生物節律的研究進展?

馬倩雯 綜述,談 勇 審校

(1.南京中醫藥大學鎮江附屬醫院/鎮江市中醫院婦科，江蘇鎮江 212000；2.南京中醫藥大學附屬醫院生殖醫學科，南京 210000)

生物節律是指所有生命活動均按一定時間順序、周而復始地發生變化的節律。人體正常的生理功能與生物節律密切相關，生物節律現象表現在很多方面，如睡眠與覺醒周期、免疫能力、行為學、體溫、血壓、哺乳動物的發情、分娩等[1]。

1 生物節律的分類及作用

根據變化周期的時間不同，生物節律可以分為日節律、月節律和年節律。日節律，包括睡眠覺醒周期、血壓的變化等很多生理活動；月節律，包括以月為單位的月經周期；年節律，包括植物的發芽、開花、結果等現象。

生物節律對人的身體機能、精神活動及體溫、脈搏、激素等生理反應都發揮重要的調節作用。生物節律的平衡穩定能夠保證人體健康的生命活動，生物節律發生紊亂時則會導致人體各種生理及心理功能的異常。

2 生物節律與疾病及藥物運用的關系

2.1生物節律與疾病發生、發展的關系 生物節律理論的研究表明，中樞生物節律及外周生物節律的表達異常可引起循環、神經、免疫、內分泌系統等方面疾病的發生、發展。

2.1.1生物節律與循環系統的關系 CHE等[2]經臨床研究證實在慢性腎衰竭患者中，異常生理節律即非杓型節律的發生率較高，且發生率越高者，腎功能水平越差。孫琪等[3]研究證明血壓晝夜節律變化對頸動脈內中膜厚度有明顯影響。MARCH等[4]比較正常血壓者非杓型血壓與杓型血壓頸動脈內中膜厚度的差異，結果表明非杓型血壓者的頸動脈內中膜增厚的發生率明顯高于杓型者。多項研究可以說明生物節律紊亂對機體循環系統具有顯著的影響。

2.1.2生物節律與神經系統的關系 BAHK等[5]通過調查研究顯示生物節律與抑郁癥患者的自殺意念密切相關，晨間型抑郁癥患者產生自殺念頭明顯少于夜間型患者。LA等[6]研究發現生物節律紊亂與阿爾茨海默病的發生、發展具有密切的關系。多項研究可以表明生物節律紊亂會使機體神經系統發生功能障礙，可引起多種神經系統性疾病的發生、發展。

2.1.3生物節律與內分泌、免疫系統等其他系統的關系 另有研究表明生物節律紊亂會引起免疫功能低下、失眠、癌癥、消化性潰瘍、糖耐量降低等疾病[7]。TAI等[8]對加班和夜班工作與護士月經情況之間的關系進行了研究，結果顯示，高頻率的加班和夜班工作會導致護士月經周期紊亂，影響其生殖功能。KORMI等[9]認為失眠可能引起各種疾病的發生、發展，包括一些內分泌疾病及癌癥。生物節律紊亂對于人體內分泌、免疫等其他系統的影響較大，因此合理規避不良生活作息是重要的解決方法。

2.2生物節律與疾病發作時間的關系 RALLIDIS等[10]對希臘地區小于36歲的急性ST段抬高型患者進行分析，發現其高發時間段為06:01-12:00。另有研究結果表明，腦出血、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、哮喘、腦血栓等疾病的發作時間也表現出生物節律的特點[11-12]。因此可以認為許多疾病的發作時間與生物節律具有一定的相關性，這可為疾病的發病診斷及治療提供相關的理論依據。

2.3生物節律與藥物應用時間的關系 BONTEN等[13]通過對受試者進行隨機開放式試驗，得出夜間攝入阿司匹林與白天相比，可以更好地使血小板活性降低，由此說明阿司匹林的攝入時間對血小板的活性具有一定的影響作用。還有研究表明，降血壓藥物、糖皮質激素、抗腫瘤藥物等具有顯著的晝夜節律性[14]。在臨床的應用過程中，順應藥物的日節律性能夠更好地發揮藥物的作用。

3 生物節律的生理機制

生物節律調控系統主要是由生物節律輸入系統、生物節律輸出系統及生物節律中樞3個部分組成。人類的中樞節律起搏點位于視交叉上核上，在生物節律的產生和運行中起到非常重要的調控作用。生物節律系統是由自我調節的轉錄反饋機制作用，約24 h為一個振蕩周期。人類的生物鐘主鐘位于下丘腦視交叉上核(suprachiasmatic nuclei，SCN)[15]，如果SCN被破壞，機體正常的生物節律因此會消失。

生物鐘的分子機制，目前最受認可的是生物節律運行的正、負反饋環路機制。目前己知的生物鐘基因包括Clock、Bmal1、Cry(Cryl、Cry2)、Per(Per1、Per2、Per3)、Rev-Erbα、CKIε、RORα等。主要的反饋環路包括Clock、Bmal1、Cry(Cryl、Cry2)、Per(Per1、Per2、Per3)、CKIε這8個核心生物鐘基因，另1個環路由Rev-Erbα和RORα基因組成。該正負反饋環路的主要核心生物鐘基因為Clock、Bmal1、Per和Cry基因，其中正向環路主要由Clock和Bmal1兩種轉錄因子組成，而負向環路主要由Per和Cry因子組成。Clock和Bmal1這兩個轉錄因子組成異二聚體，與其他生物鐘基因及鐘控基因上游的啟動子結合，促進其轉錄，同時Per和Cry因子合成后在細胞質內結合成異二聚體，轉運到細胞核內，負反饋抑制Clock/Bmal1的轉錄作用，從而實現了生物節律正負反饋的調控機制[16]。

4 展 望

隨著科學技術的迅速發展，人類對生物節律不斷的深入研究，已經認識到生物節律的調節對人體的生理功能具有明顯的作用及生物節律紊亂會引起機體多種疾病的發生。因此，人類，特別是心血管、神經系統疾病患者及熬夜、作息不規律等人群應盡可能規避不良作息習慣，恢復規律的生活作息方式，保證良好的睡眠狀態，避免生物節律紊亂的發生。隨著人類對生物節律的認知加深，今后生物節律在與人類多種疾病發生、發展中的作用及細胞和分子機制將會備受關注，從而進一步指導臨床工作，為患者規避不良作息習慣導致的疾病提供依據。