費勒萌

春天來,桃花開,人眼可感知的萬物變化
大自然界眾多動植物的身體隨著季節的變化而變化,這些變化人們用肉眼就可以感知。
除了眼睛看得見的變化,還有眼睛看不見的變化,比如激素的變化。激素對人和動物的重要性不言而喻,激素與人和動物的應激反應(ACTH)、生長、新陳代謝(TSH)、繁殖(LH)和哺乳(PRL)等都密切相關——它控制著人和動物上述的生物功能。
已有研究表明,動物體內激素表現出明顯的季節性,不同季節有不同的特征,換言之,動物體內的激素會隨著季節的變化而變化,呈現上下波動的趨勢。
相關科學家結合對人類功能和生長的冬春高峰的歷史研究產生合理猜測:激素具有季節性,人類可能像其他動物一樣,有一個基本生物功能的生理高峰期。
因為缺乏足夠大的數據庫,科學家仍然不清楚在人類身上這些激素的季節性,相關研究難以辨別常見的模式和覆蓋所有激素。最近,有史以來規模最大的人類激素季節性研究誕生了。
這項研究的研究員們來自以色列魏茨曼科學研究所,研究團隊通過 4600 萬人的年健康記錄,進行了這項研究。該數據集來自以色列,包括 15 歲以上的、約一半的以色列人口(2002年~2017 年)的測量結果,具有廣泛的社會經濟和族裔代表性。

下丘腦的季節性- 垂體軸激素從克拉利特醫療記錄
此外,該數據還包括大量的激素血液測試,多達數百萬份。研究發現了人體激素波動的季節性規律:效應激素在冬季 - 春季出現數值高峰,而位于效應激素上游調節垂體激素數值,在夏季達到最高峰。換句話說,人體激素的調節作用可能表現出與冬、春高峰協調的季節性模式。
這項研究結果,有個讓人出乎意料的發現,即人體激素調節有數月的推遲。不過研究團隊提出并測試了一種年表的機制,對人體激素的延遲和振幅做了科學的解釋:激素的營養作用下,腺體質量隨著時間的推移而增長,幾個月后會激素會產生一個反饋回路(即振幅),激素振幅變化的自然頻率約為一年,可以適應季節。
這篇研究已發表在 PNAS 上,這是迄今為止最大規模的研究。為了研究順利進行,研究團隊考慮并解決了3個可能影響研究結果的問題:
最大限度地減少數據源的偏差:電子病歷有確定偏差的挑戰,因為測試是出于醫療原因。為了解決這個問題,每次血液測試,研究團隊刪除了孕婦、有影響血液測試的醫療狀況的個人以及服用影響血液測試的藥物的個人(方法)的數據。
解決年齡、性別差異帶來的影響:分別考慮了男性和女性,并將 20 歲~80 歲的年齡組分為十年(結果年齡范圍 20 歲~50 歲是相似的)。我們每10年進行量子分析,以避免與年齡相關的趨勢和離群值。
避免激素晝夜節律的影響:研究團隊還有一個擔憂,就是激素晝夜節律,提出了一天中測試的時間相對于人的晝夜周期的問題。為解決這個問題,他們獲得了每次測試的一天時間。測試時間的分布沒有因任何激素的季節而異。
研究人員通過對研究數據建模分析,得出幾個明確結果:
一、大多數垂體激素在夏季達到高峰,而效應激素在冬季 - 春季達到高峰
從垂體激素控制下的外周器官分泌的效應激素,也顯示出季節性,振幅為一到六個百分點。與許多垂體激素的夏季高峰期相比,效應激素測試在冬季或春季達到頂峰。
甲狀腺激素 T3 在冬季達到頂峰,與先前的研究一致,符合其在熱生成中的作用。其前身 T4 在深秋達到頂峰。
其他效應激素在冬末或春季達到頂峰,包括性激素睪酮、雌二醇、黃體酮和生長激素 IGF1。雄激素效應激素也表現出類似的季節性。

大多數垂體激素在夏季達到高峰,而效應激素在冬季- 春季達到高峰
對于皮質醇,血液測試和 24 小時尿液測試在 2 月份達到頂峰。皮質醇的冬末高峰期與先前的研究是一致的,包括關于唾液和頭發皮質醇的大型研究,以及較小的研究,包括類似的冬季高峰在南半球移動 6 月。
二、幾種激素顯示出二次峰值,形成半年一次的節律
TSH 在 8 月份出現了一個重大高峰,在冬季出現了一個小高峰,這與一項來自意大利的 150 萬次血液檢測(10 次)的研究一致。
PRL 測試顯示類似的半年一次的配置文件,可能是由于上游監管機構 TRH,它與 TSH 共享。
主要性效應激素雌二醇在女性和睪酮在男性的測試都顯示了半年一次的模式與二次夏季高峰。
GH 的測試,在春季達到頂峰,接近其下游激素 IGF1。第二個例外是春季達到頂峰的男性的 FSH。
三、季節性隨緯度而增加:由于與季節的光期變化較大,季節性變化的振幅應隨緯度而增加。
四、垂體體積顯示季節性:分泌激素的腺體的質量應該隨著特定階段的季節而變化。
這項最大規模的研究發現:人類激素測試顯示,人體內激素變化具有季節性,變化的振幅在百分之幾左右;大多數垂體激素在夏末達到高峰,效應激素在冬季或春季達到高峰。
雖然,這種變化的生理影響尚不清楚,但即使激素基線的微小變化,也可能對生物體健康產生不同的影響。從臨床角度來看,如果某人在某季節的某項激素水平不在正常范圍內(不適應季節變化),即使不影響人體機制正常運轉,也可能會導致疾病的誤診。這樣一來,問診的病人就需要有額外的檢查來確診疾病,而診療費用也會相應地增加。

血液化學測試在最短和最長的光壽命附近達到頂峰
另外激素隨季節變化,可能與人類繁殖、新陳代謝、壓力適應和生長的高峰期有關。在以色列和類似的其他國家,人類的生育能力也在冬春季節最強,在高緯度地區則會推遲到同一年的晚些時候。

基于腺質振蕩器的激素季節性相機制
這項研究提出了人類內部季節性時鐘的可能性,它為冬季和春季的繁殖、生長、新陳代謝和應力適應提供了高內分泌設定點。它表明,大規模的醫療記錄可用于測試機械內分泌模型,并為人類動態生理適應提供試驗場。
雖然科學家現在還沒搞清楚這種季節性的變化作用機制,但不管如何隨季節變化,激素與人體的健康息息相關,值得一提的是,在季節變化時保持心態平和是至關重要的。
與維生素非常相似,激素本身雖然不生產能量,卻可以把人體的能量轉變成一系列身體機能,比如運動,以及各種臉部動作等等。除此之外,激素還可以高效準確地調控人體各種能量信號,讓細胞長成該長成的樣子,讓人體器官發揮該發揮的功能。人體全身各大器官的細胞產生激素,進而將激素傳遞給自身以及其他的細胞,激素正是通過這種擴散的形式不斷影響著細胞乃至整個人體。
人體的激素分泌器官,比如腎上腺、甲狀腺、睪丸、卵巢、胰島等等,這些器官對人體來說是不能缺少的。而激素對人體的影響不但表現在生長方面(比如骨骼、肌肉的生長),還表現在人體性征的發育方面。此外,對于全身免疫系統激素也起著非常重要的影響。
例如,人體在外部環境和內在情緒發生變化時會產生應激反應,這種應激反應會影響到激素地分泌。從這個意義上來看,分泌激素是人類在適應環境過程中進化出來的一種非常重要的機制。也正是因為如此,有些人在季節變化時可能因為激素的變化而面臨潛在的健康風險。比如,每到秋冬交替或冬春交替的季節,精神分裂癥、抑郁癥等精神類疾病進入高發狀態。
研究表明,除了人體本身激素調節功能出現功能性障礙之外,季節的交替也是不可忽視的原因。因此,對于激素分泌異常的人盡量養成定期體檢的習慣,尤其是在季節交替時加強注意調控體內激素水平,從而讓激素分泌符合正常值也符合季節的變化規律。 (摘自美《深科技》)