康健228期/揭開生理時鐘奧秘,失眠有解?

http://www.cdnews.com.tw 2017-11-14 00:19:59
【作者/陳俊辰;圖片/康健雜誌】

 癌症、糖尿病、心血管問題,每樣都跟生理節律被破壞有關係。一名癌友在自己的社群上反省他在公司當上總字輩,全是多年熬夜、三餐沒一頓正常換來的,他寫下:「很多時候,我們不在乎、不珍惜我們的身體,只在病痛上門時怨恨痛苦。」引來上千次轉貼。

 不按時吃睡,身體馬上知道,內分泌一團亂、免疫力溜滑梯。「按時」的關鍵就在遵循生理時鐘。

 這個內建的計時器已跟著人類幾萬年,真正解密卻在最近30年,科學家發現每個細胞都自帶時鐘,以大約24小時的節律運作,配合地球的自轉。不只生病,還有很多和生活品質密切相關的難題,例如失智爸媽晚上趴趴走不睡覺,使照顧者精疲力竭;或是上班族出差飛來飛去、該入眠時睡不著的時差問題,都可以透過解析人體計時的機制找到解方。

 今年摘下諾貝爾獎生理暨醫學獎的霍爾(Jeffrey Hall)、羅斯巴希(Michael Rosbash)和揚格(Michael Young),是揭開生理時鐘祕密的關鍵人物。

 滴答,計時基因控制細胞鐘

 他們發現,細胞微時鐘的真面目原來是一組「計時基因」。

 1984年時,霍爾和羅斯巴希聯手成功解出第一個計時基因period(英文「時段」)的DNA序列,揚格也在2個月後獨立取得相似成果。他們發現該基因產生的蛋白質在24小時內量會由多變少,週而復始。接著,其他相關基因也陸續被找到,慢慢拼湊出一個比較完整的面貌。

 簡單來說,細胞巧妙運用了「負回饋機制」來產生時針滴答計時的效果。這個機制是指,當一些特定蛋白質濃度增加到一個界限,它們就會觸發下一步動作,反過來中止細胞製造它們的過程。等這些蛋白質壽命一到,被細胞本身分解,下個循環又再啟動。用生活例子打個比方,冷氣就是使用同樣的機制,室溫一降到指定溫度,機器就暫停,等溫度上升又再發動。透過這樣的過程,人體於是擁有了起伏有序的「時間感」。

 如果逆著時鐘過日子,例如半夜不睡,也會掉過頭來弄亂基因計時的節奏,扣扳機般引發細胞內外的一連串下游反應,使得脂肪細胞失了節制地愈長愈肥、有毒廢棄物堆積在大腦和器官,沒辦法按時排出......,大小毛病跟著來。

 這群計時基因除了period,還包括clock(時鐘)、timeless(不限時)、cycle(循環)、zeitgeber time家族(含24個以上基因,zeitgeber是德語「定時器」的意思)等成員,名字取得讓人會心一笑,構成一組互相制衡的網絡。3名獲獎人雖然主要是用果蠅做實驗,不過從昆蟲到哺乳類已證實全都有相似的計時機制,可見這是一套非常古老、在生物大歷史上綿延久遠的系統,和天地環境緊緊結合。

 失智病人日夜顛倒將有解

 人類有2萬多個基因,這些基因和微時鐘互動的方式至今還有很多不明白的地方。不過不少圖像已經漸漸變得清晰,例如有研究發現光線會加快部分計時蛋白質的分解流程,這也解釋了為什麼出門曬太陽或起床時拉開窗簾能幫忙調時差。嚴重失眠、掙扎老半天還是改不了的晚睡晚起習慣、失智症患者作息混亂,也都可能在未來吞一顆藥丸解決。

 已有製藥企業和基因分析公司合作,想開發合乎晝夜節律的新型安眠藥。甚至有研究者提出把生理時鐘從24調成48小時,從此不用再擔心工作做不完。不過科學家指出,生理節律「牽一髮動全身」,如果賺了薪水卻拉高生病風險,那就得不償失了。

 世界快,人卻要遵照自然的規律慢下來、鬆下來,好好吃飯睡覺,才是維持健康的不二法門。

 今年的諾貝爾生醫獎還有一段小插曲。生理時鐘是根本的生命核心機制,學術價值當然很高,但說到吸睛度,比起今年呼聲甚高的癌症免疫療法和基因剪刀CRISPR──一種準確度高又便宜的修剪基因新技術──實在落後不少。因此當結果一揭露,連當事人都嚇一跳。

 揚格教授在兩眼惺忪中接到電話,他說,他驚訝得連鞋子都不懂穿了;想了想,穿鞋前該先套襪子;又想了想,發現不對,穿襪前還得先換上褲子啊!金質獎章背後,科學江湖中的頂尖高手,也是性情可愛的平常人。 
【中央網路報】