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有史以来最大规模研究证明:人体激素随着季节的变化而变化,变化幅度大约在百分之几

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  大自然界众多动植物的身体随着季节的变化而变化,这些变化人们用肉眼就可以感知。

  

  图 | 春天来,桃花开,人眼可感知的万物变化(来源:Pixabay)

  除了眼睛看得见的变化,还有眼睛看不见的变化,比如激素的变化。激素对人和动物的重要性不言而喻,激素与人和动物的应激反应(ACTH)、生长、新陈代谢(TSH)、繁殖(LH)和哺乳(PRL)等都密切相关 —— 它控制着人和动物上述的生物功能。

  已有研究表明,动物体内激素表现出明显的季节性,不同季节有不同的特征,换言之,动物体内的激素会随着季节的变化而变化,呈现上下波动的趋势。

  相关科学家结合对人类功能和生长的冬春高峰的历史研究产生合理猜测:激素具有季节性,人类可能像其他动物一样,有一个基本生物功能的生理高峰期。

  有史以来最大规模研究,为人体激素季节性提供了证据

  因为缺乏足够大的数据库,科学家仍然不清楚在人类身上这些激素的季节性,相关研究难以辨别常见的模式和覆盖所有激素。最近,有史以来规模最大的人类激素季节性研究诞生了。

  

  图 | 下丘脑的季节性 - 垂体轴激素从克拉利特医疗记录 (来源:PNAS)

  这项研究的研究员们来自以色列魏茨曼科学研究所,研究团队通过 4600 万人的年健康记录,进行了这项研究。该数据集来自以色列,包括 15 岁以上的、约一半的以色列人口(2002-2017 年)的测量结果,具有广泛的社会经济和族裔代表性。

  此外,该数据还包括大量的激素血液测试,多达数百万份。研究发现了人体激素波动的季节性规律:效应激素在冬季 - 春季出现数值高峰,而位于效应激素上游调节垂体激素数值,在夏季达到最高峰。换句话说,人体激素的调节作用可能表现出与冬、春高峰协调的季节性模式。

  这项研究结果,有个让人出乎意料的发现,即人体激素调节有数月的推迟。不过研究团队提出并测试了一种年表的机制,对人体激素的延迟和振幅做了科学的解释:激素的营养作用下,腺体质量随着时间的推移而增长,几个月后会激素会产生一个反馈回路(即振幅),激素振幅变化的自然频率约为一年,可以适应季节。

  这篇研究已于 2 月 16 日发表在 PNAS 上,这是迄今为止最大规模的研究。为了研究顺利进行,研究团队考虑并解决了三个可能影响研究结果的问题:

  最大限度地减少数据源的偏差:电子病历有确定偏差的挑战,因为测试是出于医疗原因。为了解决这个问题,每次血液测试,研究团队删除了孕妇、有影响血液测试的医疗状况的个人以及服用影响血液测试的药物的个人(方法)的数据。

  解决年龄、性别差异带来的影响:分别考虑了男性和女性,并将 20 岁到 80 岁的年龄组分为十年(结果年龄范围 20 岁到 50 岁是相似的)。我们每十年进行量子分析,以避免与年龄相关的趋势和离群值。

  避免激素昼夜节律的影响:研究团队还有一个担忧,就是激素昼夜节律,提出了一天中测试的时间相对于人的昼夜周期的问题。为解决这个问题,他们获得了每次测试的一天时间。测试时间的分布没有因任何激素的季节而异。

  三个颇具意义的分析结果

  研究人员通过对研究数据建模分析,得出几个明确结果:

  一、大多数垂体激素在夏季达到高峰,而效应激素在冬季 - 春季达到高峰

  

  图 | 大多数垂体激素在夏季达到高峰,而效应激素在冬季 - 春季达到高峰 (来源:PNAS)

  

  •   从垂体激素控制下的外周器官分泌的效应激素,也显示出季节性,振幅为一到六个百分点。与许多垂体激素的夏季高峰期相比,效应激素测试在冬季或春季达到顶峰。

      

  •   甲状腺激素 T3 在冬季达到顶峰,与先前的研究一致,符合其在热生成中的作用。其前身 T4 在深秋达到顶峰。

      

  •   其他效应激素在冬末或春季达到顶峰,包括性激素睾酮、雌二醇、黄体酮和生长激素 IGF1。

      

  •   雄激素效应激素也表现出类似的季节性。

      

  •   对于皮质醇,血液测试和 24 小时尿液测试在 2 月份达到顶峰。皮质醇的冬末高峰期与先前的研究是一致的,包括关于唾液和头发皮质醇的大型研究,以及较小的研究,包括类似的冬季高峰在南半球移动 6 月。

      

  二、几种激素显示出二次峰值,形成半年一次的节律

  

  •   TSH 在 8 月份出现了一个重大高峰,在冬季出现了一个小高峰,这与一项来自意大利的 150 万次血液检测(10 次)的研究一致。

      

  •   PRL 测试显示类似的半年一次的配置文件,可能是由于上游监管机构 TRH,它与 TSH 共享。

      

  •   主要性效应激素雌二醇在女性和睾酮在男性的测试都显示了半年一次的模式与二次夏季高峰。

      

  •   GH 的测试,在春季达到顶峰,接近其下游激素 IGF1。第二个例外是春季达到顶峰的男性的 FSH。

      

  

  图 | 血液化学测试在最短和最长的光寿命附近达到顶峰 (来源:PNAS)

  三、季节性随纬度而增加:由于与季节的光期变化较大,季节性变化的振幅应随纬度而增加。

  四、垂体体积显示季节性:分泌激素的腺体的质量应该随着特定阶段的季节而变化。

  

  图 | 基于腺质振荡器的激素季节性相机制 (来源:PNAS)

  这项最大规模的研究发现:人类激素测试显示,人体内激素变化具有季节性,变化的振幅在百分之几左右;大多数垂体激素在夏末达到高峰,效应激素在冬季或春季达到高峰。

  虽然,这种变化的生理影响尚不清楚,但即使激素基线的微小变化,也可能对生物体健康产生不同的影响。从临床角度来看,如果某人在某季节的某项激素水平不在正常范围内(不适应季节变化),即使不影响人体机制正常运转,也可能会导致疾病的误诊。这样一来,问诊的病人就需要有额外的检查来确诊疾病,而诊疗费用也会相应地增加。

  另外激素随季节变化,可能与人类繁殖、新陈代谢、压力适应和生长的高峰期有关。在以色列和类似的其他国家,人类的生育能力也在冬春季节最强,在高纬度地区则会推迟到同一年的晚些时候。

  这项研究提出了人类内部季节性时钟的可能性,它为冬季和春季的繁殖、生长、新陈代谢和应力适应提供了高内分泌设定点。它表明,大规模的医疗记录可用于测试机械内分泌模型,并为人类动态生理适应提供试验场。

  激素与健康关系密切

  虽然科学家现在还没搞清楚这种季节性的变化作用机制,但不管如何随季节变化,激素与人体的健康息息相关,值得一提的是,在季节变化时保持心态平和是至关重要的。

  与维生素非常相似,激素本身虽然不生产能量,却可以把人体的能量转变成一系列身体机能,比如运动,以及各种脸部动作等等。除此之外,激素还可以高效准确地调控人体各种能量信号,让细胞长成该长成的样子,让人体器官发挥该发挥的功能。人体全身各大器官的细胞产生激素,进而将激素传递给自身以及其他的细胞,激素正是通过这种扩散的形式不断影响着细胞乃至整个人体。

  

  图 | 男、女人体内分泌器官(来源:Pixabay)

  人体的激素分泌器官,比如肾上腺、甲状腺、睾丸、卵巢、胰岛等等,这些器官对人体来说是不能缺少的。而激素对人体的影响不但表现在生长方面(比如骨骼、肌肉的生长),还表现在人体性征的发育方面。此外,对于全身免疫系统激素也起着非常重要的影响。

  例如,人体在外部环境和内在情绪发生变化时会产生应激反应,这种应激反应会影响到激素地分泌。从这个意义上来看,分泌激素是人类在适应环境过程中进化出来的一种非常重要的机制。也正是因为如此,有些人在季节变化时可能因为激素的变化而面临潜在的健康风险。比如,每到秋冬交替或冬春交替的季节,精神分裂症、抑郁症等精神类疾病进入高发状态。

  研究表明,除了人体本身激素调节功能出现功能性障碍之外,季节的交替也是不可忽视的原因。因此,对于激素分泌异常的人尽量养成定期体检的习惯,尤其是在季节交替时加强注意调控体内激素水平,从而让激素分泌符合正常值也符合季节的变化规律。

  -End-

  https://www.pnas.org/content/118/7/e2003926118

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