科學家的研究發現,每種生物,包括人類在內,其行為和生理功能都具有一定的節律性,即時間性和時間屬性。由于其類似“鐘”的特點,因此稱之為“生物鐘”。掌握和利用“生物鐘”,對人類的活動有很重要的作用。
雙面蛋白質掌握生物鐘
宇宙萬物,無不擁有自身獨特的規律:牽?;ɡ杳鲿r競相開放;夜來香在月光下散發出幽香;蝙蝠白天睡覺夜間活躍;公雞專門在拂曉比賽歌喉。人類也不例外,體內也有一個生物鐘。人體生物鐘大體分三類:晝型、夜型、中間型。晝型表現為凌晨和清晨體力充沛,精神煥發,記憶力、理解力最為出色,如數學家陳景潤、作家姚雪垠都習慣凌晨兩三點鐘投入工作,效率很高。夜型是一到夜晚睡眠細胞特別興奮,精力高度集中。如法國作家福樓拜就習慣整夜寫作,以至久而久之他家徹夜不熄的燈光競成為塞納河上船工的航標燈了。中間型介于前二者之間,清晨和上午學習工作效果特別好,如詩人艾青,在這兩個時段,文思泉涌,妙筆生花。
在人體細胞中存在著一種雙面蛋白質,是它們控制著細胞的生長與休息節奏,從而形成內在生物鐘。美國醫學院藥學家詹姆士·爾夫婦介紹,他們在實驗室復制出了這種雙面、圓柱體蛋白質,通過不斷改變其特性來驗證它的功能,發現它們在控制著活體細胞,并以12分鐘的周期進行生長與休息活動。這種雙面蛋白質一面控制著細胞的生長,然后蛋白質做出轉換,而另一方面進行著其他的活動,細胞的生長也就停止下來。
日本科學家發表研究論文說,他們發現人類生物鐘的周期是24小時18分。而其他動物和植物的這種生物鐘與時鐘差距更明顯,一些動物的生物鐘周期是23─26小時,而植物是22─28小時。研究者認為這種現象可以用達爾文的進化論來解釋。以鳥兒為例,如果它嚴格按照時鐘作息的話,那么它早上本來覓食時會發現,樹上的蟲子已經被先飛入林的鳥吃得差不多了。所以嚴格守時的生物會面臨最大的競爭壓力,最終趨于滅亡。實驗證明,那些對競爭最有利的生物鐘周期的確是接近24小時,但又不是特別接近。
生物鐘具有可調性
生物鐘既是內生的,又是可調的。隔離環境中人醒、睡的節律是24.8小時,人在正常情況下,醒、睡周期是24小時。這是外界環境節律對生物鐘起的校正作用。即使采用微音量,在大街上播放抒情曲,也會讓行人的腳步不知不覺減慢。而在快節奏中講演具有煽動力,制造沖動。為什么生物鐘與時鐘的不同步不會累計起來最終打亂我們的生活規律,讓我們醒來得一天比一天晚呢?研究者發現,光線會通過影響體內激素水平和體溫等不斷重新設定生物鐘。
1.太陽光影響生物鐘。很多生物都會根據所處環境太陽光照的周期形成生物鐘。光照周期出現變化,生物就會對自己的生物鐘進行重置或調節以適應。最典型的例子就是跨時區飛行造成的時差現象。對于人類或其它動物來說,生物鐘更多具有時間上的意義,但對于美洲王蝶,生物鐘是個微調飛行方向的空間參數。為證明這一點,美國馬薩諸塞大學醫學院神經生物學家斯蒂芬·瑞伯特帶領研究人員進行了相關實驗。美洲王蝶的幼蟲通常會在早晨日出時鉆出蛹殼,研究人員用燈光代替日光長時間照射蝶蛹,結果發現王蝶幼蟲的生命節律完全被打亂,它們會選擇一天中任意時間鉆出來,從而證明王蝶體內存在與日光照射對應的生物鐘機制。
2.腦部溫度影響生物鐘??刂粕镧姷奈镔|為
視束交叉核子細胞,它位于口腔上腭的視丘下部,通常情況下根據視神經傳遞的光信號與當地時間保持同步。圣路易斯華盛頓大學藝術與科學學院生物學副教授艾里克·赫爾佐格提出一個理論,人的生物鐘更多地受腦部溫度的影響,因此,未來克服長途飛行造成時差的最簡單辦法就是改變乘客的腦部溫度。
赫爾佐格最近發表在《神經生理學雜志》上的論文指出,視超束交叉核子細胞對腦部溫度的敏感程度甚至高于光線。這一發現具有深遠的意義,如果腦部溫度可以進行控制的話,那么飛行乘客就永遠不會再受時差的影響,可以輕松地從一個時區轉換到另一個時區。
但人體腦部溫度基本不受環境溫度的影響,而受生理活動、發燒、呵護或一片阿司匹林的影響,事實上目前人們已經采用藥物來減輕時差的影響。根據研究,人體腦部細胞的溫度變化每天在1.5℃之間,天亮時最低,中午時最高,甚至在減少光線的黑暗狀況下這一溫度變化規律也存在。
學會利用生物鐘
了解生物鐘是為了運用。按時用腦、擇時用藥,充分利用節律的高潮,自覺避免節律低潮時造成的差錯、事故和損失,這正是提高生活質量、工作學習效率、放松身心、減少疾病、增進健康、延年益壽的最有效和最經濟的方法。
1.指導生殖。有很多人設想將“生物鐘”運用于人類生殖活動中,使夫妻雙方在體力、智力和情緒的最佳時期受孕,實現優生的目的。根據研究資料顯示,旺盛的精力、高漲的情緒、最佳的生理狀態,必定促進生殖功能。認為晚9─10點同房是受孕的好時機。人的體力、智力和情緒節律具有近乎一個月為周期的變化。農歷每月初一、十五、初七、初八及廿二或廿三,是人類容易出現較大事故的時間,也是受孕不佳的時機。
2.指導減肥。日本大學藥學系研究人員發現人體細胞中含有名為“BMALI”的蛋白質,它夜間會增加,當身體沐浴到早上的陽光時就會減少,以保持適當的量。人體細胞中的這種蛋白質增加,就容易儲存脂肪,如果減少,則不易儲存脂肪。因此,早上曬太陽,有助于保持苗條身材。
3.指導手術。器官的排異性以7天為一周期,第7天、第14天、第21天……最可能發生排斥。而且服用免疫抑制劑的時間會影響周期效果。例如腎移植后,晚上服用免疫抑制劑,術后死亡率達60%,換在早上,82%的人5年后仍可以正常工作。(編輯:安然)