生物鐘生理功能及影響因素的研究進(jìn)展

張春華，張崇志，金 鹿，桑 丹，李勝利，王澤平，劉要仙，烏龍都特，孟根曹，孫海洲

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.伊金霍洛旗農(nóng)牧技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 伊金霍洛旗017200；3.伊金霍洛旗農(nóng)牧業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊(duì)，內(nèi)蒙古 伊金霍洛旗 017200；4.烏審旗家畜改良工作站，內(nèi)蒙古 烏審旗 017300）

最初， 人們猜想生物鐘可能是動物機(jī)體對白天和黑夜變化的反應(yīng)，即白天行動，晚上休息。 后來，試驗(yàn)證明，生命體在沒有任何環(huán)境變化的條件下仍然表現(xiàn)出以24 h 為周期的節(jié)律行為。 生物鐘系統(tǒng)使生命體自身的節(jié)律與外界環(huán)境的節(jié)律同步化，不僅能夠優(yōu)化生物體的日常行為節(jié)律，還參與了生命體大多數(shù)的生理過程。自18 世紀(jì)科學(xué)家們報(bào)道生命體存在近似24 h 的晝夜節(jié)律以來，在果蠅［1］、斑馬魚［2］、小鼠［3］、肉雞［4］、山羊［5-6］、綿羊［7］、馬［8］、奶 牛［9］和 人［10］等 方 面 開 展 一 系 列 的 研 究 工作， 以揭示生物節(jié)律在生命體生理過程中的內(nèi)在機(jī)制。 進(jìn)入21 世紀(jì)以來，生物節(jié)律的研究已達(dá)到一個(gè)新的高度，標(biāo)志性成果是2017 年美國科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)晝夜節(jié)律生物鐘的分子機(jī)制而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

1 生物鐘的構(gòu)成及作用機(jī)制

1.1 晝夜節(jié)律的構(gòu)成

生物體的生理反應(yīng)都遵循著以24 h 為周期的節(jié)律行為，這個(gè)周期長度一般對溫度不敏感，受到環(huán)境自然光的明暗信號的約束， 形成了一種以近似24 h 為周期的振蕩器（oscillator），學(xué)者們將這種“晝夜節(jié)律”稱為生物鐘（circadian clock）。 生物鐘是機(jī)體為了適應(yīng)環(huán)境， 在進(jìn)化過程中自然選擇的作用下獲得， 而且在根據(jù)環(huán)境變化調(diào)節(jié)生理功能和行為中起著重要的作用［11］。……