嘉许郎
倒时差带给你的可能不止是哈欠连天和黑眼圈，不按时吃饭和睡觉并不会“如愿以偿”地令人日渐消瘦——近日以色列的一项最新研究表明，人类和小鼠肠道内的菌群会受到宿主生物钟的影响，宿主生物钟的紊乱会左右肠道细菌种类和数量的昼夜节律性变化，从而导致出现肥胖和代谢问题的风险增加。你知道吗？在人体内部有许多紧密联系的生物群体，身体内的“时钟”从未停止摇摆，受昼夜变化影响的除了昏昏欲睡的脑袋，还有另一部分你所不知道的“自己”。
肠道菌群也会
发生昼夜周期性变化
生物钟是将个体生理节律与外部时间联系起来的重要机制，可以帮助我们适应所处环境中的天体周期性运转而造成光照、温度等环境条件的周期性变化。这些环境条件的周期包括大约12小时发生一次的潮汐运动、约24小时的昼夜更替、约28天的月周期以及季节变化等，其中人们最为关注的就是周期为24小时的昼夜节律。在哺乳动物中，负责产生昼夜节律的生物钟位于下丘脑的视交叉上核，称为主生物钟。可以感知来自环境的光线变化，对身体各组织中的外周生物钟进行调控，后者进一步调控各种生理和行为的节律，人体很多的生理、心理指标及行为如心率、血压、体温、激素分泌、警觉度、反应速度、睡眠等，都受到生物钟的调节。
由于现代生活方式的出现，人类的生物钟受到普遍干扰，自从爱迪生发明电灯以来，电灯让人类的夜晚变得绚烂多彩，但也影响了人的节律，现代人的睡眠比电灯发明之前要短数小时。对那些经常要倒班或是跨时区飞行的人群来说，他们的节律受到的干扰更加明显。由于生物钟与代谢关系密切，因此生物节律的紊乱会使得包括肥胖、、心血管疾病在内的一系列疾病的发病风险显著增加。通过对人类时差反应对肠道菌群影响的相关实验和研究，科学家认为，肠道菌群种类和数量的变化可能是造成人体代谢问题的又一因素。这些结果为开发有针对性的益生菌和抗菌药物疗法提供了借鉴意义。因此，该工作的研究者认为，未来的研究需要进一步关注昼夜节律对肠道菌的影响。
人类与肠道中的微生物
通过“生物钟”和睦相处
生物钟除了会调节我们自身的各种节律，同时也对生活在我们身体内的其他生物会产生影响，比如我们肠道内的细菌群。
人体肠道微生物总数约为1014个。在正常的生理状况下，肠道菌群对人体的代谢和健康有益，与我们有着互利互惠的共栖关系。中山大学生命科学学院博士生导师郭金虎教授告诉记者，肠道里存在多种细菌，其中多数甚至所有的这些细菌其实自身并没有周期为24小时的节律，因为它们不具备产生昼夜节律的生物钟。但生活在人或动物的肠道里，这些细菌可以感知到宿主的生物钟，并据此来调节它们的生长和代谢。“由于人具有自己的昼夜节律生物钟，饮食等行为具有24小时的周期，每日定时进食，所以肠道内的细菌必须适应这种周期才能获取养料并生存。反过来说，如果肠道内的细菌不能适应我们人类的生物钟周期，在没有食物的时候非常活跃，在有食物的时候进入休息状态，则会因为缺乏养料而难以存活。”他说道。“以人体为例，我们人体各器官当中只有眼睛的视网膜细胞可以感光，而生物钟也需要光线来进行设定，如同给钟表设定时间。从视网膜感受的光信号传递到下丘脑一个叫视交叉上核的组织，在这个组织中会产生生物节律，这个视交叉上核就是人体的主生物钟。”郭教授解释道，“在人体其他各组织当中也存在各自的生物钟，视交叉上核可以通过神经系统和内分泌系统对这些组织中的生物钟进行同步化，让不同组合保持各自的时间，协调、有序。如果各组织的生物钟的步调被打乱，那就会导致各种活动的时间安排乱成一锅粥。”
节律紊乱导致各种后果
现代生活方式的出现，很容易令人类的生物钟受到一定干扰，除了倒班或跨时区飞行，过分熬夜等不规律生活也会造成生物节律(生物节律是由生物钟系统产生的生理和行为水平的、适应环境变化的周期性表现)的紊乱，一些特殊的环境也会对生物钟造成影响。“比如在接近北极的地区，会存在极昼或极夜的现象，对人的正常节律造成影响，在这些地区，的发病率会显著升高。又或者在空间探索的微重力环境或者磁场变化的环境里，生物节律也会受到影响。此外，年龄因素也是影响节律的一个重要因素。”郭教授表示，节律的紊乱会给人类的健康造成很大损害，尽管节律紊乱不会导致人很快死亡，但会造成系统性的慢性损害，比如，生物节律的紊乱会导致肿瘤发生率显著增高。
生物节律的紊乱还会影响人的心理和操作能力，人的反应速度和操作准确性在凌晨4点左右是最低的，因此凌晨4点是交通事故发生率和重大灾难性事故发生率最高的时间段。前苏联切尔诺贝利核电站的爆炸、泰坦尼克号游轮的沉没等许多重大的灾难性事故都是发生在深夜，这与生物钟是多少具有关联的。
生物钟被打乱 无法仅用 “补觉”来调整
经历过倒时差的人都感受过，想睡觉时睡不着，不想睡觉时却哈欠连天？“补觉补的是睡眠，而非生物钟。”郭教授这样解释道。“打个简单的比方，我们可以坚持两三天不睡觉，但是否这样生物钟就停止了呢？实际上不会的，即使我们不睡觉，体内的生物钟仍然在运转，如果我们去检测体温的变化、体内激素的表达水平变化以及生物钟基因的变化，会发现这些指标仍然维持着24小时的节律。这些说明了生物钟和睡眠不是一回事。”总体说来，生物钟控制着人体几乎所有的生理、代谢和行为，其中也包括睡眠。从另一方面来说，当人的节律紊乱时，也不是你想补觉就能补的。生物钟调控着睡眠，睡眠也可以反过来调节生物钟，长期睡眠不足也会对生物钟造成影响，甚至影响生物钟基因的表达。
郭教授告诉记者，在经历“时差”的过程中，我们肠胃功能会出现不适，工作效率也会降低。“从生理水平上看，人体的体温受到生物钟的调控，如果对体温进行连续检测，就可以准确反映出身体内部神物中的变化情况。如果从分子水平上看，我们体内与睡眠相关的激素——褪黑素的节律也会紊乱，这些都可以作为判断节律是否紊乱的标准。”他说道。
“相位差异”有利健康
研究者们通过实验发现，约10%肠道菌的数量会呈现昼夜性的变化，这些细菌所参与的功能也同样存在昼夜差异。例如，能量代谢和蛋白质合成多见于白天，与此相反，解毒过程则主要发生在夜晚，这种现象并不是“时差”，而是说明能量代谢和蛋白质合成与解毒过程的相位存在差异。郭教授解释道。“这就如同乐队演出，尽管大家都是按照同一乐谱、按同一节奏演奏，但不同声部或不同乐器开始演奏的时间是不同的。生物体内的各种节律也是如此，在人体内尽管这些节律都由主生物钟控制，步调一致，但出现得有早有晚。”他说，“这也如同国庆阅兵的不同方队，尽管步伐节奏和步幅一致，但毕竟经过天安门城楼是有先后顺序的，通过挤在一起同时通过天安门城楼那就乱套了，在生物节律上来说，就是失去‘同步化’了。”
郭教授告诉记者，体内存在“相位差异”的节律有很多，“比如都是激素，但褪黑素主要在夜晚分泌，而可的松则主要在白天分泌。”此外，对于植物来说，也有这种情况，“比如植物通常是在夜晚常生长，但光合作用是在白天进行的。”另外，“时差”是指光照、温度等环境的骤然改变而导致的生物节律的不适应，而“相位差异”并不是不适应，而是适应得很好的表现。然而，正常的作息规律如果被打乱，则会造成生物节律的紊乱，对健康造成损害。而肠道微生物菌群的昼夜变化，不过是人体各种节律特征之一。因此保持规律饮食和按时作息，维持生物钟的正常运作，对于人类健康而言十分重要。
