美国科学家近日研究发现，动物体内存在“食物相关”的生理时钟，它可以取代以光为基础的主时钟。这一发现有助于解释动物怎样调节生理节奏以避免饿死，并且表明，通过调节进食时间，人类能够更好地应对时差和夜间工作。相关论文发表在5月23日的《科学》（Science）杂志上。

 

在动物大脑的视丘下部，有一组名为视交叉上核（SCN）的细胞，起着机体主生物钟的作用。SCN经由视觉系统接收日-夜循环的信号，并将信号传递给视丘下部的另一组名为背内侧核（DMH）的细胞，DMH接着组织起眠-觉循环，以及活动、进食、荷尔蒙循环。

 

论文高级作者、美国波士顿贝斯医疗中心（BIDMC）神经学系主席Clifford Saper说：“当食物容易获得的时候，这一系统运转得极其顺利，光信号帮助动物建立了适应标准日-夜循环的生理节奏。”然而，如果食物在正常的觉醒期间无法获得，动物就需要能够适应在常规睡眠期间获得食物。

 

为了生存下来，动物发展出了第二种“食物相关”的时钟。Saper说：“这一新的时钟使动物能够转变它们睡眠和觉醒的时间表，以有最大化发现食物的机会。”

 

在实验中，研究人员使用灭活了生物钟关键基因（BMAL1）的小鼠为实验对象，然后将这一基因置入病毒载体，达到了一次只在大脑中一个地点恢复生物钟功能的目的。通过这种按部就班的分析，研究人员揭示了与进食有关的生物钟。

 

Saper说：“我们发现，在饥饿循环后喂食能开启生物钟，所以它有效地越过了SCN，并将所有的生理节奏‘劫持’到了一个新的时区，与食物获取相一致。”

 

Saper表示，这一发现有望在旅行者和倒班工作者身上得到应用。比如，旅行者可以通过改变进食时间，使自己的进食时钟开始运转，从而能更快地调整时差。他说：“完全禁食16个小时足以开启这一新的时钟。所以，在飞机上不吃任何食物，着陆后尽快进食，将能够帮助你调节时差，并能避免一些不舒服的时差反应。”（科学网 梅进/编译）

 

（《科学》（Science），Vol. 320. no. 5879, pp. 1074 – 1077，Patrick M. Fuller，Clifford B. Saper）