科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),每種生物,包括人類在內(nèi),其行為和生理功能都具有一定的節(jié)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(zhì)掌握生物鐘
宇宙萬物,無不擁有自身獨特的規(guī)律:牽?;ɡ杳鲿r競相開放;夜來香在月光下散發(fā)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(nèi)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(xiàn)為凌晨和清晨體力充沛,精神煥發(fā),記憶力、理解力最為出色,如數(shù)學(xué)家陳景潤、作家姚雪垠都習(xí)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(xì)胞特別興奮,精力高度集中。如法國作家福樓拜就習(xí)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(biāo)燈了。中間型介于前二者之間,清晨和上午學(xué)習(xí)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(xì)胞中存在著一種雙面蛋白質(zhì),是它們控制著細(xì)胞的生長與休息節(jié)奏,從而形成內(nèi)在生物鐘。美國醫(yī)學(xué)院藥學(xué)家詹姆士·爾夫婦介紹,他們在實驗室復(fù)制出了這種雙面、圓柱體蛋白質(zhì),通過不斷改變其特性來驗證它的功能,發(fā)現(xiàn)它們在控制著活體細(xì)胞,并以12分鐘的周期進(jìn)行生長與休息活動。這種雙面蛋白質(zhì)一面控制著細(xì)胞的生長,然后蛋白質(zhì)做出轉(zhuǎn)換,而另一方面進(jìn)行著其他的活動,細(xì)胞的生長也就停止下來。
日本科學(xué)家發(fā)表研究論文說,他們發(fā)現(xiàn)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(rèn)為這種現(xiàn)象可以用達(dá)爾文的進(jìn)化論來解釋。以鳥兒為例,如果它嚴(yán)格按照時鐘作息的話,那么它早上本來覓食時會發(fā)現(xiàn),樹上的蟲子已經(jīng)被先飛入林的鳥吃得差不多了。所以嚴(yán)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(diào)性
生物鐘既是內(nèi)生的,又是可調(diào)的。隔離環(huán)境中人醒、睡的節(jié)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(huán)境節(jié)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(jié)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(guī)律,讓我們醒來得一天比一天晚呢?研究者發(fā)現(xiàn),光線會通過影響體內(nèi)激素水平和體溫等不斷重新設(shè)定生物鐘。
1.太陽光影響生物鐘。很多生物都會根據(jù)所處環(huán)境太陽光照的周期形成生物鐘。光照周期出現(xiàn)變化,生物就會對自己的生物鐘進(jìn)行重置或調(diào)節(jié)以適應(yīng)。最典型的例子就是跨時區(qū)飛行造成的時差現(xiàn)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(diào)飛行方向的空間參數(shù)。為證明這一點,美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)家斯蒂芬·瑞伯特帶領(lǐng)研究人員進(jìn)行了相關(guān)實驗。美洲王蝶的幼蟲通常會在早晨日出時鉆出蛹?xì)ぃ芯咳藛T用燈光代替日光長時間照射蝶蛹,結(jié)果發(fā)現(xiàn)王蝶幼蟲的生命節(jié)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(nèi)存在與日光照射對應(yīng)的生物鐘機制。
2.腦部溫度影響生物鐘。控制生物鐘的物質(zhì)為
視束交叉核子細(xì)胞,它位于口腔上腭的視丘下部,通常情況下根據(jù)視神經(jīng)傳遞的光信號與當(dāng)?shù)貢r間保持同步。圣路易斯華盛頓大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院生物學(xué)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(fā)表在《神經(jīng)生理學(xué)雜志》上的論文指出,視超束交叉核子細(xì)胞對腦部溫度的敏感程度甚至高于光線。這一發(fā)現(xiàn)具有深遠(yuǎn)的意義,如果腦部溫度可以進(jìn)行控制的話,那么飛行乘客就永遠(yuǎn)不會再受時差的影響,可以輕松地從一個時區(qū)轉(zhuǎn)換到另一個時區(qū)。
但人體腦部溫度基本不受環(huán)境溫度的影響,而受生理活動、發(fā)燒、呵護(hù)或一片阿司匹林的影響,事實上目前人們已經(jīng)采用藥物來減輕時差的影響。根據(jù)研究,人體腦部細(xì)胞的溫度變化每天在1.5℃之間,天亮?xí)r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(guī)律也存在。
學(xué)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(jié)律的高潮,自覺避免節(jié)律低潮時造成的差錯、事故和損失,這正是提高生活質(zhì)量、工作學(xué)習(xí)效率、放松身心、減少疾病、增進(jìn)健康、延年益壽的最有效和最經(jīng)濟的方法。
1.指導(dǎo)生殖。有很多人設(shè)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(xiàn)優(yōu)生的目的。根據(jù)研究資料顯示,旺盛的精力、高漲的情緒、最佳的生理狀態(tài),必定促進(jìn)生殖功能。認(rèn)為晚9─10點同房是受孕的好時機。人的體力、智力和情緒節(jié)律具有近乎一個月為周期的變化。農(nóng)歷每月初一、十五、初七、初八及廿二或廿三,是人類容易出現(xiàn)較大事故的時間,也是受孕不佳的時機。
2.指導(dǎo)減肥。日本大學(xué)藥學(xué)系研究人員發(fā)現(xiàn)人體細(xì)胞中含有名為“BMALI”的蛋白質(zhì),它夜間會增加,當(dāng)身體沐浴到早上的陽光時就會減少,以保持適當(dāng)?shù)牧?。人體細(xì)胞中的這種蛋白質(zhì)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(dǎo)手術(shù)。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(fā)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(shù)后死亡率達(dá)60%,換在早上,82%的人5年后仍可以正常工作。(編輯:安然)