人体时钟大揭秘

2014-08-12 19:29祝清婷
奇闻怪事 2014年7期
关键词:时钟光照激素

祝清婷

晚上出好成绩的奥秘

我们体内明显有一个大约24小时的生物周期,这被称为“昼夜节律”。就好像有一个时钟在体内控制着我们一样,在正常情况下,我们会在基本固定的时间入睡和醒来。而有时候,我们的饮食、承受的压力和外界光照也会干扰这个体内时钟。

科学家早就知道,昼夜节律会让我们身体的状况有“潮涨潮落”的现象。比如说,每天早晨4点钟左右是体温最低的时候,而在晚上7点钟左右体温达到最高。有趣的是,许多世界纪录都是在夜晚打破的,而不是在上午。显然,许多运动员在下午和晚上的竞技状态要比清晨和上午好,这似乎和体温出现峰值的时间比较一致。那么,昼夜节律是如何影响我们的比赛成绩呢?

美国南卡罗来纳大学的科学家试图揭开运动员在夜晚更容易出好成绩的原因。他们测试了25个训练有素的大学游泳选手,给了他们一个不寻常的作息表。每2个小时,运动员就要处于昏暗灯光的环境,但是他们必须保持清醒。然后,所有光源都关掉,每个运动员要尽量睡1个小时。这个模式被不断重复了超过两天时间。在这段测试期间,运动员要在6个特定时间点进行200米泳池冲刺比赛。他们的成绩表明,运动员在夜间的成绩最好。在晚上8点钟到11点钟的成绩要比他们在清晨的成绩快6秒左右。

在200米游泳比赛中,6秒已经是很大的差距了,奥运会200米游泳第一名和第八名的成绩之间的差距是微乎其微的。由于在实验中每个运动员的饮食和所接受的光照是相同的,因此昼夜节律的确提高了夜间比赛的成绩。科学家判断,一个人体温高的时候也是心脏每分钟跳的次数多的时候,也是血管弹性较好的时候。这两个因素都会让血液流动更加顺畅。血液流动顺畅,就会给肌肉带来更多的氧气,对肌肉的机能有提升作用,进而提高了成绩。

最古老的时钟

人体为什么会有昼夜节律?控制我们行为的体内时钟在什么地方呢?

人体在一天24小时中,身体里化学反应变化多端,但其实是有一个周期模式的,每一天都和前一天的模式几乎没有区别,就像地球的昼夜变化一样。没错,由于地球大约24小时自转一周,出现一次昼夜交替,生物进化出了特定的昼夜节律来适应地球。如果地球的昼夜交替不一样,那么人体的昼夜节律也会不一样。

由于其他生物也生活在地球上,因此每一种生物也都有与人类相似的体内时钟,从细菌到人类,概莫能外。例如,许多花都在每天的特定时间开放和闭合花朵,控制花朵行为的昼夜系统其实和人体的时钟很相似。

昼夜系统可能是最古老的生物系统之一,在地球上出现最初的生命的时候,就在生命体内出现了。对于人类来说,这个时钟隐藏在大脑里,而且科学家已经找到了它的藏身之处。科学家称呼那个部位叫视交叉上核。但是,不要让这个时钟的名字欺骗了你。这个部位其实只有米粒大小。尽管很小,它却负责协调身体各个部位的日常节律。

时钟需要定期复位

体内时钟每天都很敬业地工作着,但其实它走的也不是那么地精确。在一些人体内和其他生物体内,时钟会走得快一点,而在另一些人和生物体内,时钟会走得慢一点。所以,人体时钟必须有定期复位的机制,否则不精确的时钟持续走下去,我们的身体会变得混乱起来。

谁定期调整了体内时钟呢?就是每天东升西落的太阳。每天当我们醒来时,阳光会让我们体内的时钟复位。但是如果我们身处黑暗的洞穴中,看不到太阳,时钟就无法复位。于是我们的时钟会变得紊乱,在山洞中睡一整天,或在深夜醒来。

具体说来,外界光线会进入我们的眼睛,投射到视网膜上的特殊细胞,使这些细胞产生某些化学物质,然后把信息传递到大脑的时钟处。然后会有大约2万个大脑神经细胞被激活,它们发出指令,于是人体内释放出特定的激素,激素抵达身体的各个部位,告诉这些部位该做什么,比如该吃饭了,该睡醒了,该警惕了。体内时钟就这样得到了复位。

如果我们对体内时钟不尊重,随意破坏昼夜节律,就会有很高的患病风险。科学研究表明,那些上夜班的人,比如护士和空乘人员,更容易患上肥胖症、糖尿病、睡眠障碍、抑郁症,甚至癌症。这主要是因为他们的昼夜节律被破坏后,体内激素分泌紊乱了。这也与人们在夜间也长时间暴露在光照中是有关的。即使是在夜间看电视或者用电脑,也会干扰人们的身体时钟。

面对疾病的威胁,预防永远胜于治疗。因此人们要注意维护自己体内时钟处于正常状态,避免工作到很晚。

让运动员取得好成绩

众所周知,在一些国际性的运动会中,举办国运动员往往会取得好成绩,这其实就是昼夜节律的影响,本国运动员的比赛时间与他们的昼夜节律是协调的,因此他们就能发挥得更好。

但是对于那些经常去不同的城市、国家比赛的运动员来说,各地时差对于他们的昼夜节律是严峻的挑战。如果不能适应时差,运动员的成绩会很糟糕。实际上,现在越来越多的精英运动员和他们的教练员都在向科学家咨询昼夜节律的问题。科学家能够帮助运动员更快地调整时差带来的身体不适。

比如一个射击运动员,要从乌鲁木齐飞到北京参加比赛。他在乌鲁木齐的时候,早晨8点钟起床,而这时北京已经10点钟了。为了应对到了北京的时差问题,科学家给这个运动员建议,在飞往北京的前三天更早地起床,更早地入睡;并且在早晨接受更多的光照,而到了傍晚的时候,早点进入室内活动,减少接收室外阳光的照射。这些措施可以让运动员的体内时钟被“假情报”欺骗,以为夜幕更早地降临了,于是体内时钟也提前了。

比较复杂的情况是花样滑冰运动员。他们往往在上午参加资格赛,下午参加短节目比赛,晚上则参加决赛,一天要比赛几次。为了在比赛中获得好成绩,科学家建议,花样滑冰运动员要采取特殊的光照方式,在一天中的一些特殊时间段接受光照,然后在一些特殊的时间段小睡一会儿,使身体在那几次比赛的时候达到最好状态。

对于一些在全球参加比赛的运动员来说,倒时差就更加艰巨。通常他们用在飞机上戴墨镜睡觉的方法来调整时差。除此之外,科学家还建议,通过特定的饮食也可以起到调整昼夜节律的作用。比如,褪黑激素是由大脑分泌的一种激素。这种激素会告诉身体,该是睡觉的时候了。适度使用褪黑激素可以帮助运动员调整时差。但是激素调节必须很谨慎使用,否则可能会对身体造成损害,让身体陷入更大的混乱状态。

所以,我们只能在不得已的时候“欺骗”一下体内时钟,而在日常生活中,我们必须尊重它,否则它就会让我们很难受。善待自己的身体吧。endprint

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