生物鐘研究新進(jìn)展

李荒

生物鐘的主要職能是控制生物節(jié)律。毫無疑問，生物節(jié)律中表現(xiàn)得最為明顯的是睡眠和睡醒的交替。實(shí)際上，我們的生理和心理機(jī)能在晝夜范圍內(nèi)都有一定的變化規(guī)律，這被稱為晝夜節(jié)律。晝夜節(jié)律是生物節(jié)律中最重要的節(jié)律?，F(xiàn)在已經(jīng)清楚，生物鐘是位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)上的一群神經(jīng)細(xì)胞團(tuán)，起主導(dǎo)作用的是下丘腦視交叉神經(jīng)中心，是大腦的主要部位，控制神經(jīng)內(nèi)分泌，監(jiān)督著生命過程的一些晝夜節(jié)律，如體溫變化、心臟收縮、血液循環(huán)、呼吸頻率、分泌腺活動(dòng)等。研究生物鐘首先就是研究生物節(jié)律起始于何時(shí)。

對(duì)起始時(shí)間，世界各國(guó)專家的認(rèn)識(shí)并不一致。有些專家認(rèn)為，生物節(jié)律在胎兒階段就已開始；另一些專家認(rèn)為，應(yīng)從出生時(shí)開始；還有一些專家認(rèn)為，在嬰兒出生后才形成和開始?？墒亲钚碌难芯砍晒J(rèn)為，以上三種意見都不很全面，最合理的認(rèn)識(shí)應(yīng)該是各種不同功能的生物節(jié)律，分別在生命的不同發(fā)展時(shí)期產(chǎn)生和開始?，F(xiàn)在，專家們都承認(rèn)，即使是哺乳動(dòng)物也沒有統(tǒng)一的生物節(jié)律，也就是說沒有統(tǒng)一的生物鐘。各種生物為了建立起自身的生物鐘，依靠了光信號(hào)如黃昏和黎明的周期性變化，使機(jī)體的生物節(jié)律和環(huán)境變化同步。各種生物節(jié)律都在不停頓地工作，其中大部分形成了晝夜循環(huán)周期，但這種周期并不完全是24小時(shí)，多數(shù)接近25小時(shí)。影響生物節(jié)律的因素當(dāng)然也是白天和黑夜的交替，還有噪音和寂靜、溫?zé)岷秃涞慕惶娴?。?duì)人而言，社會(huì)方面的因素有工作和休息的交替等。

人之初為胎兒。胎兒的情況又如何呢？研究人員通過試驗(yàn)證明，胎兒從母體獲得了部分生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律，開始得也較早。而多數(shù)生物的晝夜節(jié)律則是從出生后第三周末才開始逐漸形成的。早在十幾年前，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)幼鼠體內(nèi)存在著生物鐘，同時(shí)查明，一種（球腺體）酶在其出生后4天開始控制大部分晝夜節(jié)律，而且幼鼠和母鼠的生物節(jié)律完全同步。于是得出結(jié)論說：和母體同步的生物鐘，是出生后4天內(nèi)接通的。另外一些專家也在尋找接通生物鐘的準(zhǔn)確時(shí)間。他們使用了示蹤放射性同位素，獲得了可靠證據(jù)，證明胚胎的下丘腦細(xì)胞的新陳代謝存在著晝夜節(jié)律，并且測(cè)定胎兒降生前3天就已表現(xiàn)出明顯的節(jié)律性。現(xiàn)在更已查明，胎兒的生物節(jié)律和母親的生物節(jié)律同步，很少受外界影響。出生后，假如嬰兒由乳母哺育，則嬰兒的生物節(jié)律很快和乳母的生物節(jié)律同步，但母親的作用在嬰兒出生后的頭一周內(nèi)不會(huì)消失和改變。

更進(jìn)一步，美國(guó)專家戴維斯提出了動(dòng)物（包括人）生物節(jié)律成熟過程的模式。他認(rèn)為，成熟的第一階段是在母腹內(nèi)發(fā)育期，和中樞神經(jīng)系統(tǒng)生物鐘聯(lián)系在一起。第二階段是神經(jīng)纖維束在全身接通，表現(xiàn)出晝夜節(jié)律。各種功能的生物節(jié)律出現(xiàn)后，產(chǎn)生了一定的時(shí)間順序：在生命的第一周首先接通的是觸覺，以后才是聽覺和視覺。醒和睡的生物節(jié)律需經(jīng)過生命的數(shù)周后才能逐漸建立起來，而且不同的個(gè)體有不同的個(gè)性特點(diǎn)。

生物體內(nèi)已建立的生物節(jié)律在外界影響下是否會(huì)改變呢？不久前，美國(guó)研究人員以動(dòng)物為對(duì)象進(jìn)行的試驗(yàn)顯示，鎮(zhèn)靜劑可用作安眠藥，能幫助改變生物鐘，服用后，可使生物鐘提前或撥后，也就是說移動(dòng)了生物節(jié)律的周期。對(duì)人所作的試驗(yàn)則表明，跨越了幾個(gè)時(shí)區(qū)的長(zhǎng)途飛行后，人需2～3天才能恢復(fù)正常睡眠，而體內(nèi)的荷爾蒙分泌則需2～3周時(shí)間才能恢復(fù)正常。因此，人和其它動(dòng)物都有可能受外界影響，從而改變生物節(jié)律，出現(xiàn)暫時(shí)性波動(dòng)或紊亂。

現(xiàn)在完全有理由認(rèn)為，鎮(zhèn)靜劑可直接作用于下丘腦的視交叉神經(jīng)中心，因而刺激了神經(jīng)傳感器。不久前的研究證明，包含有這類神經(jīng)傳感器的神經(jīng)元，正好都集中分布在生物鐘上面，這可給“按時(shí)”治療提供依據(jù)。如大部分荷爾蒙分泌，都受周期波動(dòng)的制約，這對(duì)于治療來說非常重要，使得機(jī)體對(duì)藥物的反應(yīng)，由于注射的時(shí)間不同而效果大不一樣。還有些長(zhǎng)期性生物節(jié)律，周期為一月、一季或一年，研究影響和改變這些節(jié)律也可產(chǎn)生某種效益。例如，有些動(dòng)物的生殖周期、換毛周期、洄游周期、冬眠周期被我們認(rèn)識(shí)和掌握后，就可以進(jìn)行定向改變。另外，一些國(guó)家目前都已研制成檢測(cè)人體三節(jié)律的儀器和圖表，可實(shí)際用來檢查和測(cè)驗(yàn)人體的三種狀態(tài)，即體力狀態(tài)（勞動(dòng)能力、精力）、情感狀態(tài)（情緒、反應(yīng)）和智力狀態(tài)（靈敏性、記憶）。