《时间生物学导论》教学大纲

机 体 的 许 多 生 命 活 动 存 在 有 生 物 节 律 , 这 已 为 大 量 的 观 察 和 实 验 研 究 所 证 实 , 并 得 到普 遍 的 承 认 。 至 于 生 物 节 律 是 机 体 本 身 固 有 的 一 种 规 律 , 还 是 机 体 对 环 境 周 期 性 变 化 的 反 应 。或 者 说 , 生 物 节 律 是 由 内 源 性 机 制 发 动 和 控 制 的 、 机 体 主 动 的 规 律 性 变 化 , 还 是 外 环 境 周 期性 变 化 所 造 成 的 被 动 结 果 。 虽 经 长 期 讨 论 , 迄 今 仍 存 在 不 同 观 点 。3.1 外 源 性 假 说无 论 是 我 国 传 统 医 学 理 论 的 “ 天 人 相 应 ” 和 “ 天 人 合 一 ” 观 , 还 是 现 代 时 间 生 物 学 对 生物 节 律 的 认 识 , 都 注 意 到 生 物 节 律 的 一 个 普 遍 特 性 , 即 在 正 常 生 活 环 境 中 , 生 命 活 动 原 节 律一 般 都 与 环 境 的 某 种 节 律 性 变 动 有 相 同 或 相 似 的 周 期 及 稳 定 的 相 位 关 系 , 从 “( 近 似 ) 一 日节 律 ”、“( 近 似 ) 月 节 律 ”、“( 近 似 ) 年 节 律 ” 等 生 物 节 律 的 名 称 就 可 看 到 这 一 点 。 生 物 节 律的 这 一 特 点 , 说 明 生 物 节 律 与 环 境 节 律 有 密 切 的 关 系 。 据 此 , 有 人 认 为 生 物 的 周 期 性 直 接 受环 境 条 件 ( 如 光 、 温 等 地 球 物 理 因 素 ) 周 期 性 变 化 的 调 制 , 体 内 不 存 在 定 时 机 制 , 即 认 为 生物 节 律 是 外 源 性 的 。 这 就 是 所 谓 “ 外 生 钟 假 说 ”(Extrinsic clock hypotheses)。3.2 内 源 性 假 说经 过 大 量 的 观 察 与 实 验 研 究 , 目 前 普 遍 认 为 : 尽 管 从 生 命 起 源 和 生 物 进 化 的 早 期 来 看 ,天 体 和 地 球 物 理 因 素 的 周 期 性 变 化 是 生 物 节 律 的 根 本 起 因 , 而 且 至 今 仍 对 生 物 节 律 有 重 要 影响 , 但 现 存 生 物 的 绝 大 多 数 生 理 节 律 , 已 是 由 机 体 中 有 测 时 功 能 的 机 构 所 发 动 和 控 制 的 内 源性 节 律 (Endogenous rhythm), 即 是 机 体 生 命 活 动 主 动 变 化 的 固 有 规 律 。 此 即 “ 内 源 钟 假 说 ”(Internal clock hypotheses)。4. 生 物 节 律 的 特 征4.1 生 物 节 律 的 遗 传 性如 前 所 述 , 从 生 命 起 源 和 生 物 进 化 的 早 期 来 看 , 节 律 性 变 化 的 地 球 物 理 因 素 对 生 物 的 影响 , 是 生 物 节 律 的 根 本 起 因 。 但 是 , 经 过 长 期 的 适 应 与 进 化 , 生 命 活 动 作 周 期 性 变 化 的 这 种时 间 特 性 , 即 生 物 节 律 , 已 通 过 遗 传 的 方 式 保 存 下 来 , 成 为 生 物 机 体 由 遗 传 决 定 的 、 与 生 俱有 的 一 种 属 性 , 即 生 物 节 律 具 有 遗 传 性 。4.2 生 物 节 律 的 温 度 补 偿 性机 体 的 生 理 生 化 过 程 , 一 般 都 有 温 度 依 从 性 , 即 会 随 温 度 的 改 变 而 改 变 , 例 如 心 率 和 呼吸 , 在 体 温 或 环 境 温 度 升 高 时 将 会 加 快 。 这 种 温 度 依 从 性 的 大 小 , 通 常 用 温 度 系 数 Q 10(Temperature coefficient Q 10 ) 来 表 示 。Q 10 是 指 温 度 升 高 10℃ 时 , 一 个 生 理 过 程 的 变 化 率 。绝 大 多 数 生 理 过 程 的 Q 10 大 于 2, 但 是 , 在 一 定 温 度 范 围 内 , 生 物 节 律 及 其 内 源 性 控 制 机 制( 生 物 钟 ) 的 Q 10 却 接 近 1。 也 就 是 说 , 生 物 节 律 的 周 期 、 相 位 、 振 幅 等 , 在 一 定 范 围 内 不