你的日程安排可能会害死你

这是春天的一个周五晚上 7 点，北加州最繁忙的创伤中心之一奥克兰高地医院急诊室正在等待病人。病人是一名被汽车撞到的年轻自行车手。病人到达时，他的太阳穴血流不止。从拥挤的护理室中，一个由近十几名医生和护士组成的团队出现在病人周围。一年级住院医生阿米莉亚·布雷尔看起来和大学二年级学生差不多大，她立即接手了任务。团队刚把病人固定好，布雷尔就必须立即做出决定：X 光检查？插管？输血？她很快确定没有内出血，也不需要手术，于是在包扎好病人头部后安排进行颈部 X 光检查。今晚，布雷尔将做出六个类似的关键决定。高地医院是一家教学医院，也许是美国最挑剔的急诊医学住院医生。要在这里工作，她必须表现得非常出色。但要想成功，她必须保持敏锐。在 Highland 医院门前一片混乱、人满为患的情况下，这种专注本身也需要紧急护理。急诊室医生 Andrew Herring 负责监督 Breyre 和其他 40 名住院医生，他很担心这个团队。急诊室医生是轮班工人，他们的工作时间分布在令人眼花缭乱、不断变化的早上、下午和晚上，一个月总共有 20 个不同的班次。这是为了将夜间工作的负担平均分摊给整个医生团队。但 Herring 说，尽管这些意图是好的，但结果是他们每个人都筋疲力尽、睡眠不足。这对医生和患者来说都是危险的。“一个夜班就会对认知产生一周的影响，”哈佛大学培养的医生 Herring 说。“当你做完夜班后，你就变成了汉堡肉，炸得酥脆。第二天人们会告诉你他们休息好了，但事实并非如此——错误就会发生。”

这种现象并非急诊室独有。仅在美国，夜间分娩就给大约 1500 万轮班工人带来风险。重大工业事故，例如 1979 年三哩岛核反应堆熔毁，都发生在黎明前的深夜。事实证明，夜班这个名字很贴切。经常熬夜的人患抑郁症、肥胖症、糖尿病和癌症的风险也更高。事实上，这种相关性如此之强，以至于世界卫生组织在 2010 年甚至将深夜工作归类为可能的致癌因素。

生物学家开始相信，这种负面影响之所以发生，是因为凌晨的劳作扰乱了我们的昼夜节律，这是一种神秘的内部计时机制，可以通过光线和温度等外部线索进行调节。事实上，地球上的每一种动物和植物——甚至某些细菌——都是随着这些细胞振荡而进化的。它们决定了数百个其他重要过程，在 24 小时周期内开启和关闭能量。它们协调着我们每天的高峰节律，包括认知、脂肪合成，甚至头发生长。

生物学家才刚刚开始详细研究和了解这些生物钟，它们会根据我们所吃的食物、锻炼习惯、社交互动和光线模式不断同步。无论我们是否意识到，我们都在不断地与生物钟对抗。

2006 年，弗吉尼亚大学的研究人员每周一次将实验室老鼠笼子里的灯打开，比平时早 6 小时，持续 8 周，以防止老鼠重置生物钟。就灯光变化而言，它们就像每周从纽约飞往巴黎一样。结果：年轻的啮齿动物生病并表现出精神不稳定的行为；53% 的老年老鼠突然死亡。

“我真的很担心我们是在自杀，”赫林说道，他扫视着急诊室，而布雷尔和其他人则同时做着几件事，在体力和精神上不断挑战自己。

今年春天，赫林读到了另一项由加州大学圣地亚哥分校的研究人员进行的小鼠研究。研究人员隶属于加州大学圣地亚哥分校昼夜节律生物学中心，该中心致力于研究新兴且经常被忽视的时间生物学，即人体内部生物钟的科学。该中心的科学家研究将人类从自然光周期和其他调节我们身体的外部线索中解放出来的影响。与 UVA 早期的研究不同，加州大学圣地亚哥分校的小鼠研究在其发现中带来了好消息：一种利用黄昏来调整小鼠以适应不规则的昼夜节律的方法。

赫林自愿将他的团队作为研究对象提供给研究人员。“我觉得我们确实需要以不同的方式看待这个问题，”他说。

加州大学圣地亚哥分校中心主任苏珊·戈尔登 (Susan Golden) 不只是谈论时间生物学。她也身体力行。在家里，她和丈夫詹姆斯 (James)（一位微生物学教授，也在加州大学圣地亚哥分校工作）依偎在电视机前，戴着橙色太阳镜遮挡蓝光，我们的身体会将蓝光解读为正午的阳光。他们在浴室和卧室的灯上安装了调光器，这样他们就可以在夜间将灯光调低。

有一天，戈尔登在校园应用物理与数学大楼的办公室里告诉我：“我们当中没有人是试图脱离技术生活的卢德分子。”“但这种技术生活方式需要更智能，”她补充道，“因为我们是在地球上进化的动物。”

和她的 35 位同事中的大多数人一样，戈尔登在学校时并没有打算从事时间生物学的职业。她在 20 世纪 80 年代攻读研究生时，这个领域才刚刚出现。她的专业是研究以光为能源的细菌，现在仍然是。但随着计算和分析方法的进步，现在可以同时处理数千个组织样本，并绘制代谢过程随时间的变化图。增加第四维度让戈尔登意识到，如果只关注一个时间点的信息，她会错过多少东西。这让她决定，科学加上时间——也就是时间生物学——才是她职业生涯的必经之路。

“过去五年来我们真正学到的是，昼夜节律研究不能被视为一门精品学科，”她说。“它是生物学。如果不考虑时间因素，你就无法充分研究神经生物学、新陈代谢和微生物组。所有这些细胞和器官中的所有过程都会随着时间而变化。如果你只看静态快照而不考虑这一点，你就得不到正确答案。或者至少得不到全部答案。”

1972 年，神经科学家首次发现大脑下丘脑中一个微小区域如何充当人体的主昼夜节律时钟，这一图景终于开始清晰起来。这个由 20,000 个神经元组成的小簇被称为视交叉上核，它向全身发送信号，让各种过程在 24 小时周期的正确时刻开启或关闭。该系统使用日光作为主要提示，以保持正常运转。

随后，人们又发现了其他一些现象。人们发现，几乎每个器官都有内部计时器。你的胰腺有一套机制，告诉它何时释放胰岛素、何时停止。你的肝脏知道何时停止处理糖原、何时开始代谢脂肪。甚至你的眼睛也有内置的计时器，告诉它们何时修复被紫外线损坏的视网膜细胞。换句话说，要了解身体及其功能，你还必须了解它的计时器。

在整个加州大学圣地亚哥分校校园里，昼夜节律生物学中心（该中心没有自己的办公楼）的成员都在研究这些计时功能。他们的研究结果包括：控制我们昼夜节律的基因与新陈代谢及其控制网络有关。扰乱其中一个，就会扰乱另一个。例如，晚上吃得太晚，此时你的代谢防御能力已经减弱，你肥胖的可能性就会增加。反过来，脂肪也会侵入你的肝脏，从而增加你患炎症和癌症的可能性。

我们的心理健康也面临风险。研究人员发现，70% 患有疾病的人无法在正常时间入睡（可能是由于基因异常），患有严重抑郁或焦虑等疾病。事实上，近三分之二的躁郁症患者报告睡眠周期异常。

治疗癌症的医生已经利用时间生物学的发现来更好地规划治疗方案。例如，在一天中较晚的时间接受化疗可以增加患者避免恶心的机会，因为那时胃粘膜可以更好地自我修复。

该中心的很多研究看起来都像是对我们现代生活方式的谴责。自从电力出现以来，我们就一直在进行大规模的不受控制的实验，破坏古老的节律。这不仅仅是因为轮班工作。我们利用人造光的方式有上千种，以忽略大自然一整天给我们的微妙变化。“室内光线对你来说太可怕了，”戈尔登说。“它让我们都感到恶心。”

人造光使我们整夜保持清醒或处于焦躁状态，它还加剧了美国最大的流行病之一——肥胖症，全国超过三分之一（35.7%）的成年人受其困扰。得益于戈尔登的一位明星研究员，这一作用正逐渐引起人们的关注。

萨奇丹南达·潘达在美国最杰出的研究机构之一——索尔克生物研究所工作。尽管时间生物学的重要性日益增加，但许多科学家，包括同行生物学家，仍然认为它主要与时差和睡眠有关。没有人比潘达更能抵制这种二流地位。

十多年来，他一直在研究人类新陈代谢和生物钟之间的联系。他和其他研究人员发现，通过限制肥胖小鼠食用高脂肪食物的时间，他们能够为肥胖小鼠带来各种健康益处。即使与可以全天候进食的对照组小鼠进食相同数量和种类的食物，被 Panda 限制在 8 小时进食时间表的小鼠体重减轻，体内储存的脂肪减少（尤其是肝脏周围），并且内部炎症较少。在另一项研究中，加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，当他们让患有癌症的肥胖小鼠接受时间限制饮食而不是无限制暴饮暴食时，这些啮齿动物的肿瘤缩小了。

尽管这些发现及其对肥胖症流行的潜在影响，潘达仍然在争取资金和认可方面举步维艰。美国国立卫生研究院拒绝了他所有 14 项研究限时喂养的资助申请。资助由匿名同行评审决定，而潘达的许多主流研究员对时间科学性持怀疑态度。

“我的审稿人说，‘人类的进食方式和老鼠不同；他们每天在 12 小时内吃三顿饭，所以这没有对人类的意义，’”潘达回忆道，显然很生气。“这真的让我很生气。我回顾了 150 年的人类研究，大多数研究从未询问或记录人们何时进食。他们问你吃了什么，但很少问你什么时候吃的。”

潘达对时间生物学的关注，以及他对时间生物学在我们生活中所扮演的角色的信念，可以追溯到他在印度农村时期。例如，他和妹妹可以根据青蛙何时进入后院并开始呱呱叫来判断夜晚的时间。对于一个善于观察的孩子来说，自然界显然有不可改变的节奏。他的兴趣使他探索了全新的研究途径：2002 年，他帮助发现了眼睛后部的光传感器如何与大脑的主时钟进行通信。2005 年，他发现视网膜中利用环境光水平来确定身体何时应该睡觉或醒来的部分对蓝光最为敏感。

Panda 决定，他唯一的出路就是证明同行评审员对饮食习惯的判断是错误的。他借鉴了硅谷的做法，使用一款应用程序开源了一项人体实验。他将这款应用程序命名为 Mycircadianclock，招募了 156 人。他要求他们记录自己的饮食情况，包括水和药物，只需拍一张照片并通过应用程序上传即可。

数据证实了他的观点。我们认为自己每天大约吃三顿饭。但我们经常忽略零食。事实上，三分之一的 Panda 参与者每天吃八顿饭。而且他们更有可能全天候进食。早上 6 点喝咖啡和吃百吉饼的人会在晚上 11 点发布布朗尼、Sun Chips、披萨和葡萄酒的照片。时间越晚，他们就越有可能吃一些油腻或酒精类食物。Panda 推测大脑“认为它会整晚不睡觉，所以它希望我们吃得过多以做好准备。”

从那时起，Panda 就向公众开放了他的应用程序，现在志愿者人数已达数千人。此外，无论走到哪里，他都会对饮食时间和习惯进行非正式调查。他会询问遇到的每一位出租车司机、女服务员和药店店员他们什么时候起床，什么时候吃第一顿饭。他还会询问他们一天什么时候结束。“你会发现这些人中有很多都打两份工，”Panda 说。

圣地亚哥消防局听说了他的工作后，联系了潘达，希望他能帮助对抗该职业的高心脏病风险。消防员面临着与赫林的急诊室团队相同的挑战。他们的轮班是 24 小时上班，24 小时休息，八天为一个周期。不可预测的警报会严重扰乱昼夜节律。他们还得随时补餐，经常是靠感激的邻居们送的高热量零食来弥补。潘达想做一项研究，控制他们的进食时间，看看这是否会影响他们患心血管疾病的几率。

本文最初发表于《大众科学》杂志2017年9/10月刊“时空之谜”专栏。