别熬夜了！当你日夜颠倒，皮肤、肝脏全都知道

那些熬过这一夜的人都知道，即使有强大的“意志”支持，生物钟也会让我们想睡觉，不得不在晚上睡觉。许多研究发现证据表明，经常昼夜颠倒新陈代谢的人将会遭受对健康有害的疾病。

在最新一期*学术期刊《细胞》上，两篇背对背的论文证实了生物钟实际上遍布全身，它能感知白天的光线变化并调节新陈代谢和功能。换句话说，当你晚上仍然盯着电脑屏幕或手机时，即使你的肝脏和皮肤也能察觉到你日夜颠倒。然而，这些被破坏的器官可能会使身体更容易出现健康问题。

人体生物钟的“主钟”位于大脑的下丘脑，在24小时内感知昼夜光线的变化，并调节全身的生理功能。然而，除了中枢神经系统之外，科学家们在过去20年中还发现，周围的各种器官，如皮肤和内脏器官，也有生物钟，细胞中的一些基因在24小时内表现出表达水平的波动。

然而，外围时钟是完全服从主时钟来实现同步，还是具有独立的功能？为了找到实验证据，UCI和西班牙巴塞罗纳生物医学研究所的科学家组成了一个联合小组，试图独立激活两个器官的生物钟。

保罗·萨松-科西教授是这两项研究的交流作者之一。他早期的工作发现生物钟受到许多因素的影响(图片来源:UCI医学院官方网站；学分:彭妮·李)

研究人员首先构建了一种特殊的老鼠，它缺少一个重要的基因Bmal1。在生物钟的细胞水平，这是一个关键的转录因子，调节许多与昼夜节律相关的基因的表达。因此，身体所有组织中缺乏BMAL1的动物的生物钟都停止了，它们的进食和睡眠也不规律。因此，它们变得又瘦又弱，过早衰老。

在此基础上，科学家分别恢复了肝脏和皮肤中BMAL1的表达。然后，将生物钟正常的小鼠、全身缺乏生物钟的小鼠和单器官恢复生物钟的小鼠进行比较。

构建系统性时钟缺陷小鼠和仅皮肤时钟小鼠的示意图(图片来源:细胞)

当这些动物处于标准的12小时白天和12小时夜晚环境中时，研究人员测试了它们的基因表达。出乎意料的是，虽然只在皮肤或肝脏中具有生物钟的小鼠缺乏主时钟的调节，但相应组织细胞中的一些基因也能表现出表达水平的变化，与正常情况下的光变化一样，但波动程度有所降低。

不仅如此，代谢物的分析结果显示，在肝脏生物钟的独立运作下，肝脏也会自主地执行一些关键的代谢功能。例如，碳水化合物和氨基酸代谢，糖原转化。正常小鼠肝脏中200种具有节律变化的代谢物中，近1/5还将保留在只有肝脏生物钟的小鼠中。

在肝脏生物钟的作用下，肝脏的自主代谢保留了部分昼夜节律功能(图片来源:细胞)

另一方面，研究人员观察到，在生物钟的作用下，表皮细胞更新的功能得以保留，皮肤过早老化的现象得以减缓。

然而，当研究人员将老鼠暴露在连续24小时的黑暗环境中时，皮肤和肝脏的生物钟会随着光线变化的消失而停止工作。换句话说，皮肤和肝脏的生物钟可以检测到光的变化，但某些机制尚不清楚。

肝脏的生物钟受昼夜光线变化的调节，生物钟在连续夜晚的环境中停止(图片来源:细胞)

“结果出乎我们的意料！”通信作者之一，UCI的萨松-科西教授说，“没人预料到肝脏和皮肤会被光直接调节。”

在这种老鼠模型的帮助下，国际团队计划逐步探索其他器官的生物钟，并观察不同器官如何交流，“破解代谢途径以控制昼夜节律、衰老过程和整体健康。”

过去许多关于昼夜节律的研究表明，睡眠剥夺、饮食、锻炼等因素可以调节生物钟。现代生活方式很容易扰乱人们正常的生理节奏，导致抑郁、过敏、早衰、癌症和其他健康问题萨松-科西教授最后补充道，“进一步的老鼠实验可能会帮助我们找到让人们的生物钟不那么失调的方法。"

我们希望尽快出台补救和改善措施来帮助那些生理节奏被打乱的人——例如，穿越时区、上夜班的人。然而，在此之前，我们仍然可以尽力在日常生活中保持良好的生活习惯。例如，我们不应该让电脑和手机的屏幕光线干扰我们睡觉前的生物钟。