我们的身体已准备好庆祝太阳的重生

冬至是一年中每个细胞都渴望更多光照时期的顶点

Sparkling snow in the snowy forest and low sun

雪林中的冬至。

Iryna Khabliuk/Alamy Stock Photo

地球北半球倾斜至远离太阳最远的时刻——今年的12月冬至,即21日——不仅仅是日历上的一个标记。它也由我们的身体对这一事件的反应来定义。在冬至之前的日子里,我们每天自然光照的减少会产生一系列明显的生理变化。

这些变化与昼夜节律有关。“昼夜节律”一词源于拉丁语“circa diem”,意思是“大约一天”。它指的是动物、植物、真菌和细菌对环境线索(包括光照输入)在每日和季节性基础上的反应方式。

索菲亚·阿克塞尔罗德是洛克菲勒大学的 chronobiologist(时间生物学家),研究昼夜节律及其对生理和行为的影响。她在诺贝尔奖得主迈克尔·杨的实验室中对昼夜节律、睡眠和寿命的研究使她成为询问冬至和冬至前的黑暗日子如何影响从果蝇(她开始研究的动物)到人类等生物的理想人选。


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[以下是采访的编辑稿。]

在一年中最短的一天,较高纬度地区我们的身体节律会发生什么变化?

我们的身体节律是由光线设定的。当您从东向西旅行,光照发生偏移时,您的内在生物钟可能会与实际时间不同步。一年中最短的一天也会发生这种情况,因为您在夏季的光照比冬季早四到八个小时。在我的家乡柏林,6月21日的日出时间是凌晨3:45,12月21日的日出时间是上午8:15。因此,现在我们在必须起床上学或工作后几个小时才收到日光信号,这感觉很糟糕,并且对我们的昼夜节律不健康。因此,您会遇到昼夜节律刺激的延迟出现,这种刺激应该通过眼睛和一个专门的脑结构告诉您的身体,现在是时候开始激活[转录和翻译]一组所谓的时钟基因了,这些基因基本上就像所有细胞的秘书,告诉其他细胞何时做什么。

最重要的是,我们整天也得不到足够的阳光,因为天黑得很早:以柏林为例,下午 3:56 就天黑了。在我们应该感到困倦的几个小时前天就黑了,这可能会对人们的情绪、能量水平和睡眠产生不利影响,并加剧患有痴呆症的老年人的“日落综合征”——引起困惑、躁动和睡眠障碍。

睡眠障碍患者有何反应?

您在冬天看到的是,如果人们顺其自然,他们会更晚起床,因为他们根本没有得到这种光刺激来开始新的一天。此外,在我们现代社会中,室内照明的影响也导致我们的睡眠-觉醒持续时间发生重大变化。

我们都经历过这种情况。当外面一片漆黑时,很难起床;相反,在夏天,当您身处非常明亮的房间并且在凌晨 4 点就获得大量早期阳光时,很难入睡。所有这些都健康吗?不健康吗?我刚才描述的任何内容都没有暗示任何一种情况。

但是人们对光线的敏感度各不相同。一般来说,除非它以某种方式干扰您的功能,否则不会有问题。很多人在没有光照的情况下很难起床,然后在白天很难正常工作。当冬天缺乏阳光导致季节性情感障碍(一种昼夜节律紊乱,导致人们感到非常沮丧)时,情况就变得棘手了。这确实是完全由缺乏光照引起的。

这不仅仅是一年中最短的一天在太阳升起时间方面的持续时间。这也是较高纬度地区的整体光照水平。在我所在的纽约市,有时天气非常昏暗。光照水平永远达不到指示您昼夜节律所需的量或剂量。如果那是您环境的长期状态,那就会对昼夜节律时钟造成重大破坏——基本上,昼夜节律时钟不再发挥组织细胞功能的作用。其中一个输出就是抑郁症。

抑郁症等影响在冬至前后是否尤其严重?

是的,特别是对于那些早起,然后在黑暗中上班,坐在没有窗户的办公室里,室内照明无法为他们提供昼夜节律刺激,然后在天黑后回家的上班族来说。基本上,他们可能已经数周处于完全的昼夜节律黑暗中。当然,所有这些在冬至前后最为严重,因为这是一年中最短的一天,然后情况又会好转。有些人将此描述为复苏,而这确实是昼夜节律时钟的复苏。

除了抑郁症之外,还有其他影响吗?冬至如何影响对感染的抵抗力?

所有细胞都有昼夜节律。如果您因为冬天而没有获得足够的光照,免疫系统就会减弱。您会停止制造在一天中的某些时候对抗感染所需的免疫细胞——T 细胞、巨噬细胞。光照越少意味着免疫系统功能越弱,对感染的抵抗力越低。

一直有关于取消夏令时的讨论,包括来自即将上任的总统政府。这会是一件好事吗?

我们每年两次通过夏令时来调整我们的身体,这会导致时差反应。对于任何个人而言,这可能没什么大不了的,但在整个人口水平上,这在统计上却是一件大事。第二天心脏病发作和交通事故会激增。这只是我们让整个国家遭受的不必要的事情,我们应该摆脱它。

加里·斯蒂克斯大众科学思想和大脑主题的高级编辑,编辑和报道推动脑科学走向生物科学前沿的新兴进展。斯蒂克斯编辑或撰写了封面故事、专题文章和新闻,内容涉及从一个人沉浸在思考中时大脑中发生的事情到减轻抑郁症等情绪障碍的脑植入技术的影响等各种主题。在接管神经科学领域之前,斯蒂克斯作为大众科学的特别项目编辑,负责该杂志的年度单主题特刊,构思和制作了关于阿尔伯特·爱因斯坦、查尔斯·达尔文、气候变化和纳米技术的特刊。他负责的一个关于时间的所有表现形式的特刊荣获国家杂志奖。斯蒂克斯与他的妻子米里亚姆·拉科布共同撰写了一本名为谁在乎千兆字节?技术困惑者的生存指南的技术入门书。

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