生理時鐘對發育及大腦疾病的終身影響nature期刊
你知道生理時鐘對成長發育及腦疾病的終生影響嗎？看看Nature期刊怎麼說
晝夜節律是24小時的變動影響整個人的大腦和身體的節奏
在下視丘的視交叉上神經核suprachiasmatic nucleus (SCN)
主要是調節神經活動、體溫、 荷爾蒙訊號的指揮中心
每一個細胞的生理節律回饋
主要和某些蛋白質有關，會影響基因表現
許多蛋白質會造成核心分子生理時鐘蛋白質的製造
生理時鐘來自於基因和環境的互動
一般生理時鐘在24小時左右
因為基因的變異性而有部分差異
基因的表現受到光線曝露、人際互動訊息，吃飯時間以及工作時間表
會有所差異和調整
生理的節律來自於早期嬰兒時期和環境互動的結果
這種互動節律性，經過青少年期、成人期和老人期
做過很多階段的調整
節律性會影響睡眠開始的時間以及白天活動的情形
成年時期活動的時間會提早
到了老年之後，生理活動的節律性逐漸消失
這種節律的消失會和許多生理的疾病有關
例如長期輪班的人比較容易得到憂鬱症
大腦的功能也會老化的很快
因此為了長期大腦及身體的健康
需要採取各種方式來讓生理節律回到正常
藉由行為改變以及藥物的幫忙
減少對於大腦、心臟、代謝及內分泌的影響
在兒童及青少年階段
影響範圍包括注意力缺損過動及自閉症
注意力缺損過動，主要出現注意力不足、過動和衝動的行為
如果晚睡容易造成注意力惡化及衝動行為的增加
這種體質由於會延伸到成年
如果睡眠節律仍然延遲，也就是晚睡成為習慣
可體松分泌的時間會延後
而且退黑激素的分泌幅度會顯著下降
如果經由適當的光照治療改變生理的節律
加上適當的藥物協助
可以有效改善注意力不足和衝動的情形
這種調節的機制
主要是經由藥物以及生活習慣的改變
影響大腦多巴胺分泌的訊號和時間
還有組織胺及食慾素的分泌時間
會明顯的影響睡眠及活動的品質
針對自閉症的個案研究也發現
生理節奏的混亂會影響他們的人際關係
也可能加重重複性的行為
在青春期及成人有自閉症個案
大腦傍晚的退黑激素分泌會減少
由於退黑激素也是一種抗氧化劑
傍晚退黑激素的減少除了影響生理時鐘
也會造成神經系統容易受到過氧化物質的影響
損傷的機會更高
對周遭環境壓力的變化更為敏感
這種生理節律的混亂以及退黑激素的不穩定
研究發現可能造成睡眠的問題 、活動量減少及性腺發育不全
過度飲食和肥胖及強迫行為
這種生理節奏的混亂
也可能來自於母親基因的遺傳
藉由母親睡眠行為的混亂以及體質的遺傳性
造成兒童生理時鐘的混亂
由於睡眠時間及家長睡眠的不穩定
這種體質更容易被誘發
長期可能造成骨骼代謝發展異常、神經及智能發展的障礙
重複而固執的行為以及代謝障礙和肥胖
更為極端的，可能造成日夜顛倒
整個退黑激素的分泌嚴重的被剝削
可能需要藉由中樞神經的刺激藥物
讓生理時鐘趕快逆轉
一旦生理時鐘恢復正常
睡眠會集中在晚上、中斷次數減少
情緒激動及干擾的行為減少
學習和注意也顯著改善
青少年階段
到了青少年階段
退黑激素的時間開始延後分泌
和生殖的荷爾蒙有關
由於社會互動的時間延後
以及父母親對於入睡時間管控的減少
青少年顯著延後睡覺時間及減少睡覺時數
由於光線的過度刺激
例如3C產品的使用
影響睡眠的時間和品質
青少年對於光暴露影響睡眠結構
特別是晚上
退黑激素的分泌的顯著受到壓抑
尤其在青少年的早期
開始晚睡和過度使用3C
會延後大腦退黑激素分泌的量和時間
青少年睡眠的時間
夜間至少需要8到10個小時
尤其在青少年的早期
許多人睡眠時間不足和入睡的時間顯著錯誤
再加上假日時間的明顯睡眠混亂和延後
造成所謂的社交時差social jet-lag
這種生理時鐘的混亂
導致青少年精神疾病增加，如情緒障礙機會增加許多
大腦發育受到阻礙以及物質濫用的機會增高
青少年的晚睡和成人酒精濫用的機會增加顯著相關
人際關係的影響
許多同儕的互動會影響晚睡
晚睡會造成獎勵系統神經迴路受到影響
影響的位置包過了伏隔核 背側紋狀體 內側前額葉
這些變化會增加神經的剪枝脊髓鞘化的過程
因為晚睡減少了大腦皮質對於這個過程的回饋機制
造成更容易情緒化
而且這個影響容易延伸到成年
晚睡的體質形成
更加不容易修改
由於內側前額葉對於獎勵的期待
和傍晚的時間做連結
這種關聯性可以預測將來的酒精依賴
以吃其他藥物濫用的脆弱性增加
由於這種內側前額葉的
對於獎勵的失功能
紋狀體迴路控制迴路失調
因而控制衝動行為以及冒險行為的回饋機制出現障礙
酒精濫用及睡眠障礙的相關行為問題
和這樣的機制有關
也更容易造成憂鬱的症狀
即使把情緒控制穩定
睡眠的節律沒有恢復
物質濫用及情緒敏感
仍然無法得到良好的控制
參考文獻
Logan RW1, McClung CA2.(2018). Nat Rev Neurosci. 2018 Nov 20. Rhythms of life: circadian disruption and brain disorders across the lifespan.