奇妙的生理节律
1987-11-01戴华
戴 华
生理节律是生命的一种基本特性。科学家把那种与地球24小时自转一圆(即昼夜交替)紧密相关的新陈代谢、内分泌、睡眠和活动的生理节律称之为“昼夜节律”。这种周期性变化除表现在“昼夜”以外,还存在着年节律、季节律、月节律和周节律现象,在动植物界中普遍存在,因此具有共同点。例如:
(1)有遗传来源;
(2)有种族特性,各种属之间(人,鼠,植物……)存在着明显的个体差异;
(3)即使无时间指示,仍能保持着原来周期性活动规律;
(4)受外界环境的影响,但不随外界环境的改变而消失。
节律点和“生物钟”
生物体内推动和调节生理节律的机构就是时间结构。目前,对昼夜节律结构已定位到器官和组织水平。例如,在麻雀和鸡的松果体,蟑螂的咽下神经节,海兔的双眼和腹神经节均已发现昼夜节律的起搏点。高等脊柱动物的下丘脑前端视交叉上核、松果体、脑下垂体和肾上腺这四个部位的功能如同“生物钟”或“主振动子”,既是昼夜节律的起搏点和定调者,又使身体的各种昼夜生理节律,如新陈代谢、体温、血压等等保持同步,维持有规律的变化。苏联科学家根据研究数据,设想一昼夜人体功能,亦即一天24小时的“生物钟”的表现为:
凌晨一时(01:00):大多数人已睡了3小时,开始进入浅睡的阶段,对痛特别敏感;
二时(02:00):除肝外,体内的大部分器官工作节律极慢。肝利用这段安静时间,加紧生产人体所需物质,首先是产生可把一切有毒物质排出体外的东西,这时人体仿佛是在“大扫除”;
三时(03:00):全身休息,肌肉完全放松。这时血压低,脉搏和呼吸次数少;
四时(04:00):血压更低,胸部供血量最少,不少人在这时死亡。全身器官工作节律慢,但听觉却很灵敏,稍有音响就会醒;
五时(05:00):肾不分泌。人已经历浅睡和做梦及不做梦的深睡几个睡眠阶段。此时起床,很快会精神饱满;
六时(06∶00):血压升高,心跳加快。即使想睡,也睡不安稳;
七时(07:00):人体的免疫功能特别强,此时对病毒和致病菌抵抗力最强;
八时(08:00):肝内毒性物质全部排泄,此时绝对不要喝酒;因为会给肝带来很大负担;
九时(09:00):精神活性提高,痛感减弱,心脏开足马力工作;
十时(10:00):精力充沛,此时处于最佳运动状态,这是最好的工作时间;
十一时(11:00):心脏照样努力工作,人体不易感到疲劳;
十二时(12:00):全身总动员时刻;此时,最好不要马上吃午饭,而是把它推迟到下午一时(十三时);
十三时(13:00):肝脏休息,有部分糖原进入血液。上半天的最佳工作时间即将过去,感到疲倦,需要休息;
十四时(14:00):这是一天24小时中的第二最低点,反应迟钝;
十五时(15:00):情况开始好转。人体器官此时最为敏感,特别是嗅觉和味觉。工作能力逐渐恢复;
十六时(16:00):血液中的糖分增加,或称为饭后糖尿症,但不会造成疾病,因为血糖量迅速下降;
十七时(17:00):工作效率更高。运动员的训练量可加倍;
十八时(18:00):痛感重新减弱。神经活动减少;
十九时(19:00):血压增高;精神最不稳定,任何小事都会引起口角;
二十时(20:00):体重最重,反应异常迅速。司机此时驾车很少出车祸;
廿一时(21:00):神经活动正常,此时最适于学生背诵,晚间记忆力增强,可以记住不少白天没有记住的东西;
廿二时(22:00):血液内白细胞增加,每立方毫米从5000、8000增至12,000,体温下降;
廿三时(23:00):人体休息,继续恢复细胞的工作;
廿四时(24:00):一昼夜中的最后一点钟。如22:00时就寝,应已进入梦乡。
应该指出,环境时间与细胞、液体和神经的昼夜周期、年周期以及其它周期是不一样的,有关“生物钟”和时钟、日历的周期有一致进程的假说,有人认为是错误的,但上述设想也不无科学依据。我们应该充分利用一天中生理功能最旺盛的时间去工作和学习,以便能收到更好的效益。一个完整的生命机体犹如一支大型乐队,既有各自弹、拉、敲、打、吹,又都服从统一的主旋节律,才能共同奏出一部雄壮、美妙的大型交响乐;而生物机体的各个系统、器官、细胞的生理、生化、形态等各自存在其生命活动的节律,维持机体内环境的相对稳定,又与外界环境保持适应,从而合奏出日复一日的生命凯歌。音乐如没有节律就只有音符,人只有生理节律的存在,生命才得以维持。
季节律
人和动物机体也存在生理、生化和形态方面的季节律性变化。对冬眠和非冬眠动物以及人进行详细观察和比较,结果表明,在体温、体重、心电图、酸碱度、血糖、血红蛋白、总蛋白、尿酸、肌酐、胰岛素、血脂、甘油三酯、胆固醇、脂肪酸,几种心脏和肾脏酶,心、肝、胰、脾、睾丸、卵巢和肾上腺重量,心、肾、肺组织的纤维活性、脂肪组织中的脂质组成等,以及钾、钠、氯、钙等离子,都有不同程度的季节性变化节律。非冬眠的动物和人的季节性节律变化不及冬眠动物那样显著,而人又不如动物的变化明显,这是因为人实际上较不易受外界环境的不稳定因素的影响。此外如家兔和小鼠大脑皮质释放乙酰胆碱的量,在夏季比冬季高,这类动物实验的例子很多,不多赘述。
昼夜节律
人的昼夜生理指数的变化,可用血压和内分泌这两个指标加以说明。
(1)血压的节律变化:1984年,Weber等用自动测压计检测34名志愿受试者的昼夜血压变化,在24小时中每隔2小时测量一次;每人间隔2天后又重复测量一次。结果表明,二次测量的平均24小时收缩压和舒张压的最高值与最低值无明显差异,重现性亦良好。正常人的血压呈现明显的昼夜节律,且24小时变化较一致,收缩压和舒张压的最低值在04:00,这似和上述设想的生物钟在清晨04:00血压最低,易引起死亡相符;到06:00血压开始升高,14:00稍降低,人感到疲劳;16~17:00血压又升高等情况也与“生物钟”表现较一致。此外,从尿检测出的去甲肾上腺素的含量,最低值在夜间23:00~03:00;最高值在15:00~17:00,此时的血压比03:00时的最低值高4.12~4.96倍,也是血压最稳定的时候。
(2)内分泌的节律变化:对30名20~26岁男性受试者的皮质醇激素的昼夜变化进行研究的结果表明,凌晨05:32皮质醇生物合成的底物积累最多,03:00较19:00时要高出2.35倍;尿排出的皮质醇以07:00~11:00最高,19:00~23:00时最低,要差3倍。总之,目前各国生理学、内分泌学和临床医药科研工作者已越来越多地参与正常和病态人体各种生理和生化指标的检测,以图通过对这些节律性资料的积累和分析,对各种代谢紊乱进行诊断或进而探索治疗的对策。
(3)发病或病理性节律:有些疾病在冬季发病率较高;反之,也有不少夏季常见病,因而发病也有季节节律现象。昼夜的发病节律也有规律可循。1984年Waters报道,变异型心绞痛多在午夜后03:00~08:00发作;而稳定型心绞痛则大多在08:00至午夜前出现。此外,哮喘病大多在夜间和凌晨发作,这种昼夜发病节律早已众所周知。中医有句名言:冬病夏治。因而,如在探明发病原因的基础上,掌握发病的季节规律和昼夜节律的特点,再运用时间药理学的知识,制订最佳给药方案,就可更有效地提高医疗质量。
(摘自《大众医学》)
(题图:邓中和)