重要組成部分，血管中的收縮、代謝等功能主要就是通過平滑肌層實現。如果平滑肌功能不正常，就容易導致血管內壁出現斑塊，而斑塊累積多了，就會形成血管堵塞，從而出現腦梗、心梗等疾病。很多高血壓患者就是因為血管中的平滑肌功能不正常，才會得病的。

如果Smarcd1基因出現問題，基因振蕩幅度就會變小，也就是工作效率變低了，從而導致平滑肌生理功能異常，進而導致心血管疾病。而Smarcd1基因為什么會出現問題，就是因為吃得不規律，并且吃得太油。所以，按時吃飯非常重要，現代人有一個很不好的習慣，就是吃夜宵，此時已經不是消化系統工作的時候了，還要硬給消化系統增添負擔，這就很容易導致疾病。

Q：聽說癌癥也和生物鐘有關，那么癌癥的發生和哪些生物鐘基因有關呢？

癌癥的產生和所有生物鐘基因都可能有關系。癌癥是疾病變得嚴重后容易誘發的，生病意味著生物鐘基因發生紊亂了，無法正常運行，那就給癌細胞以可乘之機。

Q：既然我們已經知道了生物鐘基因和人體健康的關系，那是否可以這樣說，只要搞清楚了哪種基因控制哪種疾病，就可以解決所有疾病了？

理論上是這樣，但要實現這個夢想卻不是一朝一夕的事。首先人體的基因有那么多，生物鐘基因雖然只有10%左右，但也是個龐大的數目。而且，生物鐘基因的工作機制非常復雜，它們并不是簡單地一對一工作，即一個基因就只負責控制一種行為，而是相互作用、協同作戰的，是一種模糊的、混沌的行為。

這些基因相互之間形成了一個龐大的網絡，每一個基因的上下都是一個網絡，即控制這個基因的上級是一個團體，而這個基因也能同時對多個下級發布命令，但它控制的下級同時也可能受到其他基因的控制。這樣就能確保哪個基因都不能“獨斷專行”，如果其中一個有問題，還有其他線路可以工作。而且有時候一個基因下達某個命令，經過一圈的循環后，最后作用的對象可能就是它自己。生物學上稱這種現象為“自反饋”，而這個環路又叫“自反饋調節環路”。上升到哲學觀點，就是“我施恩于你，其實在回報我自己”。

這樣一種調節機制是最有效率、最有彈性而且是最民主的，對大家都有好處。但對研究人員來說就比較麻煩了，因為要理清它們之間的關系和循環機制就變得非常復雜。因此要想把生物鐘與人體健康之間的關系確切整理清楚，還有很長一段路要走。

每天早上，當你的眼睛微微睜開的時候，光線投射到你的眼中，你的神經系統開始刺激你體內的生物鐘做出各種反應。但是據法國科學家發現，生物鐘只在某些特定時刻對光線敏感，比如早上日出或晚間日落的時刻。