身体有一个每日(昼夜节律)时钟网络它影响我们健康的大部分领域,包括睡眠和新陈代谢。大脑的中央时钟与日常睡眠节律密切相关。
但其他组织(例如肝脏、肌肉和脂肪)也有时钟,它们在新陈代谢中发挥着重要作用。
改变我们内部生物钟系统与外部环境日常变化之间的关系被称为昼夜节律不同步。
在我们的生活中,昼夜节律不同步发生在轮班工作和时差等情况下,内部昼夜节律与环境节律(例如明暗周期)不匹配。
过去对人类昼夜节律不同步的实验室研究已经测试了时差12小时通过在一到两天内反转环境和行为模式,在我们的内部时钟系统和环境变化之间建立联系。
研究显示参与者的新陈代谢发生了变化,血糖控制较差。然而,更温和的昼夜节律不同步的影响以及这些影响的恢复尚不清楚。
为了解决这个问题,我们进行了实验男性和女性的环境和行为模式在五个小时内发生变化。这是通过将就寝时间推迟五个小时来实现的。测量是在五小时延迟之前和接下来的五天内进行的。
所有食物均由研究团队控制和提供。研究参与者平均年龄约 45 岁,体重超标,但没有诊断出健康问题。我们测量了新陈代谢的血液标志物、脑时钟的生物标志物(褪黑激素),以及全天的睡意和警觉性的主观感觉。
我们发现,延迟五小时后,夜间的睡意会增加,而夜间的警觉性会降低。这种情况与褪黑激素浓度节律的改变同时发生,表明大脑时钟发生了变化。这些变化在接下来的五天内逐渐重新调整,但没有完全恢复到基线。
五个小时的延迟导致了新陈代谢的许多变化。其中包括减少 24 小时因进餐而产生的能量消耗、早餐后胃内容物释放缓慢以及血糖和脂肪调节方面的差异。
与困倦和脑时钟标记(褪黑激素)相比,所有代谢变化在昼夜节律不同步后的五天内都得到了完全重新调整。
事实上,一些代谢变化在短短三天内就完全重新调整了。因此,新陈代谢的恢复比脑生物钟和主观困倦的恢复要快得多。
这对于轮班工作或经常飞行的人意味着什么
与所有研究一样,也存在应考虑的局限性。人类研究需要包括具有非常相似特征的参与者,以减少变异性。其他具有不同特征的人群可能会有不同的反应。也有可能在不同的时间延迟下会发现不同的结果。
尽管如此,我们的研究证实,昼夜节律不同步会损害人体新陈代谢,但表明代谢损害比嗜睡和警觉性的变化更小、持续时间也更短。这一发现与世界各地大量轮班工作或经常乘坐飞机的人相关。
遭受昼夜节律不同步的人应继续关注既定建议重置困倦和警觉的节奏。这包括在一天中的某些时间暴露于(或避免)光线。在适合新行为时间表的时间服用褪黑激素补充剂也有帮助。
对于一般健康的人来说,昼夜节律不同步的代谢紊乱似乎会相对较快地适应。尽管如此,保持良好的饮食质量还是很重要的,并且在可能的情况下,尽量减少傍晚和晚上的饮食。
乔纳森约翰斯顿,时间生物学和综合生理学教授,萨里大学;艾伦·弗拉纳根,时间营养博士后研究员,萨里大学, 和亚历克斯·约翰斯通,罗威特研究所营养学个人主席,阿伯丁大学