不过如果朝东旅行时,调整的时间就要更长一些了:穿越3个时区需要花费超过4天恢复,穿越6个时区需要超过8天恢复,穿越9个时区需要超过12天来恢复,而穿越12个时区则需要9天左右恢复。

信息来源:EurekAlert!

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“我们想要了解VIP被释放的具体时间,以及这些分子如何使细胞同步化。”赫尔佐格说。然而,赫尔佐格的一个研究生却发现,当被释放的VIP浓度超过100nM时,SCN中的神经细胞竟然会发生“去同步化”(desynchronization)。这种过程的剧烈程度取决于VIP的剂量,“当VIP的浓度很高时,细胞就好像无法看到来自周围细胞的信息一样。”

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新葡萄京官网 3高浓度的VIP分子能减弱视交叉上核中神经细胞的昼夜节律同步性。(A)Vehicle(人造脑脊液)对照。(B)150nM
VIP处理。(C)100μM
VIP处理。上方光栅图表示随时间推移,来自同一SCN的20个神经细胞中生物钟蛋白PER2的表达情况。绿色:表达增多,黑色:表达减少;黄色:药物处理时间点。下方圆图表示药物处理一天前和处理一天后细胞生物钟的同步情况。蓝色点:每个细胞PER2表达达到高峰的时间。黑色箭头:PER2表达高峰的平均矢量。箭头长度反应细胞时间的同步性。图片来源:Sungwon
An et al. PNAS新葡萄京官网 ,. 2013.

时差恢复需要多久

新葡萄京官网 4VIP注射加速小鼠的生物钟重调。将光-暗周期前移8小时后,小鼠的自发活动节律发生相应调整。与注射人造脑脊液(Vehicle)的对照组小鼠平均需要7.8天才能将活动节律调整至与新的光暗周期一致,注射VIP的小鼠平均只需要4.5天。图片来源:Sungwon
An et al. PNAS. 2013.

如果你觉得去欧洲旅行时倒时差比去美国时更快,不要怀疑你的感受。一项研究指出,与向东旅行相比,我们的大脑更容易适应向西旅行的时间。这都源于控制生物钟或昼夜节律细胞的一个“小怪癖”:这些细胞的运作日程表并不是24小时制的,它们的一天更接近24.5小时。

古有滴漏日晷,今有钟表手机,我们的身体也在长期演化中形成了自己的时间机器——生物钟。然而,这古老的机制并不适应现代生活中不规律的环境变化。当我们倒夜班或跨时区旅行时,生物钟需要根据光照等环境刺激调整到新的时间,也就是我们熟知的倒时差。近日,圣路易斯华盛顿大学的研究者发现,利用一种被称为VIP的小分子,可能帮助倒班工人和旅行者减轻时差感(jet-lag)。研究结果发表在《PNAS》上。

《Chaos》期刊上发表的一项研究利用数学模型对该说法进行了测试,研究人员发现,时差的恢复并不能严格地归为一天一个时区。当朝西旅行时,跨越3个时区需要花费接近4天来恢复,跨越6个时区需要花费6天恢复,跨越9个时区需要不到8天时间恢复,而跨越12个时区需要大约9天来恢复。

 

时差并非飞机之错

“这是首次证实脑中已有的底物能够提高昼夜节律系统的功能。”赫尔佐格说:“我们希望能够找到诱使大脑释放VIP的手段,或是找到某些能模拟VIP效应的刺激信号。”这样的治疗手段也许能帮助跨时区旅行者、倒班工人和其他生物钟负担过重的人群更好地适应环境。当然,顺应自然时间生活是最好不过的了。

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不过,研究者随后发现VIP引起的短暂不同步并不会酿成大祸,还可能很有用处:当细胞间的同步性被较高浓度的VIP削弱之后,生物钟重调的速度反而变快了!研究者利用小鼠进行实验,通过改变光照模式令小鼠产生时差感,并测量小鼠重调生物钟、适应新时间所需要的时长。结果表明,这些相当于做了横跨8个时区旅行的小鼠,能通过注射VIP而加快适应过程。

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这种现象有些类似于通过拍打电视使闪烁的画面恢复正常。和所有细胞都同步的情形相比,节律被打乱的细胞对环境刺激更加敏感,生物钟进行重调的功能则更强。很多现代人都过着不规律的生活,因生物钟紊乱而遭受肥胖、抑郁等健康问题的困扰。尽管赫尔佐格进行的是基础研究,但VIP分子的相关应用前景无疑是广阔的。

措施之三

哺乳动物生物钟的核心组织是视交叉上核(SCN),这个结构只有四分之一颗米粒大小,由大约20000个神经细胞组成,每个神经元都是一个小的生物钟,一些细胞的“钟”走得快一点,一些走得慢一点。为了产生统一的昼夜节律,这些神经细胞通过血管活性肠肽(vasoactive
intestinal polypeptide,
VIP)进行交流,把自己的“时间”告诉其他细胞,将时间校准到一块儿。如果不能释放VIP分子或缺少VIP受体,这些细胞就会失去同步性。

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文章题图:shutterstock友情提供

 

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措施之二

根据某种备受推崇的说法,人们每跨越一个时区都应该花一天时间用来恢复,这意味着即使是从纽约飞往洛杉矶,都应该先歇上三天让自己倒倒时差。

尽管暴露于清晨明亮的阳光下(最常被提到方法之一)的确有所帮助,科学家们仍在寻找更多解决时差的方法。今年4月发表在《生理学期刊》上的一项研究发现,大鼠的眼细胞会产生一种叫做加压素(vasopressin)的分子,这种分子会传递到大脑中,帮助调节生物钟。尽管研究人员还需要更多实验,以证明这一结果在人身上同样适用,但这一发现能给科学家们带来灵感。或许研发一种特殊的眼药水,通过促进眼细胞生成这种分子,就能帮助人们从时差反应中恢复过来。

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旅行前简单的行为改变可以显著减少发生时差反应的可能性或者减轻症状的程度。

措施之四

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