倒時差困難怎麼辦，少吸點兒氧

環境含氧量的變化可以重置小鼠的生物鐘。

來源 phys.org

翻譯 韓宇

審校 訪冬

含氧量可以通過HIF1α蛋白調節生理節律。

圖片來源：Asheret al./Cell Metabolism 2016

除非有了時差，否則我們可能不會注意到自己的生物鐘。但是科學家卻一直在苦苦思索，到底是什麼驅動著我們的生物計時器？一項10月20日發表在Cell Metabolism上的研究發現：環境含氧量的變化可以重置小鼠的生物鐘。如果該結論同樣適用於人的話，那麼這項研究可以幫助航空公司對座艙氣壓做出適當調節。

光照、食物和溫度是目前已知誘導生理節律的主要因素。但是動物對氧氣的吸收會隨進食和溫度變化而改變，所以魏茨曼科學研究學院高級研究員、論文通訊作者 Gad Asher 和他的團隊想知道氧氣是否可能也是生理節律的誘因。

實驗中，研究者每天兩次以 3% 的幅度改變細胞中的氧氣濃度，使小鼠細胞同步到同一個生理節律。因為 HIF1α 具有維持細胞氧穩態的作用，所以他們猜測HIF1α（HIF, Hypoxia-induciblefactor, 缺氧誘導因子）將氧氣和生物鐘聯繫在了一起。研究者發現HIF1α不足的細胞在氧濃度變化時不會與新的生理節律同步。

Asher 說：「我們發現即使氧濃度的輕微改變也足以高效地重置生物鐘，這是非常激動人心的。事實上，該研究引出了很多重要的問題；儘管我們發現氧氣對生物鐘的重置依賴於 HIF1α，但還沒有完全確定 HIF1α 是怎樣整合到生物鐘系統之中的。」

小鼠和人一樣，在光照時間突然轉變的情況下容易產生時差反應，所以研究者通過時差反應實驗進一步探究氧氣對生理節律的影響。一開始，小鼠在空氣受控制的環境中自主進食、睡覺和運動，僅僅調節含氧量沒有改變他們的生理節律。但是一旦它們所處的光照時間提前了6個小時，改變的含氧量可以幫助它們在進食、睡覺和運動等習性方面更快地適應新規律。研究者還發現，正常 HIF1α 水平下，在光照時間轉變之前12小時或之後2小時輕微降低含氧量，小鼠可以更快地恢復自己的生理節律。

目前，民航飛機的座艙氣壓保持在城市上空6000~8000尺的水平。低氣壓可以保護客機免受磨損，但是很多乘客會因氧氣含量下降而暈機，因此航空公司在想辦法提高艙內氣壓。實際上，波音公司據此設計的新型的787 Dreamliner 已經可以對座艙密封加壓至更低海拔水平。根據這項研究，乘客在較高氣壓的座艙中感覺更舒適，但失去了調整時差的潛在優勢。鑒於低含氧量的影響，研究者現在想探究高含氧量對生物鐘有何影響。

Asher 說：「我們非常期待這些實驗的結果，不論是從基礎科學的角度還是實用性的觀點來看，這都會非常有趣。相比低含氧量，我相信乘客應該都渴望吸入更高的氧氣來緩解時差反應。」

除了時差反應，我們還需要了解氧氣對生物鐘其他方面的影響。生物組織含氧量低可能導致冠心病、慢性阻塞性肺病、輪班工作睡眠障礙和其他常見健康問題。「我們發現了氧氣對動物，特別是嚙齒類的作用，如果繼續探究氧氣是否能夠重置細菌、植物、蠅類和其他高級有機體的生物鐘，那將會很有意義。」 Asher 補充道。

文章來源

http://phys.org/news/2016-10-blast-thin-air-reset-circadian.html

論文基本信息

【題目】Rhythmic Oxygen Levels Reset CircadianClocks through HIF1α

【作者】Yaarit Adamovich, Benjamin Ladeuix, MarinaGolik, Maarten P. Koeners, Gad Asher

【刊期】CellMetabolism

【日期】20 October 2016

【DOI】10.1016/j.cmet.2016.09.014

【摘要】The mammaliancircadian system consists of amasterclock in the brain that synchronizes subsidiaryoscillatorsin peripheral tissues. The master clockmaintainsphase coherence in peripheral cellsthroughsystemic cues such as feeding-fasting andtemperaturecycles. Here, we examined the role ofoxygenas a resetting cue for circadian clocks. Wecontinuouslymeasured oxygen levels in living animalsanddetected daily rhythms in tissue oxygenation.Oxygencycles, within the physiological range,weresufficient to synchronize cellular clocks inaHIF1a-dependent manner. Furthermore, severalclockgenes responded to changes in oxygen levelsthroughHIF1a. Finally, we found that a moderatereductionin oxygen levels for a short period acceleratestheadaptation of wild-type but not of HIF1a-deficientmiceto the new time in a jet lag protocol. Weconcludethat oxygen, via HIF1a activation, is aresettingcue for circadian clocks and propose oxygenmodulationas therapy for jet lag.

TAG:科研圈 |

※做不到戒煙？那至少做到這3點，減少吸煙的危害！
※煙癮戒不掉？每天吃點它，幫你排除多年煙毒，減少吸煙帶來的危害
※經常抽煙的人，每天吃點幾毛錢的它，讓你減少吸煙的危害
※經常抽煙的人怕患肺癌？平時多吃這幾物，能減少吸煙對肺影響
※經常抽煙的人喝水時加些它，幫你排出毒素減少吸煙帶來危害
※這種食物可以減少吸煙對身體的損害，還可以養生
※經常抽煙的人，喝水時放一寶，排出體內多年煙毒，減少吸煙的危害
※不去戒煙而是選擇少吸煙會不會對健康好呢？
※世界無煙日遇上兒童節，你願意為孩子少吸一支煙嗎？！
※讓你們平常少吸貓，你們不聽，結果出事了吧！
※經常抽煙的人，喝水加一物，清除體內煙毒，減少吸煙危害
※由於主人的一次疏忽，從此狗狗染上煙癮，並且每天至少吸半包
※鴉片橫行，男女老少吸食鴉片的太多了，骨瘦如柴，難怪大清完了
※食療方法減少吸煙的危害
※羊水偏少吸氧一個月後醫生建議剖宮產，剖開肚子醫生都驚到了
※實拍國外一吸毒村落，不分男女老少吸毒已經融入生活
※清朝鴉片橫行，男女老少吸食鴉片的太多了，骨瘦如柴，難怪大清完了
※林更新接檔張藝興《極限挑戰》，被玩壞的綜藝還剩多少吸睛點？
※86歲老中醫說：經常抽煙的人，白開水裡放點東西，30年煙毒去光光，減少吸煙的危害