生物鐘研究新進展

李荒

生物鐘的主要職能是控制生物節律。毫無疑問，生物節律中表現得最為明顯的是睡眠和睡醒的交替。實際上，我們的生理和心理機能在晝夜范圍內都有一定的變化規律，這被稱為晝夜節律。晝夜節律是生物節律中最重要的節律。現在已經清楚，生物鐘是位于中樞神經系統上的一群神經細胞團，起主導作用的是下丘腦視交叉神經中心，是大腦的主要部位，控制神經內分泌，監督著生命過程的一些晝夜節律，如體溫變化、心臟收縮、血液循環、呼吸頻率、分泌腺活動等。研究生物鐘首先就是研究生物節律起始于何時。

對起始時間，世界各國專家的認識并不一致。有些專家認為，生物節律在胎兒階段就已開始；另一些專家認為，應從出生時開始；還有一些專家認為，在嬰兒出生后才形成和開始。可是最新的研究成果認為，以上三種意見都不很全面，最合理的認識應該是各種不同功能的生物節律，分別在生命的不同發展時期產生和開始。現在，專家們都承認，即使是哺乳動物也沒有統一的生物節律，也就是說沒有統一的生物鐘。各種生物為了建立起自身的生物鐘，依靠了光信號如黃昏和黎明的周期性變化，使機體的生物節律和環境變化同步。各種生物節律都在不停頓地工作，其中大部分形成了晝夜循環周期，但這種周期并不完全是24小時，多數接近25小時。影響生物節律的因素當然也是白天和黑夜的交替，還有噪音和寂靜、溫熱和寒冷的交替等。對人而言，社會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？研究人員通過試驗證明，胎兒從母體獲得了部分生長發育節律，開始得也較早。而多數生物的晝夜節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，日本學者發現幼鼠體內存在著生物鐘，同時查明，一種（球腺體）酶在其出生后4天開始控制大部分晝夜節律，而且幼鼠和母鼠的生物節律完全同步。于是得出結論說：和母體同步的生物鐘，是出生后4天內接通的。另外一些專家也在尋找接通生物鐘的準確時間。他們使用了示蹤放射性同位素，獲得了可靠證據，證明胚胎的下丘腦細胞的新陳代謝存在著晝夜節律，并且測定胎兒降生前3天就已表現出明顯的節律性。現在更已查明，胎兒的生物節律和母親的生物節律同步，很少受外界影響。出生后，假如嬰兒由乳母哺育，則嬰兒的生物節律很快和乳母的生物節律同步，但母親的作用在嬰兒出生后的頭一周內不會消失和改變。

更進一步，美國專家戴維斯提出了動物（包括人）生物節律成熟過程的模式。他認為，成熟的第一階段是在母腹內發育期，和中樞神經系統生物鐘聯系在一起。第二階段是神經纖維束在全身接通，表現出晝夜節律。各種功能的生物節律出現后，產生了一定的時間順序：在生命的第一周首先接通的是觸覺，以后才是聽覺和視覺。醒和睡的生物節律需經過生命的數周后才能逐漸建立起來，而且不同的個體有不同的個性特點。

生物體內已建立的生物節律在外界影響下是否會改變呢？不久前，美國研究人員以動物為對象進行的試驗顯示，鎮靜劑可用作安眠藥，能幫助改變生物鐘，服用后，可使生物鐘提前或撥后，也就是說移動了生物節律的周期。對人所作的試驗則表明，跨越了幾個時區的長途飛行后，人需2～3天才能恢復正常睡眠，而體內的荷爾蒙分泌則需2～3周時間才能恢復正常。因此，人和其它動物都有可能受外界影響，從而改變生物節律，出現暫時性波動或紊亂。

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