人类的昼夜节律仍然与季节性阳光有关,基因差异影响着个体对日照时长和轮班工作的反应。
人们很容易认为,电灯和室内卧室等现代便利设施使我们摆脱了阳光对睡眠的自然影响。
然而,来自密歇根大学揭示了我们的昼夜节律仍然强烈地响应白天的季节变化。
研究作者、密歇根州立大学数学博士后助理教授Ruby Kim说:“人类确实是季节性的,尽管在我们的现代环境中我们可能不想承认这一点。日照时长、日照量确实会影响我们的生理。研究表明,我们的生物固有的季节性时间会影响我们如何适应日常日程的变化。”
对身心健康的影响
这一发现可能为研究和理解季节性情感障碍(一种与季节性变化相关的抑郁症)提供新的方法。它还可能为研究其他健康状况开辟新的途径,这些健康状况受我们的睡眠模式与体内生物钟一致程度的影响。
例如,包括该研究的资深作者Daniel Forger在内的研究人员此前曾表明,我们的情绪与睡眠时间表和昼夜节律之间的一致性密切相关。发表在npj Digital Medicine杂志上的新研究写道:“这项研究对未来的研究结果显示了很大的希望。这可能对心理健康问题有更深层的影响,比如情绪和焦虑,还有代谢和心血管疾病。”
遗传学和个体差异
这项研究还揭示了人类季节敏感性的遗传因素,这可能有助于解释为什么一些人比其他人更容易受到日长变化的影响。
密歇根大学数学教授、密歇根应用与跨学科数学中心主任Forger说:“对一些人来说,他们可能会适应得更好,但对其他人来说,情况可能会更糟。”
探索这一基因成分将有助于研究人员和医生了解个人在该谱中的位置,但要达到这一点将需要更多的时间和精力。目前,这项研究是一个早期但重要的步骤,它重塑了我们对人类昼夜节律的设想。
重新思考人体时钟
Forger说:“很多人倾向于把自己的昼夜节律看作一个时钟。我们要展示的是,实际上并没有一个时钟,但有两个。一个试图跟踪黎明,另一个试图追踪黄昏,他们正在相互交谈。”
Kim、Forger和他们的同事通过研究数千人使用Fitbits等可穿戴健康设备的睡眠数据,发现人们的昼夜节律与阳光的季节性相适应。参与者都是完成一年实习的住院医生,他们都参加了实习生健康研究。
实习生是轮班工人,他们的时间表经常改变,这意味着他们的睡眠时间表也经常改变。此外,这些时间表往往与昼夜的自然循环不一致。
研究人员表示,该人群的昼夜节律表现出季节依赖性,这一事实有力地证明了这一特征在人类中有多么根深蒂固,这一点也不奇怪。
来自大自然的证据支持这些发现
Forger说,从果蝇和啮齿动物的研究中有很多证据表明,动物具有季节性生物钟,其他研究人员认为人类的生物钟也可能具有类似的行为。现在,密歇根州立大学团队在一项大型现实研究中观察到了这种季节性的表现,为这一想法提供了一些最有力的支持。
Forger说:“我认为这很有道理。大脑生理学已经工作了数百万年,试图追踪黄昏和黎明。然后工业化就在进化的眨眼间出现了,现在,我们仍在奋力追赶。”
昼夜节律紊乱的遗传联系
实习生健康研究的参与者还提供了一份唾液样本DNA这项测试使Kim和Forger的团队能够将基因成分纳入他们的研究。由其他研究人员领导的遗传学研究已经确定了一个特定的基因,该基因在其他动物的昼夜节律钟如何跟踪季节变化方面发挥着重要作用。
人类共享这个基因,这使得密歇根州立大学的研究小组能够识别出一小部分实习生,他们的基因组成略有不同。对于这组人来说,轮班工作对他们的生物钟和睡眠时间表在不同季节的调整更具破坏性。
这再次引发了许多问题,尤其是关于健康影响和轮班工作对不同个人的影响。但这些都是研究人员计划在未来探索的问题。
Seasonal timing and interindividual differences in shiftwork adaptation