生物學(xué)這門交叉學(xué)科是上世紀(jì)50年代Franz Halberg教授創(chuàng)立的，主要研究生物節(jié)律的產(chǎn)生機(jī)制和應(yīng)用。1972年美國科學(xué)家在下丘腦發(fā)現(xiàn)了一個新的神經(jīng)核團(tuán)——視交叉上核（SCN），并確定這是人類及哺乳動物生物鐘所在地。這一發(fā)現(xiàn)極大地推進(jìn)了時間生物學(xué)的研究。同年，美國科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一個新的神經(jīng)通路，從視網(wǎng)膜直接投射到視交叉上核，稱為視網(wǎng)膜—下丘腦束（RHT）。有意思的是RHT不同于其他光感細(xì)胞，是一條特殊的神經(jīng)通道，起源于視網(wǎng)膜的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，將光刺激信號直接傳給SCN。因此，即使是先天性視網(wǎng)膜退化毫無光感的盲人，其生物節(jié)律也受光照調(diào)節(jié)。
生物鐘是如何參與疾病治療？在長期的生物進(jìn)化過程中，為適應(yīng)地球每24小時自轉(zhuǎn)一周，生物機(jī)體內(nèi)發(fā)育分化出一個特殊的器官——生物鐘，來協(xié)調(diào)各種不同組織和器官24小時的晝夜節(jié)律。生物鐘不但影響人的身心健康，還在疾病治療中發(fā)揮重要的作用。
生物鐘不但存在于大腦中，而且存在于不同組織器官內(nèi)，并因器官功能的不同，呈現(xiàn)各自的生物節(jié)律，但這些節(jié)律都受生物鐘“最高司令部”SCN發(fā)出的脈沖調(diào)節(jié)控制。
近年來，生物鐘與疾病的預(yù)防、診斷和治療的關(guān)系引起了生物醫(yī)學(xué)界極大的研究熱情。在健康生理狀態(tài)下，人體的每一生理功能都表現(xiàn)出高度精密和穩(wěn)定的晝夜節(jié)律。體溫、心率和血壓下午最高，聽覺和痛覺傍晚最敏感，某些激素如可的松和睪酮早晨起床最高，胃泌素、胰島素和腎素水平下午和傍晚最高，褪黑素、催乳素在睡眠時達(dá)到高峰。生長素高峰在熟睡時，因此充足的睡眠是兒童生長的重要保障。
生物鐘“失靈”了，人就會生?。蝗艘坏┥?，生物鐘也會“失靈”。生物鐘“失靈”后，生物節(jié)律波動幅度增高或降低，發(fā)生不同時相、不同參數(shù)比例的變化。例如健康人體血液中的淋巴細(xì)胞計數(shù)上午最低，夜間達(dá)到高峰，而艾滋病病毒感染者的這種節(jié)律消失。血清LgE是一種炎癥標(biāo)志，24小時處于恒定水平，但哮喘等過敏反應(yīng)患者的LgE節(jié)律在下午達(dá)到高峰，夜間處于低谷，致使多數(shù)患者在黃昏后發(fā)病。心血管疾病發(fā)作也表現(xiàn)出明顯的晝夜節(jié)律，據(jù)統(tǒng)計，午夜零時至清晨6時，心血管意外風(fēng)險性增加40％，腦卒中風(fēng)險性增加49％。一些心源性猝死多發(fā)生于深夜，可能與后半夜動眼睡眠時程增加，血壓和心率不穩(wěn)有關(guān)。血壓晝夜節(jié)律波動幅度加大，會增加腦缺氧性卒中的危險性。
據(jù)專家介紹，與生物鐘相關(guān)的基因很多，已有10余個生物鐘基因被發(fā)現(xiàn)，使科學(xué)家對生物鐘的分子生物學(xué)基礎(chǔ)有了新認(rèn)識。目前，時間生物學(xué)研究已經(jīng)成為生命科學(xué)中最有發(fā)展勢頭的學(xué)科之一。國際上利用生物節(jié)律治療疾病和開發(fā)新藥的研究十分活躍，獲得很多重要進(jìn)展。例如，洋地黃是治療充血性心衰的常用藥，但其毒性與血鉀水平密切相關(guān)，如果開發(fā)研制短半衰期的洋地黃類藥物，使體內(nèi)洋地黃濃度與血鉀水平一致就可以取得更好的療效，并最大限度降低毒性。生物節(jié)律還可以用于指導(dǎo)腫瘤治療，直腸癌細(xì)胞的有絲分裂活動高峰期在夜間，此時正常的胃腸細(xì)胞大多處于靜止期，如果夜間使用化療藥物，可以加強(qiáng)療效，同時降低副作用。
最近研究發(fā)現(xiàn)，生物鐘基因per2基因的超表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡，促使實驗動物體內(nèi)的腫瘤縮小，其超表達(dá)還可以對細(xì)胞的放射性損傷起到修復(fù)作用。
來源:抗衰老網(wǎng)
