生命活动存在周期性节律,这种节律经过长时期的适应,与自然界的节律(如昼夜变化、四季变化)相一致,被称为“生物钟”。但为什么会存在生物钟呢?
生物钟周期精确
哈佛医学院与波士顿布里格姆妇科医院的研究人员通过实验发现,人体内部生物钟的运行有精确的时间周期。他们对平均年龄为24岁的11名健康男子和平均年龄为 67岁的13名健康男女进行了研究。他们把每个人关到一间没有任何时间提示的屋子里达一个月之久,并且严格控制室内的光线。研究小组通过改变试验对象的上床时间来打乱他们的睡眠周期,并记录下他们的体温和激素水平。结果发现,这些人的平均生理节律周期为24小时11分。
人体有第二生物钟
日内瓦大学分子生物系的一组研究人员确认,人体器官中的几乎所有细胞都具有第二生物钟,这些细胞均按照太阳的升落来制造蛋白质。
研究小组说,如果一只实验鼠被强迫连续数天由晚间进食改为白天进食,为适应新的作息时间,其肝脏生物钟就会逐渐放慢制造解毒酶的周期(这种酶有助于消化)。但程序的颠倒只会发生在肝脏、肾脏和胰腺中,因为人体生物钟仍然按照最初的节律发挥功能。
生物有饮食生物钟
科学家们将驱动体内生物钟的基因之一“PERlODI”与萤石的发光酵素结合在一起,培育出一种特殊的老鼠,它的体内细胞可以周期性地发光。
研究 人员将这种老鼠放入室内,利用人工照明反覆制造白昼和黑夜,每12小时变换一次。老鼠本来是夜间活动、白天睡觉,研究人员分别在白天和夜晚喂食老鼠,调查 老鼠大脑和肝脏细胞的节律变化情况。结果发现,两种老鼠视交叉细胞的节律变化一模一样,大脑生物钟并未受到喂食时间的影响。在连续4天白天喂食的老鼠和夜 间喂食的老鼠之间,肝脏的节律变化大约相差10小时。这意味着,肝脏等消化器官有独自的生物钟,在改变喂食时间的情况下,动物摆脱了大脑生物钟的控制。这 种生物钟就是饮食生物钟。
光可调整生物钟
科学家最近发表的研究报告说,他们第一次证明人类的眼睛对短波长的可见光比较敏感,而且眼睛还可以向人体的生物钟传递信息,这使我们可以人为地控制醒来和入睡的节律变化。
英国萨里大学生物医学与生命科学院的德布拉?斯基恩及其同事对22名受试者进行了总共215次光照试验。
结果证明,人类视网膜上存在一个以前从未被发现的既不是视杆也不是视锥的感光器系统。受试者的反应表明,暗蓝色光(短波长的可见光)的照射使他们的身体对褪黑激素的抑制加强,而这种现象并不是已知的人类视网膜上的感光器引起的。
德布拉博士在谈到试验结果时说:“我们的发现将在用光照维护人类健康方面发挥作用。有些人特别需要调整和控制自己的生物钟,以便可以在夜间(这时人体的正常反应告诉我们该睡觉了)工作时保持更高的效率。”
正确地利用生物钟
按一定的时间表服用药物,可以收到更好的效果。例如,夜间任何人肺部的工作效率都不如白天高,所以哮喘病人往往在夜里呼吸更困难。因此,有些哮喘病专家把某些药物的夜间服用剂量增加为早上的2倍。
加拿大医生正用时间疗法对118个白血病患儿进行治疗。研究人员发现,医生在下午至晚上对这些孩子进行化疗,患者就比较容易承受,因为研究表明,健康的细胞主要在上午分裂,而癌细胞是整天分裂,因此,下午或晚上进行化疗大概会少杀死一些健康细胞。
人类一定要正确地利用生物钟。如果人不遵守生物钟,一天两天会感到累,长年累月人就会生病。不分白天黑夜、不停地工作造成的后果是:思想不容易集中、健忘和情绪不好。更可怕的是,如果生物钟被破坏,人就更容易染上毒瘾。
生物钟仍有待研究
因为 生物钟的作用,生物应该能感觉到白天的长短,但是哺乳动物和鸟类的生物钟结构似乎不同。迄今科学家仍没有弄清楚这是为什么。鸟类在视网膜和松果体内也有生 物钟,但即便是麻雀和鹌鹑的生物钟,各自的结构也不一样。生物钟基因是如何发挥作用并如何与生态系统联系在一起的呢?这些都是有待于进一步研究的问题。


