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生物鐘
本詞條是多義詞，共2個義項
在生命體內(nèi)控制時間的質(zhì)和量
生物鐘又稱生理鐘。它是生物體內(nèi)的一種無形的“時鐘”，實際上是生物體生命活動的內(nèi)在節(jié)律性，是由生物體內(nèi)的時間結(jié)構(gòu)序所決定。通過研究生物鐘，如今已產(chǎn)生了時辰生物學(xué)、時辰藥理學(xué)和時辰治療學(xué)等新學(xué)科。
基本信息
| 中文名 | 生物鐘 |
| 別名 | 生理鐘 |
| 外文名 | biochronometry或biological clock |
定義
功能
生物鐘有四點功能：提示時間、提示事件、維持狀態(tài)和禁止功能。
提示時間
在一定的時間必須做某事，到了這個時間，你就自動會想起這件事來，比
如你想第二天早上6點起床，到時你會自動起來?，F(xiàn)實生活中有大部分事物都是時間提示起作用的，比如幾點上班、某時會見某人、愛人生日的獻花、愚人節(jié)、趕某趟車等等。
生物鐘
提示事件
當你遇到某事時，生物鐘可以自動提示另外一個事件的出現(xiàn)。比如有人拜托你將一件東西給甲，當你遇到甲時，生物鐘這一功能就會自動起作用，使你馬上想到這個托付的東西來。用得最多的是看到某事時，在你的大腦里所依次產(chǎn)生的那些“憶塊”（回憶的一種），比如看到熊貓，你就會想到：它是中國的國寶、它喜歡吃竹子、它是中國作為友好象征出使國外的使者等等憶塊。再比如當你看到一道難題時，你就會調(diào)動很多憶塊，在一些規(guī)則的組合下，去求解它，這一連串的事情必須啟動你過去很多年時間里所學(xué)到的知識，這些知識是不會平白無故地出現(xiàn)于你的大腦的，它們必須在生物鐘的該功能作用下才可依次出現(xiàn)于你的大腦里。
維持狀態(tài)
人們在做某一事時，能夠使人一直做下去的力量。比如上8個小
時的班，就是生物鐘這一功能的結(jié)果，又比如人的眼睛觀看某一事時，能夠聚精會神地看，也是它的結(jié)果，當注意力從視覺轉(zhuǎn)向聽覺時，也是生物鐘作用的結(jié)果，那是提示事件功能在起作用，但是，你要聽完一堂課，你就必須用生物鐘的該功能才能聽完，否則你就會瞌睡不已，甚至逃課。這種維持可以是連續(xù)的也可以是斷續(xù)的維持，比如你和你愛人的家庭的維系就是斷續(xù)的，因為你不能長期呆在家里無所事事，你必須去工作，去交結(jié)，去謀取。
禁止功能
機體某個功能或行為可以被生物鐘終止。比如說看到一個恐怖的事件（如地震），你無論在做什么，都有可能產(chǎn)生逃跑，這種逃跑就是對前面所做事物的終止。再比如說你在專心專一上網(wǎng)，結(jié)果你老爸打來了，你對上網(wǎng)的終止就是生物鐘的功能在起作用。如果沒有這種作用，一個人就會出現(xiàn)永不停頓的做事，比如睡覺，如果沒有這種終止，這個人就會長期睡下去，成為植物人。植物人發(fā)生的原因可能與此功能的失控有關(guān)。
相對這四點功能，在人的大腦里有對應(yīng)的四個中樞：時間中樞、空間中樞、功能中樞和終止中樞。
特征
生物鐘有點像開汽車：人什么時候上車，開車到哪里，踩多久的油門，到達后的一腳剎車。
遺傳的實質(zhì)是生物鐘上的記塊的釋放，進化的實質(zhì)是染色體的變異，退化的實質(zhì)是染色體功能的關(guān)閉。比如人的盲腸和人類的尾巴，都退化了，但是都有痕跡，它們的生物鐘的子鐘
還是存在于那個部位，只是功能沒有了，被母鐘關(guān)閉了；所有器官，只要不用，其功能都會退化，不僅僅是盲腸，退化以后的器官，第一是器官縮小，第二是功能消失。由此看來生物鐘具有兩面性：器質(zhì)性和功能性，器質(zhì)性決定器官的性質(zhì)，主要是決定器官的大小、形狀和細胞數(shù)量，功能性決定器官功能的發(fā)揮程度、功能的有無、分泌功能物（如各種酶和素）的多少。
DNA起遺傳作用的螺旋體，生物鐘是DNA和它周圍所附帶的蛋白質(zhì)等物質(zhì)。
DNA分兩種：一是“端點”，也就是DNA上分支的交叉連接部位，這個端點控制著基因的發(fā)生時間和順序，試設(shè)想一粒種子，放在土里，沒有一定的原塊（外界條件）的刺激是不會發(fā)芽生長的，一旦條件足夠，端點就被激活，端點指令DNA依次解碼，如果沒有這種控制，基因就會各自為戰(zhàn)。
人的生長發(fā)育行為的產(chǎn)生，都是染色體上的基因決定的，什么時候停止生長，什么時候產(chǎn)生性欲，什么時候分娩，什么時候停經(jīng)等等這一切都是一個人按時按刻來完成的，沒有一個不是生物鐘的體現(xiàn)，所以DNA就是生物鐘，是它決定一個人的一切生理進程。如果DNA所決定的這些按時按刻出現(xiàn)的東西都不屬生物鐘的范疇，那就沒有人體生物鐘了。
再來看看生命過程（智能過程）生物鐘是怎么發(fā)揮作用的，老師或父母將你的
名字告訴你并告訴你怎么寫，以后，在你的一生中，只要問及你的名字或必須簽上你的名字的地方，你都可以準確無誤地書寫或報上名來，這一過程中，你的名字首先是一種刺激，使你的感官接受了這一信息并被儲存在大腦里，在沒有必要的情況下，你的名字就是一種儲存在記庫的記塊，一旦有人呼叫你的名字，這種刺激就會將你的大腦和聽覺中樞等很多中樞溝通，生物鐘的提示事件功能馬上就會將你的名字從記庫中調(diào)出來，調(diào)出來的這個憶塊（實際上就是一塊僅僅包含你的名字信息的東西），被放到思維中樞，它的存在，使得思維中樞不可以產(chǎn)生其它思維，此時的思維中樞因為過去的習(xí)慣或其它原因，使你產(chǎn)生回答或看著呼叫者，產(chǎn)生回答不一定每次發(fā)生，但是在很多情況下必須發(fā)生，比喻你媽叫你，你的上級領(lǐng)導(dǎo)叫你，或在非常時期叫（如發(fā)生突發(fā)性事件，叫你趕快離開），這些情況下你都會不由自主地回答這種叫喚，但是，很多場合下，你對這種叫名行為都是抱著報以微笑或目視對方來回答，以上情況的發(fā)生必定產(chǎn)生了四種思維規(guī)則：一種是習(xí)慣性回答，每叫必答，這種規(guī)則的產(chǎn)生是幼時形成的；一種是微笑規(guī)則對應(yīng)叫名行為，這是一種比較成熟的規(guī)則；另一種是沉默規(guī)則，一般是應(yīng)對無關(guān)緊要的人的叫喚；還有一種是突然叫喚規(guī)則，這種規(guī)則使人必須回答。生物鐘按照這四種規(guī)則去自動應(yīng)對叫喚人。
生物鐘
母鐘、子鐘、孫鐘
生物個體就是以母鐘為藍圖進行分解、合成的，該母鐘決定了一個人的一生。母鐘的分裂是一定的，不是無止境的分裂下去，母鐘在人類一般是分裂5次產(chǎn)生24條與母鐘一致的體染色體，以后人類的所有器官都在這24條子鐘下面分裂產(chǎn)生，母鐘在分裂時，就已經(jīng)嚴格地將24條子鐘各自應(yīng)該怎么釋放、怎么解碼、解哪些地方的碼等等都安排好了，24條子鐘就開始各行其是了，造肝的造肝，造腎的造腎，造心的造心，同時各自功能的發(fā)揮也開始進行，一個新的個體產(chǎn)生了。這就象一個母親生下幾個雙胞胎兒子，兒子們就各發(fā)展各的了，但是作為一個大家庭來說，雙胞胎們會有相互影響的一方面，直到長大在他們中都可以看到整個家庭的痕跡，但是他們又各有秋千、各不相同。
不要忘記了，如今談的母鐘，不是純的DNA的概念，應(yīng)當時刻記著該母鐘的外面有細胞膜、細胞質(zhì)和核膜，還應(yīng)該記著細胞質(zhì)里的高爾基體等物質(zhì)。母鐘的分裂不是單一的，是連著細胞膜等等一起分裂的。精子所攜帶的XX或XY染色體進入卵細胞和卵細胞的染色體結(jié)合一般稱為“合子”，合子里首先只有一對染色體，在人類，它們開始參照這一對染色體進行復(fù)制，生成23對體染色體，這時的這個卵細胞本文稱為“母鐘”，母鐘開始分裂，每分裂一次，就產(chǎn)生一個新的“子鐘”，每個子鐘都是一個攜帶某方面遺傳信息的、完整的、與母鐘在個體、大小、功能上完全不同的新的細胞了。
生物鐘怎樣參與思維
關(guān)系
體溫變化
從細菌到哺乳動物的大多數(shù)生物都存在分子時鐘，也就是生物鐘，它的存在使生物的生理、生化、行為表現(xiàn)出以24小時為周期的節(jié)律性。
一個人的睡眠與覺醒有一定的節(jié)律，在不同的狀態(tài)下人的體溫也發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測量體溫的變化，也就可以了解自己的晝夜節(jié)律。測量的方法是每隔2個小時測一次體溫，連續(xù)測一個月或一個半月，一定要在相同時刻測，然后求出各時間點體溫的平均值，將這12個平均值點畫在坐標紙上，縱坐標為體溫，橫坐標為時間。正常體溫波動在攝氏36.9±0.5度，變化雖不大，但節(jié)律性卻一目了然。睡眠安排在體溫剛剛下降的階段最為理想，而覺醒則多在體溫回升的初始階段。絕大多數(shù)人的體溫是在下午稍高，入夜后就漸漸下降，在體溫開始下降的時候上床就寢，不但入睡快，而且睡的時間也會相對地長一些。假如你的睡眠時間安排在體溫最低點，會使睡眠時間縮短而且很容易早醒。
古來托曼博士曾經(jīng)做過一項叫做“洞窟實驗”的實驗。受試者有6人，讓他們生活在洞窟中，洞中恒溫、恒濕，空氣新鮮，消除一切干擾，斷絕一切外界信息。其中1名受試者，體溫高峰是在上午9：00～11：00，就寢時間安排在22：30，此時體溫正在下降，結(jié)果很快就能入睡。有4個人，生活規(guī)律與體內(nèi)節(jié)律不一致，22：30時體溫仍很高，安排在這個時間睡眠，常常很難入睡。有一名受試者到凌晨1時體溫仍很高，此人1時30分以前很難睡著。
松果體
松果體是人體的“生物鐘”的調(diào)控中心。由于褪黑激素的分泌受光照和黑暗的調(diào)節(jié)，因此，晝夜周期中光照與黑暗的周期性交替就會引
起褪黑激素的分泌量相應(yīng)地出現(xiàn)晝夜周期性變化。實驗證實，褪黑激素在血漿中的濃度白晝降低，夜晚升高。松果體通過褪黑激素的這種晝夜分泌周期，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)放“時間信號”，轉(zhuǎn)而引發(fā)若干與時間或年齡有關(guān)的“生物鐘”現(xiàn)象。如人類的睡眠與覺醒、月經(jīng)周期中的排卵以及青春期的到來。新近發(fā)現(xiàn)，人體的智力“生物鐘”以33為周期進行運轉(zhuǎn)，情緒“生物鐘”為28天，體力“生物鐘”為23天。這三大生物鐘的調(diào)撥也是由松果體來執(zhí)行的。
生物鐘
獲得榮譽
生物鐘研究
有趣的生物鐘現(xiàn)象
許多生物都存在著有趣的生物鐘現(xiàn)象。例如，在南美洲的危地馬拉有一種第納鳥，它每過30分鐘就會“嘰嘰喳喳”地叫上一陣子，而且誤差只有15秒，因此那里的居民就用它們的叫聲來推算時間，稱為“鳥鐘”；在非洲的密林里有一種報時蟲，它每過一小時就變換一種顏色，在那里生活的家家戶戶就把這種小蟲捉回家，看它變色以推算時間，稱為“蟲鐘”。
不僅如此，微小的細菌也知道時間。某些單細胞生物體內(nèi)不僅存在生物鐘，而且這些生物鐘十分精確。
人體內(nèi)的“隱性時鐘”
萬物之靈的人類，同樣受著生命節(jié)律的支配。什么是人體生物鐘？有人把人體內(nèi)的生物節(jié)律形象地比喻為“隱性時鐘”。科學(xué)家研究證實，每個人從他誕生之日直至生命終結(jié)，體內(nèi)都存在著多種自然節(jié)律，如體力、智力、情緒、血壓、經(jīng)期等，人們將這些自然節(jié)律稱作生物節(jié)律或生命節(jié)奏等。人體內(nèi)存在一種決定人們睡眠和覺醒的生物鐘，生物鐘根據(jù)大腦的指令，調(diào)節(jié)全身各種器官以24小時為周期發(fā)揮作用。
早在19世紀末，科學(xué)家就注意到了生物體具有“生命節(jié)律”的現(xiàn)象。上世紀初，德國內(nèi)科醫(yī)生威爾赫姆·弗里斯和一位奧地利心理學(xué)家赫爾曼·斯瓦波達，他們通過長期的臨床觀察，揭開了其中的奧秘。原來，在病人的病癥、情感以及行為的起伏中，存在著一個以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動。大約過了20年，奧地利因斯布魯大學(xué)的阿爾弗雷特·泰爾其爾教授，在研究了數(shù)百名高中和大學(xué)學(xué)生的考試成績后，發(fā)現(xiàn)人的智力是以33天為波動周期的。于是，科學(xué)家們將體力、情緒與智力盛衰起伏的周期性節(jié)奏，繪制出了三條波浪形的人體生物節(jié)律曲線圖，被形象地喻為一曲優(yōu)美的生命重奏。到了20世紀中葉，生物學(xué)家又根據(jù)生物體存在周期性循環(huán)節(jié)律活動的事實，創(chuàng)造了“生物鐘”一詞。
生物鐘：人的第三只眼
生物鐘的位置到底在何處？傳統(tǒng)的觀點認為，生物鐘應(yīng)該存在于大腦中，但對于具體位置的說法卻又各不相同。有人認為，生物鐘的確切位置在下丘腦前端，視交叉上核內(nèi)，該核通過視網(wǎng)膜感受外界的光與暗，使之和體內(nèi)的時鐘保持同一節(jié)奏。也有人認為，生物鐘現(xiàn)象與體內(nèi)的褪黑素有密切的關(guān)系，由于褪黑素是由松果腺所分泌，因此生物鐘也應(yīng)該位于松果體上。
外源說認為，某些復(fù)雜的宇宙信息是控制生命節(jié)律現(xiàn)象的動因。美國學(xué)者弗蘭克布朗博士認為，人類對廣泛的外界信息，如電場變化、地磁變化、重力場變化、宇宙射線，其他行星運動周期、光的變化、月球引力等極為敏感，這些變化的周期性，引起了人的生命節(jié)律的周期性。
內(nèi)源說認為，生命節(jié)律是由人體自身內(nèi)在的因素決定的。對夜間活動的倉鼠的試驗表明，在外界條件變化的情況下，如在與地球自轉(zhuǎn)方向相反的條件下，仍然有相似的節(jié)律。人在恒溫和與外界隔絕的地下，也表現(xiàn)出近似于24小時的節(jié)律，因此，人的生命節(jié)律是由人自身的因素造成的。
綜合說是人體與環(huán)境相互作用的理論。
12個生物鐘基因
生物鐘基因普遍存在于生物界，其作用在于產(chǎn)生和控制晝夜節(jié)律的運轉(zhuǎn)。生物鐘基因及其編碼的蛋白質(zhì)組成反饋回路，維持振蕩系統(tǒng)持續(xù)進行并與環(huán)境周期保持同步，各級進化水平物種生物鐘的基因組成和控制途徑有同有異。
據(jù)專家介紹，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了12個與生物鐘相關(guān)的基因，生物鐘不但影響人的身心健康，而且可以在治療疾病中發(fā)揮重要的作用。
20世紀80年代，由于分子生物學(xué)的發(fā)展，生物鐘的研究取得了突破性的進展。1971年英國科學(xué)家在其研究的果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只特殊果蠅，它的生物鐘只有21小時。科學(xué)家花了14年時間，直到1985年才找到了引起這個果蠅生物鐘異常的基因。這就是人類第一次發(fā)現(xiàn)與生物鐘相關(guān)的基因，這個基因被命名為period———“周期”?？茖W(xué)家一直試圖克隆該基因在其他物種，尤其是哺乳動物的類似基因，但一直未能成功。1997年《細胞》雜志上發(fā)表了一篇論文，科學(xué)家通過對上萬只實驗鼠的研究，發(fā)現(xiàn)了一只實驗鼠的生物鐘周期是27小時，并定位克隆了這個核酸發(fā)生變異的基因，命名為“時鐘”基因—ClockGene。
與此同時，孫中生博士等為了克隆乳腺癌基因，對17號染色體基因進行大規(guī)模的篩選。他們發(fā)現(xiàn)，其中有一個基因與果蠅的生物鐘基因“周期”呈現(xiàn)一定的序列類似性，因此假設(shè)該基因是果蠅“周期”在哺乳動物中具有同等功能的類似基因。通過動物實驗，他們發(fā)現(xiàn)“周期”基因有24小時表達節(jié)律，同時該基因的表達能隨光周期的改變而變化。這一發(fā)現(xiàn)因揭示了生物鐘的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，被評為當年10大科技突破之一。
研究表明人類生物鐘一天慢18分
人類的生物鐘同時鐘并不同步。日本科學(xué)家近日發(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。而其它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小時至26小時，而植物是從22到28小時。
研究者認為這種現(xiàn)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，那么當它每天早上醒來覓食時會發(fā)現(xiàn)，樹上的蟲子已經(jīng)被先飛入林的鳥兒吃得差不多了。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。
但是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？研究者說，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。
研究者用計算機做了一個模擬生物鐘進化的實驗。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。
動物皮膚里藏著生物鐘
哺乳動物的皮膚組織里存在生物鐘，而且與腦內(nèi)的生物鐘步調(diào)一致。這一發(fā)現(xiàn)有可能用于診斷由生物鐘紊亂導(dǎo)致的各種病癥。
這位科學(xué)家在對老鼠的實驗中發(fā)現(xiàn)，老鼠的皮膚粘接組織的成纖維細胞里有大量的生物鐘基因存在。他把存在于腦丘下部的生物鐘叫做“母鐘”，把皮膚等組織細胞里的生物鐘稱為“子鐘”。他還發(fā)現(xiàn)，子鐘和母鐘連動，而且作用機制也相同。據(jù)認為，包括人在內(nèi)的各種哺乳動物的生物鐘結(jié)構(gòu)與機制大致相同。
結(jié)果顯示，研究對象作息越是與生物鐘背離，越可能陷入抑郁、焦慮，同時幸福感較低。
最佳時間
每個人都有自己的“生物鐘”，如果人長時間改變自己的生活節(jié)律，就會改變體內(nèi)激素分泌量，導(dǎo)致神經(jīng)紊亂，體內(nèi)生物鐘必然受到影響，因此，要盡可能提倡順應(yīng)人體內(nèi)部規(guī)律的生物鐘養(yǎng)生法。
最佳起床時間：早晨5-6點鐘是人體生物鐘的“高潮”，體溫升高，此時起床會精神抖擻。
最佳飲水時間：起床后飲水既可補充一夜消耗的水分，又可稀釋血液，有洗滌腸胃、防止血栓形成的作用，餐前1小時喝一杯水，有助于消化液的分泌，促進食欲；睡前飲水，可沖淡血液，使循環(huán)通暢。
最佳工作時間：上午10時至下午3時工作效率最高。一般而言，上午適
于腦力勞動，下午適于體力勞動。
生物鐘
最佳午休時間：人腦的活動能力在下午1時左右為低落，故此時午睡最佳。
最佳鍛煉時間：一般下午4時以后，是進行體育鍛煉的最佳時間，這時人體耐力上升，肌肉溫度高，血液黏滯性最小，關(guān)節(jié)最靈活。
最佳減肥時間：飯后1小時左右，緩速步行20分鐘，有利于消耗熱量，以利減肥。
最佳刷牙時間：應(yīng)在飯后3分鐘內(nèi)進行，因此時口腔內(nèi)細菌分解食物殘渣所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，會腐蝕和溶解人的牙釉質(zhì)，此時刷牙效果最好。
最佳吃水果時間：飯前1小時吃水果有益無害，飯后2小時吃水果其營養(yǎng)成分最易被吸收。
最佳喝牛奶時間：睡前喝一杯牛奶，既可補充營養(yǎng)，又有助于睡眠。
參考資料
[1]
什么是生物鐘_睡眠障礙_健康一線 · 健康一線[引用日期2021-11-28]
生物鐘相關(guān)的文章
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作者
