身體有一個每日(晝夜節律)時鐘網絡它影響我們健康的大部分領域,包括睡眠和新陳代謝。大腦的中央時鐘與日常睡眠節律密切相關。
但其他組織(如肝臟、肌肉和脂肪)也有時鐘,它們在新陳代謝中發揮重要作用。
改變我們內在生理時鐘系統與外在環境日常變化之間的關係稱為晝夜節律不同步。
在我們的生活中,晝夜節律不同步發生在輪班工作和時差等情況下,內部晝夜節律與環境節律(例如明暗週期)不匹配。
過去對人類晝夜節律不同步的實驗室研究已經測試了時差12小時透過在一到兩天內反轉環境和行為模式,在我們的內部時鐘系統和環境變化之間建立連結。
研究顯示參與者的新陳代謝發生了變化,血糖控制較差。然而,較溫和的晝夜節律不同步的影響以及這些影響的恢復尚不清楚。
為了解決這個問題,我們進行了實驗男性和女性的環境和行為模式在五個小時內發生變化。這是透過將就寢時間推遲五個小時來實現的。測量是在五小時延遲之前和接下來的五天內進行的。
所有食物均由研究團隊控制和提供。研究參與者平均年齡約 45 歲,體重超標,但沒有診斷出健康問題。我們測量了新陳代謝的血液標記、腦時鐘的生物標記(褪黑激素),以及全天的睡眠和警覺性的主觀感覺。
我們發現,延遲五小時後,夜間的睡意會增加,而夜間的警覺性會降低。這種情況與褪黑激素濃度節律的改變同時發生,顯示大腦時鐘發生了變化。這些變化在接下來的五天內逐漸重新調整,但沒有完全恢復到基線。
五個小時的延遲導致了新陳代謝的許多變化。其中包括減少 24 小時因進餐而產生的能量消耗、早餐後胃內容物釋放緩慢以及血糖和脂肪調節方面的差異。
與困倦和腦時鐘標記(褪黑激素)相比,所有代謝變化在晝夜節律不同步後的五天內都得到了完全重新調整。
事實上,有些代謝變化在短短三天內就完全重新調整了。因此,新陳代謝的恢復比腦生理時鐘和主觀的困倦恢復快得多。
這對輪班工作或經常飛行的人意味著什麼
與所有研究一樣,也存在應考慮的限制。人類研究需要包括具有非常相似特徵的參與者,以減少變異性。其他具有不同特徵的人群可能會有不同的反應。也有可能在不同的時間延遲下會發現不同的結果。
儘管如此,我們的研究證實,晝夜節律不同步會損害人體新陳代謝,但顯示代謝損害比嗜睡和警覺性的變化更小、持續時間也更短。這項發現與世界各地大量輪班工作或經常乘坐飛機的人有關。
遭受晝夜節律不同步的人應繼續關注既定建議重置困倦和警覺的節奏。這包括在一天中的某些時間暴露於(或避免)光線。在適合新行為時間表的時間服用褪黑激素補充劑也有幫助。
對於一般健康的人來說,晝夜節律不同步的代謝紊亂似乎會相對快速地適應。儘管如此,保持良好的飲食品質還是很重要的,並且在可能的情況下,盡量減少傍晚和晚上的飲食。
喬納森約翰斯頓,時間生物學和綜合生理學教授,薩里大學;艾倫·弗拉納根,時間營養博士後研究員,薩里大學, 和亞歷克斯·約翰斯通,羅威特研究所營養學個人主席,阿伯丁大學