為什 麼小鳥在清晨鳴叫，而青蛙在夜晚鼓噪?為什麼心臟病多發作在凌晨，而哮喘病多發作於黃昏之後?答案是：無論動物還是植物體內都有生物鐘，生理活動都受生物 節律的控制。近日，在2004年度中科院「腦、心理與行為國際學術研討會」上，來自美國東卡大學醫學院神經生理學副教授丁健明向人們講述了《時間生物學與 時間醫學》這一國際熱門科研課題。
生物鐘像第三隻眼懸在額後
人體 結構不僅存在於空間，而且存在於時間中。早在世界上第一個單細胞生物出現以前。地球已經自轉了大約20億年。為了適應這種晝夜環境週期性的變化，生物界的 各種功能都有明顯的晝夜節律。經過長期進化，人類機體內發育分化出一個特殊的器官生物鐘，用來協調各種不同組織與器官的晝夜節律。機體內各種不同的生理活 動按一定的時間順序發生變化，這種變化的節律稱為生物節律。生物鐘像人的第三隻眼睛一樣，懸在額頭後面下丘腦的視交叉上核處。即使是先天失明的人也因擁有 這只「眼睛」，獲得24小時的生物節律。
人們 最熟悉的生物節律莫過於每天的睡眠與覺醒，而不被人們察覺的心動、呼吸、內分泌實際上也呈24小時的生物節律出現快慢、高峰與低谷。由於體內生物鐘是在地 球晝夜光照節律中進化形成，因此光照刺激可影響生物鐘的節律。在夜間一個短暫的光照刺激就可引起腦內生物鐘的時相位移。
生物鐘「失靈」了人就會生病
晝夜 節律是正常生理功能的一個重要組成部分，可以說健康人體的每一生理功能均表現出高度精密和穩定的晝夜節律。例如，在健康生理狀態下，體溫、心率和血壓下午 最高，而聽覺和痛覺傍晚最敏感。某些激素如可的松和睪酮在早晨起床時最高，而胃泌素、胰島素和腎素水平下午和傍晚最高，褪黑素、催乳素在睡眠時達到高峰。 生長素的高峰也在熟睡時，因此，充足的睡眠是兒童生長的重要保障。
生物 鐘「失靈」了，人體就會有病;而人體一旦有病，生物鐘也會「失靈」。例如，健康人血中的淋巴細胞計數上午最低，夜間達到高峰，而艾滋病病毒感染者這種節律 則消失;血清IgE是一種炎症標誌，本應24小時處於恆定水平，但哮喘等過敏反應病人的IgE節律在下午達到高峰，夜間處於低谷，致使多數患者在黃昏後發 病;醫學統計發現，午夜零點與清晨6點期間，心血管意外的風險性增加40%，腦卒中風險性增加49%。
吃藥時間對療效影響很大
正確的給藥時間不但可提高藥效，還可以減低副作用。近年，國際上利用生物節律治療疾病和開發新藥的研究十分活躍，也獲得很多重要進展。
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。如果利用血鉀水平明顯的晝夜節律開發研製短半衰期的洋地黃類藥物，使體內洋地黃濃度與血鉀水平一致，就可取得更好的療效，並可最大限度地降低毒性。
生物 節律還可用於指導腫瘤化療。研究發現，真核細胞的分裂週期非常接近24小時週期，然而不同類型的細胞其有絲分裂活動的高峰期在一天內有不同時間。例如，直 腸癌細胞的有絲分裂活動高峰期在夜間，此時正常的胃腸細胞大多處於靜止期。化療藥物如果在夜間給藥，可以加強療效而同時降低副作用。
抗高 血壓藥的用藥時機如與血壓節律一致也會取得較好的降壓效果。德國醫學會推薦，原發性高血壓宜早晨用藥，而腎源性高血壓宜傍晚用藥。當然利用一些藥物改變生 物節律也可以達到治療目的。臨床調查顯示，鈣阻滯劑nifedipine可降低收縮壓和舒張壓的晝夜節律波動幅度，改善心血管病人的預後。
生物鐘受到科技進步的挑戰
人們在享受現代科技帶來的便利時，生物鐘受到空前的挑戰。電燈的發明有效地延長了人類的工作時間，噴氣式飛機的發明大大縮短了世界的距離，但這些新技術的非正確使用可以引起生物節律的紊亂，導致敏捷性、注意 力等心理和神經肌肉反射、內分泌等生理功能明顯降低。如果瞭解了這一點，能合理調換工時，不僅可提高工作效率，還可防止因此造成的差錯或事故。
據美 國交通部的統計，疲勞駕駛與酒後駕駛一樣危險，多數嚴重的交通事故發生在駕駛員最瞌睡和疲勞的午夜到清晨6點。因此，根據生物鐘原理發明出對駕駛員打瞌睡 作出有效警示的裝置非常必要。我國已進入載人航天時代，在航天過程中，任何差錯均可能導致災難。宇航中心必須考慮宇航員的實際生物節律，不能只按照地球上 的時間向宇航員發佈指令，讓他們在最睏倦的狀況下去執行最複雜的任務是有危險的。
時間生物學是本世紀最重要學科研究之一，我國在這一領域的研究遠遠落後於兩方發達國家。丁健明等學者近年多次返回中國介紹該領域新進展，為我國科學家和臨床醫生推開了一扇展示時間與生命奧秘的窗戶。
