诺奖研究告诉你，晚饭后为什么不宜辅导作业

本文转载自公众号“把科学带回家”

（ID：steamforkids）

你是不是有过这种感觉，每天最折磨人的时间段，莫过于晚饭后开始作业辅导的时候了。一到这个时候，每个有孩子的家庭都会传出家长的怒吼！一到这个时候，每个家长也都感觉自己快要心梗了……

实际上，家长们陪作业的时间似乎不太对。来自诺奖的研究发现，晚饭后是一天中血压最高的时间。为了避免出现陪作业到爆血管的事故，请各位家长谨慎挑选陪写作业的时机！

而这个负责调节我们的生理机能，使其与地球的 24 小时自转周期保持一致的，就是我们常说的“昼夜节律”，或者更常见的说法——“生物钟”。

生物钟系统对于身体至关重要，能让我们在白天保持精力充沛，在夜晚顺利入眠，体温、血压，甚至免疫系统都会按照昼夜节律规律的进行周期性调节。

不止人类，这个星球上所有的生命都有一套自己的昼夜循环系统，譬如天一黑，你养在阳台上那群宠物就开始躁动起来……这是生物在进化过程中不断适应地球自转规律的结果。

那么，这个内部“时钟”是如何顺利运行的？靠的就是我们身体里为各个组织部门进行“报时”的“钟表匠”们。

1971 年，加州理工学院的科学家们在研究果蝇（又是这个万能的科研标本）时发现，当其体内一个基因产生突变后，原本生活作息规律的果蝇突然变得混乱起来。该基因突变的果蝇的昼夜节律有的变长，有的变短，有的甚至完全消失了……

在此基础上，1984 年三位科学家（杰弗里·霍尔， 迈克尔·罗斯巴什，迈克尔·杨）成功地从果蝇体内分离提取出了该基因，并因此获得了 2017 年诺贝尔生理学或医学奖。

这个基因就是我们体内重要的“钟表匠”之一——Period 基因，简称 PER 基因。

其编码的蛋白被称为 PER 蛋白。在晚上，PER 蛋白会在果蝇体内积累，到了白天又会被分解。其浓度会循环震荡，周期为 24 小时，刚好和昼夜节律相同。

为了解释这种现象，科学家们提出了一个假设——PER 蛋白可以让 PER 基因失去活性。

当 PER 基因有活性的时候，可以合成 PER 信使 RNA ，后者进入细胞质后开始合成 PER 蛋白。随后，PER 蛋白进入细胞核，逐渐积累，抑制PER基因的活性，使其生产 PER 蛋白减少。这样，PER 蛋白与 PER 基因形成了一个抑制反馈的环路，PER蛋白可以抑制基因合成自己，形成了昼夜节律。

此外，PER 蛋白并不能靠自己的力量进入细胞核这种“机要之地”。它必须借助另一为“钟表匠”的帮助，这位钟表匠被称为节律基因——“TIM基因”。

只有在其编码的 TIM 蛋白与 PER 蛋白结合后，两个蛋白才可以一起进入细胞核，并且在那里抑制 PER 基因的活性。

用更通俗的说法，我们可以想象这么一个画面——

在一间昏暗的小屋子，辛勤的钟表匠“ PER 基因”埋头苦干，为了养家糊口不停的制造钟表零件，我们称它为 PER 匠。

造好的零件“ PER 蛋白”被堆积在院子里，越来越多，眼看就要挤进屋子了。

这时候老师傅的邻居“ TIM 蛋白”就拿着零件慌忙说：老哥，快别造零件了！你看，门外已经堆不下，都挤进屋里啦！

PER 匠这才意识到：妈呀，做多了，赶紧停工吧，休息一下！

随后屋外的零件就会慢慢被运走（消失），等到 PER 匠发现屋里已经没有零件时，又慌忙开始辛勤的劳动起来。

制造制造，拥挤拥挤，停工停工，消失消失，制造制造，拥挤拥挤，停工停工，消失消失。这个过程就不断的循环往复下去……这样昼夜节律就形成啦！

但是为什么这个循环周期会保持在 24 小时左右呢？这就要靠第三位“钟表匠”——DBT 基因。

这个基因最主要的工作是合理安排零件的消失周期，相当于钟表匠家里的库房管理者。其编码的 DBT 蛋白可延迟 PER 蛋白的积累，让 PER 蛋白循环的周期固定在 24 小时左右。

当然，我们的生物钟是个极其复杂而精密的系统，其涉及到的关联基因远远不止于此。觉得上面的解释不够全面的朋友们，可以感受一下下面这张图：

不断的研究显示，参与调节生物钟的基因种类繁多，包括但不限于 BMAL1, CLOCK, PER, CRY, DEC1, DEC2 等等，相关的研究也在持续探索中。

希望你还没有被绕晕，只需要知道这是一个很复杂的过程。很多辛勤的基因钟表匠都参与其中，为我们身体里的大时钟添砖加瓦就好啦~

生产钟表的匠人们各司其职，还需要一个总体协调人来给它们“对表”。这时候，就需要视交叉上核 SCN 的帮助了。

视交叉上核就是前侧下丘脑核，它是哺乳动物昼夜节律调节系统的中枢结构，负责产生和调节睡眠与觉醒、激素、代谢和生殖等众多生物节律。

一到白天，SCN 接受到来自阳光的信号，扯开嗓子叫醒身体：现在是活动的好时候，各个机能部门都甩开膀子加油干啊！

到了夜晚时，光照减弱，我们的身体则会产生褪黑色素，告诉我们该上床睡觉了。

可见光照对于我们的身体是一个强烈的信号，人体会据此调节内环境的“生物钟”系统。然而，这个经过万年进化演变而来的精密系统，近百年却遭到了前所未有的挑战——灯光。

电灯的出现，让我们彻底点亮了黑夜。大家的夜生活也被极大的拓展，比如必需熬夜写作业了……时间被更有效的利用，但随之而来的就是生物钟开始出现混乱。

尤其是近些年手机、电脑等电子屏幕的出现，情况变得更为严重。电子产品的LED屏幕会发射大量蓝光，当这种蓝光信号被视网膜光敏细胞ipRGCs检测到时，它会错误的认为当前时段是白天。从而抑制褪黑色素的产生，人们就会毫无困意。越来越多的人发现，想要顺利入睡，已经离不开眼罩的帮助了。

长期的生物钟混乱会引起各种负面问题，比如注意力下降、免疫力下降、 肥胖、心脏病和高血压等等等等。

为了健康着想，还是放下手机，远离电脑，按照规律的作息早睡早起，让身体里的钟表匠们回复正常的活动吧！

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