人類未來

生理時鐘是甚麼?今年諾貝爾醫學奬三位得主的研究,對時差適應、學習效果,以至預防心臟病和阿爾海默症有何啟發?

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乘搭飛機到遠方,會出現時差反應(jetlag),令你不能安睡,無法正常工作…

人們每天總有幾小時集中力最強,學習能力最高,但在另一些時段,卻表現較差…

每天到了午飯時間,肚子自然出現飢餓的感覺…

人的心臟日間會應付壓力,夜間慢慢調息,早上一覺醒來,霍然而起,身體可能無法適應,所以大部分心臟病在早上時間發生。

以上情況大家相信不會陌生,原因是身體受到生理時鐘影響。

美國學者傑弗里.霍爾(Jeffrey C. Hall)、麥可.羅斯巴什(Michael Rosbash)和麥可.揚(Michael W. Young)獲得,就是愿,獲得2017年度諾貝爾奬生理醫學獎的桂冠。他們的研究,正是與生理時鐘有關。

瑞典卡洛林斯卡研究所(Karolinska Institute)的諾貝爾醫學獎委員會今年10月2日宣布得奬名單時提到,「他們的發現揭示了為何植物、動物和人類能夠控制這種生物節律,從而與地球的日夜節律相適應。」

三名學者於1984年在果蠅體內發現了一組名「周期基因」(period gene),作用是調控果蠅的晝夜節律。他們於果蠅腦內進行研究,發現這種基因編碼出的一種蛋白,會在夜間不斷累積,然後在白天又發生分解,從而證明細胞管理這種自我維持運行的機制。

霍爾、羅斯巴什和楊格發現這結果也適用於其他生物,包括人類在內,正好解釋了人類的日夜周期,並非受到日、夜等外界因素影響,而是人類「內置」的生理時鐘所調節,這也成為後續生物節律學與睡眠醫學的研究基石。

霍爾、羅斯巴赫及楊格(左起)。

時隔30多年後,霍爾、羅斯巴赫、楊格因為這項研究發現最終摘下諾貝爾獎

英國弗朗西斯.克里克(Francis Crick)研究所主任、2001年諾貝爾得者保羅.納斯(Paul Nurse)爵士認為,三人的研究對了解生命的本質意義重大。他說:「生物鐘置入我們身體的機制内,也置入在我們的代謝系統中,它無處不在,讓我們了解生命的真正的核心特徵。」

光是生理時鐘就是一門很大的學問,被稱為時間生物學(Chronobiology),目的是研究生物體內與時間有關的週期性現象,以及相關時間機制。這門學問越來越重要,因為人類的作息時間及生活跨越不同時區。

這三位科學家證明了正是時鐘基因,彌補了感官對時間的認知。

有關的研究表明,生物的體內時鐘影響激素水平、睡眠、體溫和新陳代謝等生理功能。許多重要疾病與晝夜協調都有莫大關係,例如阿茲海默症、抑鬱症、過度活躍症甚至常見的心臟疾病、肥胖及糖尿病等,都與生理週期有關。

在醫學研究發現,服用藥物的時間對藥效影響非常大。尤其像化學治療,如果能在適當時機投放治療藥物,將可減輕藥物濃度,同時減少對病患身體的負擔。現時有人針對癌症治療研究「時間差療法」(chronotherapy),不過有關研究仍在初步階段。

科學家認為,了解生理時鐘亦有助對老年病症的治療,由於阿爾海默者的患者,一般都出現生理時鐘紊亂的情況,加強長者的生理時鐘功能,或許有助推遲阿爾海默症狀的病發時間。

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