生物钟：您内部时钟的科学
昼夜节律是我们身体日常生理过程的周期，如睡眠、食欲和警觉性。
在某种程度上，我们都知道它们的存在，因为我们每天都经历它们。我们在一天中某些时刻会感到更加清醒，在其他时候则感到疲倦。
但我们可能并不完全了解我们的内在时钟是如何工作的，它对我们有多重要，或者如何保持其最佳运行状态。继续阅读以了解更多关于你的昼夜节律以及如何根据昼夜节律优化工作。
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本文包含以下内容
理解昼夜节律的工作原理
长期以来，人们一直认为人类和其他生物与地球自转的24小时周期相适应。不太明显的是，这些每日周期不仅是对环境线索（如日出和日落）的反应，而且是由内部时钟驱动的（Albrecht, 2012）。
昼夜节律：定义
我们的内部时钟被称为“昼夜节律”，因为它的意思是“大约一天”，并且在没有外部线索（如日出和日落）的情况下，该时钟默认为每天24.2小时的周期（Czeisler等，1999）。
有了外部线索，它就会被重置到精确的24小时周期，以与地球的24小时旋转同步。
同步
生物钟被重置到精确24小时的过程称为同步，它通过所谓的“zeitgebers”（德语，意为“时间给予者”）实现。这些是我们用来告诉自己当前时间的身体环境线索，最重要的是日光（Albrecht, 2012）。
昼夜节律钟与生物钟
术语昼夜节律钟和生物钟可以互换使用。一个有机体的昼夜节律或生物钟是有机体内控制其昼夜节律的机制。它是细胞内复杂蛋白质系统的组合，由数千个基因控制（Klein等，1991）。
在脊椎动物中，一个主时钟调节这些基因和蛋白质。在人类中，这是大脑中的一个结构，称为视交叉上核（SCN；Klein等，1991）。
SCN与其他身体部位（如心脏和肝脏）的“时钟”进行通信，确保身体的所有组织都与其同步（Dibner & Schibler, 2015）。
昼夜节律对身心健康至关重要
昼夜节律是我们常常习以为常的，直到它出现问题。不仅昼夜节律紊乱感觉不好，更糟糕的是，长期来看，它对健康有害。
这里有一段研究者Satchin Panda的讲解：
你的昼夜节律如何调节你的健康 - Satchin Panda
睡眠
我们的昼夜节律对良好的睡眠至关重要，而良好的睡眠对健康也至关重要。长期睡眠障碍与肥胖、糖尿病、癌症以及认知衰退有关，以及其他问题（Knutson & Van Cauter, 2008; Mogavero等，2021; Wennberg等，2017）。
在理想情况下，醒来后不久，皮质醇水平会达到峰值，为数小时后的睡眠周期设置计时器（Dickmeis, 2009）。
但这个过程很容易被打乱。日光是身体产生这种皮质醇峰值的主要线索，尽管进食和体力活动也有贡献。如果没有在醒来后一小时内接触日光，我们的昼夜节律可能无法正确同步。人造灯光，我们早上更有可能看到，通常不够亮，无法完成这项工作（Potter等，2016）。
情况变得更糟。当我们早上看到的光线不足，晚上看到的光线过多。我们家里的灯光、手机和平板电脑屏幕在太阳下山后仍然非常明亮，这会向我们的昼夜节律发出信号，使我们保持不自然的清醒状态，导致我们不能像应该的那样早睡或深度睡眠（Potter等，2016）。
身体的最佳功能
除了睡眠外，昼夜节律还影响各种代谢方面，如激素释放、食欲、消化和体温，这些都是我们身体正常运作所必需的（Potter等，2016）。
由于昼夜节律紊乱导致这些系统受损，增加了患心血管疾病、肥胖、糖尿病和癌症的风险。这在一定程度上是由于昼夜节律紊乱直接对代谢的影响，部分是由于它影响食物偏好。睡眠不足时，人们更容易被油腻和甜食诱惑（Simon等，2015）。
表现
正如预期的那样，昼夜节律对人体功能的影响对身体表现和心理健康都有影响。
一项研究表明，游泳运动员在每晚体温下降后约90分钟时最快（Kline等，2019）。在其他研究中，他们发现运动员的关键表现指标（如最大摄氧量、力量、柔韧性、冲刺速度和反应时间）有明显的昼夜变化（Knaifer等，2019；Vitale & Weydahl, 2017）。
至于精神表现，有证据表明认知功能受觉醒水平的影响，而觉醒水平又受昼夜节律的影响。特别是那些涉及高级认知控制的认知功能，如抑制、工作记忆、任务切换和心理运动警觉性（Xu等，2021）。
心理健康
在所有类别的精神疾病中，昼夜失调是普遍存在的（Baglioni等，2016）。在一项针对121名在社区精神卫生中心接受治疗的成年人的研究中，超过85%的人符合两种或更多睡眠-昼夜问题的标准（Sarfan等，2021）。
昼夜节律和心理健康之间的关系似乎是双向的。昼夜节律紊乱会导致心理健康问题，而心理健康问题反过来也会导致昼夜节律紊乱（Meyer等，2024）。
可能有几个机制导致这种关系，包括缺乏日照、睡眠干扰及其在情绪处理和神经可塑性中的重要作用，以及对微生物群的影响（Meyer等，2024）。
失眠和过度睡眠（这暗示着昼夜节律紊乱）在抑郁症中非常普遍，因此它们是诊断标准的一部分（世界卫生组织，2019年），大约三分之一患有重度抑郁症的人同时经历这两种症状（Geoffroy等，2018）。
然而，我们也可以设定治疗抑郁症的前景，通过干预针对昼夜节律。有证据表明，早晨暴露于非常明亮的人造光对治疗季节性抑郁（或季节性情感障碍）和广泛性抑郁症都有效（Lewy等，2006；Al-Karawi & Jubair，2016）。
与其他心理健康问题一样，焦虑症与睡眠障碍之间有着强烈的联系，其中24%的焦虑症患者也出现失眠，28%出现过度睡眠（Ford & Kamerow，1989）。
同样，与其他心理健康问题一样，因果关系很可能是双向的。焦虑时很难入睡和保持睡眠。而睡眠障碍意味着白天的情绪处理受损，这意味着更多的焦虑、过度警觉、沉思和情绪反应（Van Someren，2021）。
昼夜节律障碍
虽然昼夜节律障碍在《国际疾病分类》中被归类为睡眠-觉醒障碍而非精神和行为障碍（世界卫生组织，2019年），但正如上述所述，它们经常与各种类型的精神健康问题相关联。
昼夜节律障碍是指当您的昼夜节律与环境不同步时发生的问题。它们包括（美国国立心肺血液研究所，2022年）：
- 先进睡眠-觉醒阶段障碍：早睡早起
- 延迟睡眠-觉醒阶段障碍：晚睡晚起
- 不规则睡眠-觉醒阶段障碍：睡眠在夜间和白天分多个短时段
- 非24小时睡眠-觉醒阶段障碍：睡眠-觉醒周期不是24小时长
- 时差障碍：跨越时区旅行后到达目的地时与周围环境不同步
- 轮班工作障碍：在日夜轮班之间转换时与工作时间或周围环境不同步
承认昼夜节律的个体差异
我们可以清楚地观察到人们有不同的昼夜节律——最明显的是晨型人与夜猫子。这些不同的特征被称为一个人的昼夜类型（Roenneberg等，2003）。
一个人的昼夜类型不是固定的，但在诸如光照、季节、习惯和年龄等因素的影响下会发生变化。幼儿通常早起，而青少年（众所周知）在中午前几乎叫不醒。不过，昼夜类型受到遗传因素的影响，这使得这一特征具有一定的稳定性和家族遗传性（Kalmbach等，2017）。
如何识别你的个人节奏
我们中许多人都能很容易地说出自己是晨型人还是夜猫子，但对于更严格的评估，研究人员开发了几种经过科学验证的问卷。
这些包括慕尼黑昼夜类型问卷（Roenneberg等，2007）、晨型-晚型问卷（Horne & Östberg，1976）和综合晨型量表（Smith等，1989）。
光照对昼夜节律的影响
我们的身体使用一系列线索来设置它们的内部时钟。
最重要的是光照，它被视网膜中的特殊细胞——视网膜神经节细胞接收，这些细胞将光强度的信息输入我们的中央昼夜节律时钟——大脑中的视交叉上核（SCN）（Blume等，2019）。
然而，光照对昼夜节律的确切影响取决于光照的时间和频率（即颜色）（Wahl等，2019）。
早晨的光
如前所述，早晨的强光会推进昼夜节律；它会使睡眠提前到来。换句话说，它告诉身体白天已经到来，并开始向夜晚和睡觉的时间计时。并不是任何光线都可以，日光比大多数人造光源亮得多，而且身体已经进化到对日光作出反应（Spitschan等，2016）。
晚上的光
傍晚的光照会欺骗内部时钟，使其误以为仍是白天，从而推迟睡眠的到来。不幸的是，这种反应可以被人造光触发，因此在傍晚开灯或看电脑或手机屏幕很可能会让你保持清醒。
蓝光
蓝光的波长短，对昼夜节律的影响最大。这是因为视网膜中影响昼夜节律的色素——黑视蛋白，在这种频率下最敏感（Wahl等，2019）。
红光
红光的波长比蓝光长，所以对眼睛中的黑视蛋白色素的影响较小——因此对昼夜节律的影响较小（Tähkämö等，2019）。
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两个科学协议用于重置你的昼夜节律
如果你担心现代生活条件下的昼夜节律紊乱会对你的健康有害，但又不知道如何应对，那么请放心，有一些方法可以对抗它。
时差
对抗时差最有效的方法是引起相位移动，也就是说，调整你的昼夜节律，使你提前或推迟醒来。一种有效的引起相位移动的方法是在早晨或下午暴露于强光，以提前或推迟你的昼夜节律。这种方法可以在旅行前或旅行后实施。
步骤如下（Burgess等，2003）：
- 确定你的体温最低点是什么时候。这通常是你醒来前两到三个小时。
- 如果你需要提前你的昼夜节律以提前起床，那么在体温最低点前四小时暴露在日光或人工光源下，并且在这之后四小时内避免光照。如果需要推迟昼夜节律，则相反操作。
- 如果你想每天将体温最低点提前一个小时，或者如果想每天推迟1.5个小时，逐步调整。
作为小贴士，有许多在线时差计算器，甚至有一个时差应用程序供频繁旅行者使用。
轮班工作
轮班工作尤其不利于健康的昼夜节律，因为它往往是长期安排。美国疾病控制与预防中心提供了一套基于证据的培训计划，适用于值夜班的护士，其中包括以下建议（Jones & McAuliffe，2023）：
- 优先考虑睡眠。下班后立即去睡觉，而不是在回家前处理杂务和其他事务。
- 在夜班的第一半时间尽可能多地待在明亮的地方，在第二半时间待在较暗的地方，以鼓励新的昼夜节律过渡。
- 在从夜班回家的路上戴上防蓝光眼镜。这不会完全消除日光对你昼夜节律的影响，但会有所帮助。
- 确保你的卧室尽可能黑暗以便睡眠。
- 作为最后的手段，考虑在睡前服用褪黑素补充剂。这是一种帮助入睡的荷尔蒙。
通过这六个技巧增强你的昼夜节律
光照是最重要的时间线索，但以下是一些来自Andrew Huberman（2021年）的习惯，可以帮助加强你的昼夜节律。Huberman的关于最佳健康和表现的播客已经将昼夜节律和良好的睡眠卫生带到了更广泛的公众关注之中。
- 早起锻炼。较晚的高强度体育活动会推迟你的就寝时间。
- 早上摄入咖啡因，不要太多。
- 晚上不要吃得太多或太晚。进食是告诉身体现在要活跃和警觉的信号。
- 不要喝太多酒。酒精可能帮助你入睡，但它会降低睡眠质量，这会扰乱你的昼夜节律。
- 午睡时间不要太长或太晚。
- 考虑药物和补充剂。我们已经提到了褪黑素，但Huberman（2021）建议镁苏糖酸盐、芹菜苷和茶氨酸等补充剂。
总结信息
希望你现在对昼夜节律的重要性以及如何保护或改善自己的昼夜节律有所了解。
这是一个具有挑战性的任务，因为现代生活的许多方面——如明亮的夜晚、诱人的设备和刺激的咖啡因——似乎设计成让我们偏离自然节奏。
但凭借本文中的知识和工具，你可以寻求在做你想做的事情和照顾好自己之间的平衡。
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常见问题解答
正常的昼夜节律是什么样的？
正常的昼夜节律是一个大约24小时的周期，控制着包括睡眠-觉醒周期、新陈代谢和激素释放在内的基本生理功能。它与外部线索（如光明和黑暗）同步，帮助身体维持规律的睡眠模式和全天的能量水平。
哪些激素控制昼夜节律？
褪黑素和皮质醇是调节昼夜节律的关键激素。褪黑素在晚上增加以促进睡眠，而皮质醇在早上上升以促进清醒和警觉，帮助维持整天的平衡。
昼夜节律紊乱的症状有哪些？
昼夜节律紊乱的症状包括难以入睡、夜间频繁醒来、白天疲劳、情绪波动以及难以集中注意力。这些紊乱可能导致慢性问题，如失眠、认知表现下降和情绪不稳定。
参考文献
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