昼夜节律与激素周期

许多激素并非以恒定速率分泌，而是遵循内部时钟设定的约24小时周期波动。下丘脑中的一个中枢起搏器将这些节律与昼夜周期同步，使皮质醇、生长激素和褪黑激素等激素在特定时间达到峰值。

Definition

激素昼夜节律是由内部分子时钟产生并由下丘脑视交叉上核与环境同步的约24小时激素分泌周期。

Scope

本主题涵盖哺乳动物昼夜节律时钟的分子和解剖学基础、视交叉上核作为主起搏器的作用、时钟如何对激素分泌施加日常节律，以及昼夜节律、搏动性和更长激素周期之间的区别。这是一个生理学主题，而非临床指导。

Core questions

• 在分子水平上，是什么产生了昼夜节律？
• 视交叉上核如何充当主时钟？
• 哪些激素表现出显著的日常节律，它们何时达到峰值？
• 昼夜节律与搏动性和更长的激素周期有何关系？

Key concepts

• 视交叉上核（主时钟）
• 时钟基因和转录-翻译反馈回路
• 光照诱导同步
• 皮质醇昼夜节律
• 褪黑激素与睡眠-觉醒周期
• 夜间生长激素分泌
• 搏动性分泌与昼夜节律分泌
• 超昼夜节律和次昼夜节律

Key theories

转录-翻译反馈回路

细胞昼夜节律时钟由一组时钟基因构成，其蛋白质产物抑制自身的转录；这种负反馈回路中的延迟产生了一个周期约为24小时的自我维持振荡。

同步外周节律的中枢起搏器

视交叉上核通过视网膜与光照同步，协调全身的时钟，并对神经内分泌输出施加日常时间控制，使激素节律与昼夜周期保持一致。

Mechanisms

在单个细胞内，一组核心时钟基因形成一个转录-翻译反馈回路：激活蛋白驱动抑制基因的表达，其产物随后抑制激活蛋白，这种内在延迟产生约24小时的自我维持振荡。下丘脑的视交叉上核包含一个由此类时钟细胞组成的网络，每天通过视网膜的光信号进行重置，并作为主起搏器同步外周时钟和神经内分泌输出。通过神经和激素途径，视交叉上核对下丘脑-垂体轴施加日常时间控制，因此皮质醇在醒来时达到峰值，生长激素主要在早期深度睡眠中释放，褪黑激素在夜间升高。这些昼夜节律叠加在更快的搏动性分泌和更长的周期（如月经周期）之上。

Clinical relevance

由于激素水平在一天中呈可预测的变化，因此测量激素的时间是解释其数值的一部分，昼夜节律紊乱被认为是具有生理学影响的。本条目描述了正常分泌的时间，不作为个体诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

分子时钟模型和视交叉上核的起搏器作用已在广泛引用的综述中确立；时钟基因反馈机制的发现获得了2017年诺贝尔生理学或医学奖。时钟与内分泌输出，特别是HPA轴的耦合，已在专门的综述中进行了总结。

History

生理学的日常节律早已被观察到，但其内源性、基因基础的性质是在20世纪后期才被证实。视交叉上核被确定为哺乳动物的主时钟，随后时钟基因的克隆揭示了转录-翻译反馈回路，为激素分泌的日常时间控制提供了分子机制。

Key figures

• Joseph S. Takahashi
• Steven M. Reppert
• Michael W. Young
• George P. Chrousos

Seminal works

• reppert-weaver-2002
• takahashi-2016

Frequently asked questions

身体的主时钟是什么？

视交叉上核，下丘脑的一个小区域。它产生一个自我维持的约24小时节律，每天通过光照重置，并同步全身的时钟和激素节律。

为什么皮质醇在一天中会有变化？

昼夜节律时钟驱动HPA轴，使皮质醇分泌在醒来时达到高峰，并在夜间降至低谷，从而产生其特有的日常节律。