一项基因研究表明，灰熊的生物钟在冬眠期间似乎一直在滴答作响。这种持续性凸显了昼夜节律在包括人类在内的许多生物体的新陈代谢中的重要作用。

华盛顿州立大学领导的基因研究证实了观察证据，即即使熊睡了几个月不吃东西，其能量产生仍然每天都会起伏不定。研究人员还发现，在冬眠期间，能量产生的幅度减弱，这意味着高点和低点的范围缩小。冬眠期间的高峰也出现在比活跃季节更晚的地方晚，但日内波动仍然存在。

华盛顿州立大学综合生理学和神经科学系教授、该研究的资深作者海科·詹森(HeikoJansen)表示：“这强调了昼夜节律本身的重要性，它们赋予生物体灵活性，使其在像冬眠熊这样的极端状态下仍能发挥作用。”在比较生理学杂志B。

其他研究表明，昼夜节律(地球上大多数活体动物共有的24小时生理周期)与代谢健康有关。在人类中，这些模式的重大破坏(例如夜班工作中发生的情况)与体重增加和糖尿病患病率升高等代谢问题有关。

从某种意义上说，熊是极端的轮班工人，冬眠时休息长达六个月。像詹森团队这样的研究人员正试图弄清楚他们是如何养成看似不健康的习惯的，比如体重增加过多，然后不吃东西，几个月不怎么活动，而这些习惯却没有造成骨质流失或糖尿病等疾病等有害影响。

与几乎昏迷的冬眠啮齿动物不同，熊在休眠期间偶尔会活动。通过华盛顿州立大学熊中心对灰熊的观察研究，研究人员发现这些运动往往遵循昼夜节律，白天的活动比晚上更多。

在当前的研究中，研究人员观察昼夜节律是否在细胞水平上表达。他们在活跃季节和冬眠季节从六只熊身上采集了细胞样本，然后培养这些细胞以进行一系列遗传分析。

为了模拟冬眠，研究人员在冬眠期间熊的典型较低体温(约34摄氏度(93.2华氏度))下检查了细胞，并将其与活跃季节的37摄氏度(98.6华氏度)进行了比较。

他们发现冬眠的熊细胞中有数千个基因有节奏地表达。这通过三磷酸腺苷或ATP(人体细胞能量来源)产生的上升和下降转化为能量节律。冬眠期间ATP仍以每日模式产生，但产量幅度减弱，峰值和谷值较低。在冬眠状态下，最高生产点也比在活跃季节条件下推迟到当天晚些时候。

维持昼夜节律本身就需要一些能量。研究人员认为，通过改变这种节律，一些人在冬眠期间期间改变这种节奏，熊仍然可以从日常周期中获得一些精力充沛的好处，而无需付出太多代价，这可能有助于它们在几个月没有食物的情况下生存。

“这就像设置一个恒温器。如果你想节省一些能量，你就将恒温器调低，这本质上就是熊所做的，”詹森说。“他们正在利用抑制昼夜节律的能力，但不会阻止生物钟的运行。这是微调动物代谢过程和能量消耗的一种非常新颖的方法。”

该研究的共同作者包括第一作者埃勒里·文森特、华盛顿州立大学的布莱尔·佩里和查尔斯·罗宾斯以及加州大学圣克鲁斯分校的乔安娜·凯利。