美国科学家近日研究发现，动物体内存在一种“食物相关”的生理时钟，它可以取代以光为基础的主时钟。这一发现有助于解释动物如何调节生理节奏以避免饿死，并且表明，通过调节进食时间，人类可能更好地应对时差和夜间工作。相关研究论文发表于《科学》（Science）杂志。

在动物大脑的下丘脑中，有一组名为视交叉上核（SCN）的细胞，起着机体主生物钟的作用。SCN经由视觉系统接收昼夜循环信号，并将信号传递给下丘脑的另一组名为背内侧核（DMH）的细胞，DMH接着组织睡眠-觉醒周期，以及活动、进食和激素的节律。

论文高级作者、美国波士顿贝斯以色列女执事医疗中心（BIDMC）神经学系主任克利福德·塞珀（Clifford Saper）指出：“当食物容易获得时，这一系统运转顺畅，光信号帮助动物建立适应标准昼夜循环的生理节奏。”然而，如果食物在正常的觉醒期间无法获得，动物就需要能够在常规睡眠期间获取食物。为了生存，动物进化出了第二种“食物相关”的时钟。塞珀说：“这一新的时钟使动物能够转变睡眠和觉醒的时间表，以最大化发现食物的机会。”

在实验中，研究人员使用敲除了生物钟关键基因BMAL1的小鼠为实验对象，然后将该基因通过病毒载体导入，一次只在大脑的一个区域恢复生物钟功能。通过这种逐步分析，他们揭示了与进食有关的生物钟的具体位置和机制。塞珀表示：“我们发现，在饥饿周期后喂食能启动生物钟，它有效地越过SCN，并将所有生理节律‘劫持’到一个与食物获取相一致的新时区。”

这一发现对旅行者和倒班工作者具有潜在应用价值。例如，旅行者可以通过调整进食时间，让进食相关的生物钟开始运转，从而更快适应时差。塞珀建议：“完全禁食16小时足以激活这一新时钟。所以，在飞机上不吃任何食物，着陆后尽快进食，将有助于调节时差，并减轻一些不适的时差反应。”后续研究进一步证实，限时进食（如将进食窗口控制在8-10小时内）能够有效重置外周生物钟，并改善代谢健康，为昼夜节律紊乱相关疾病的干预提供了新思路。

（编译自科学网，梅进/编译）