01睡眠是怎么回事？
关于睡眠机理及对健康影响，一直科学家孜孜以求的研究课题。
年，俄罗斯女科学玛丽·曼纳欣用小狗做不眠实验。第一次，玛丽人为地骚扰4条小狗不让它们睡觉。结果这些狗陆续死亡，其中，坚持最短的小狗96小时不睡，坚持最长的小狗小时不睡。第二次，玛丽人为地骚扰6小狗不让它们睡觉。这次实验安排了医疗救助措施，当小狗出现异常时给予救助。即便如此，6条小狗在长期无法入睡的情况下还是死去了。
年美国科学家进行了不眠实验。美国加利福尼亚高中生兰迪˙加德纳坚持小时不睡。科学家发现，虽然表面上看并无异常的兰迪，实际上在身体内部发生了极大的变化。兰迪血液中的糖分以及蛋白质的含量相比于正常人少了整整一半，身体还在不停地分解组织蛋白酶。
组织蛋白酶（英文名：cathepsin）是在各种动物组织的细胞内（特别是溶酶体部分）发现的一类蛋白酶，是半胱氨酸蛋白酶家族的主要成员,人体中主要存在11种，它们与人类肿瘤、骨质疏松、关节炎等多种重大疾病密切相关。实验表明，长时间不睡觉对兰迪的身体已经造成了极大的伤害，如果实验继续进行，那对兰迪造成的实质性伤害则是不可逆的。
图1兰迪的不眠实验
反过来，一直睡觉对身体如何呢？答案：有害。一是长时间睡眠，人体的新陈代谢和血液循环都会减慢，氧气和营养物质不能够及时输送到身体的各个部位，大脑容易缺氧，结果就是越睡越困，时间久了还容易影响到记忆力。二是长时间睡眠，就会影响到心脏的收缩率，造成心功能下降，导致稍微活动以后就会出现心慌气短的症状。三是人体处于休眠的状态，体内的食物分解速度也会减慢，需要消耗的热量也少，久而久之就会引起肥胖。而肥胖又会增加糖尿病并高血压，高血脂以及心脑血管疾病的风险。
02生物钟
科学家发现，世界上除了20个左右家族的成员外，人类普遍存在processC和processS交替循环。这就是昼夜节律。在昼夜节律中，昼夜觉醒系统（circadianarousalsystem，也被称为processC）会使人保持清醒。恒定睡眠驱力（homeostaticsleepdrive简称processS）会使人长睡不醒。
谁控制昼夜节律？换言之，谁在决定睡眠和清醒，科学家一直在探究。
年，现代睡眠学研究之父克拉蒙特和一位同事深入肯塔基州一个位于地下英尺的猛犸洞，生活了32天。年，地质学家米歇尔希夫为科学的献身又再度带来了新的观点：在外界条件改变、人为干预的情况下这一周期的规律性可能会被打破。
图2克拉蒙特的猛犸洞实验
但是，真正揭示背后秘密的是三位科学家。他们是杰弗里C.霍尔（JeffreyC.Hall）、迈克尔·罗斯巴什（MichaelRosbash）和迈克尔W·扬（MichaelW.Young）。他们对果蝇体内控制生物钟的节律基因发现做出了关键性贡献。这一基因证实了果蝇体内确实存在真实的生物钟，如果抑制这个基因，果蝇的作息将会变得混乱不堪。年三位科学家为此获得的诺贝尔生理和医学奖。
发现过程是这样的：
年，杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·杨，各自独立地从果蝇体内分离和提取出了周期（Period）基因，这个基因编码产生的蛋白称为Per蛋白。Per蛋白以24小时为周期增加和减少。与昼夜节律惊人地一致。
年，迈克尔·杨发现了第二个节律基因，称为Tim基因。Tim基因可以编码Tim蛋白，后者可以与Per基因产生的Per蛋白相互结合，共同起作用，形成生物节律。
后来，迈克尔·杨的又发现了又一个生物钟基因，称为DBT基因，这个基因编码DBT蛋白，DBT蛋白又可延迟Per蛋白的积累，因此，让Per蛋白增加和减少的周期固定在24小时左右。
年，美国日裔科学家高桥（JosephSTakahashi）用老鼠做实验，发现了哺乳动物的生物钟基因。说明，人和动物的生物钟是由Clock基因和蛋白、Per基因和蛋白、Tim基因和蛋白、DBT基因和蛋白这4种基因和蛋白共同作用，形成了动物和人24小时的生物钟。
三位诺奖得主的这一重大发现，奠定了生物钟关键的机制基础。正如颁奖词所言：fortheirdiscoveriesofmechanismscontrollingcircadianrhythms（奖励他们发现了控制昼夜节律机制）。
图3视交叉上核
生物钟受视交叉上核（suprachiasmaticnucleus）控制。它是指前侧下丘脑核，位于视交叉上方，是哺乳动物脑内的昼夜节律起搏器，可调节身体内各种昼夜节律活动，使内环境以一合适的时间顺序对外部环境作出最大的适应。（杨雪先）
