日本科学家近日根据老鼠体内一些基因的活动情况编制出老鼠的正常生物钟“时刻表”。如果此方法能运用到人体,则可以轻而易举地发现人体生物钟的错乱,有助于失眠、忧郁症等疾病的诊断和治疗。
据《日经产业新闻》20日报道,生物钟根据大脑的指令,调节生物体全身各种器官以24小时为周期发挥作用,从而决定生物体睡眠和清醒的时间。此次由山之内制药公司研究员上由泰己领导的研究小组用DNA芯片破译老鼠肝脏内的多数基因时,发现有168种基因的活性在白天和夜间发生周期性的改变。研究人员根据每种基因不同时间内“开启”和“关闭”的情况制成正常生物钟“时刻表”。这种“时刻表”可以帮助检测不同老鼠体内的生物钟情况。检测时,只需从老鼠的肝脏中取出基因并用DNA芯片加以破译,检测出他们的活性,然后与“时刻表”对照,就可以发现被检测老鼠体内的生物钟比正常生物钟走得快还是慢。
为给人体的正常生物钟制成“时刻表”,研究人员计划提取人体口腔黏膜细胞、血液中的白血球等进行检测。但此实验相当繁琐,接受实验者必须频繁采血,并被隔离检查两天以上,因此到目前为止还没有实验结果。
在世界上,整个生物界好像都在按着同一个时刻表在有规律地运转着,例如夜晚万物入眠,清晨鸡啼鸟鸣。当你每天都需要在某一特定时刻内醒来,在开始几天可能必须借助于闹钟之类的提醒,可是,日子一久你就会惊奇地发现,当不再借助闹钟时,你仍然能在大约这个时刻里醒来,中间的误差甚至相差不了几分钟。
这说明,人体内部有一定的生命节律,有一种类似时钟的机构,这种结构不依赖外部条件而自行运转,指挥人体的正常生理活动,这就是人体的生物钟。可是,究竟是什么使人体产生了生命节律,这个控制节律的生物钟在哪里?
有人根据达尔文的进化学提出了进化学说,这种学说认为,人类之所以有生物节律,是因为生存的需要,人类只有在生理上、行为上适应了环境的节律,才能得以生存。人类在长期的进化过程,使得体内有利的基因能够得到遗传,这样,就使后人出现天生的生物节律来,而这种节律又受到周围环境的影响。
另有一些人认为,人体的生物节律是外源性的,也就是说控制生命节律现象的动因,是某些复杂的宇宙信息。人类对广泛的外界信息,如电场变化、地磁变化、月球引力以及光的变化等特别敏感,这些变化的周期性能够引起人体生命节律的周期性。也有人认为,生命节律是由人体自身内在的因素所决定的,因为人即使在恒温与隔绝的地下,也能够表现出近乎于24小时的节律。还有人认为这种生物节律是由人体内的激素调节控制的,诸如女性的月经等等。
最近几年中,美国科学家又提出了一个更加接近完美的学说。他们发现人类的脑垂体下部有一小串神经细胞,如果它受到损伤,生命节律就会被完全打乱。所以他们认为生物节律的正常运转是由大脑内某些专门的神经元控制的,可是这种看法到目前没有得到明确的证实。
日本科学家也有了一个新的发现:原来人类的生物钟同时钟并不同步。人类生物钟的周期是24小时18分钟,也就是说人类生物钟每天比时钟慢18分钟。
既然人体生物钟每天会晚18分钟,那么为什么生物钟与时钟这种不同步现象不会累计起来最终打乱人们的生活规律,从而让人醒来得一天比一天晚呢?研究者说,光线会通过影响体内激素水平和体温等多重因素来不断重新设定生物钟,这种解释应该是比较合理的。
哈佛大学的神经生物学家已确定了生物钟所在的部位,它位于大脑的后部,由特殊的细胞组成。它的两大部分分别位于大脑的两个半球。
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