李逸麟
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摘要：生物节律的机制是一系列内源性生物钟基因的转录和转录后调控所产生的分子振荡，机体以24小时为单位表现出来的一贯性、规律性的变化模式。文章对子午流注与生物钟进行了研究分析，以供参考。
关键词：子午流注；生物钟
前言
子午流注，是中医针灸以"人与天地相应"的观点为理论基础，认为人体功能活动、病理变化受自然界气候变化、时日等影响而呈现一定的规律。根据这种规律，选择适当时间治疗疾病，可以获得较佳疗效。因此提出"因时施治"、"按时针灸"、"按时给药"等。子午流注就是辨证循经按时针灸取穴的一种具体操作方法，它是依据经脉气血受自然界影响有时盛，有时衰并有一定规律而制定的。其含义就是说：人身之气血周流出入皆有定时，运用这种方法可以推算出什么疾病应当在什么时辰取什么穴位进行治疗。
1 生命世界普遍存在的生物钟现象
生物钟也叫生物节律，指的是生物体随时间作周期变化的现象，包括生理、行为及形态结构等。就像机械表、电子表是钟表大家族中的成员一样，昼夜节律（circadian?rhythm）是生物钟（biological?clock）大家族中的一员。英文昼夜节律即circadian?rhythm一词，源自拉丁文词汇circa（意为“大约”）和dies（意为“一天”），又叫“日节律”或“近日节律”。这是一种以接近昼夜24小时为周期的、在生命体内普遍存在的节律性生理生化和行为活动，是人们通常所说的“生物节律”或“生物钟”的一种表现。生物钟是生命世界普遍存在的生物现象，从简单的单细胞微生物，到多细胞的植物、动物乃至人类，都有生物钟的存在。比如：雄鸡黎明报晓，猫头鹰昼伏夜出，牵牛花在凌晨四点左右开花，向日葵在日落之后低头，昙花一现往往发生在晚上八九点钟，含羞草的叶片白天展开夜晚合拢垂下，还有动物季节性休眠、迁徙、繁殖。作为万物之灵的人类，同样受着生物钟的支配。比如：心跳和血压，肝脏功能（包括很重要的解酒能力），新细胞的形成，体温以及激素的分泌，这些都表现出一种昼夜变化。然而，仅仅当我们过着一种“现代”生活时才会注意到这一点——当我们乘飞机进行跨国旅行时，我们会遭受时差的折磨；当我们不得不倒班工作的时候也同样如此。对此我们越来越司空见惯，以致忽略了严重的后果。许多人类历史上的大灾难，比如说切尔诺贝利核电站泄漏事故、海难以及火车相撞，都发生在午夜时分，这难道都是巧合吗？想要了解生物钟在人身上的作用机理并不简单，但是我们可以从其他生物身上获取线索。通过对苍蝇、老鼠、鱼及其他许多生物的研究，人类已经逐渐知晓，上苍是如何给生灵设计了这样一种精巧无比的时钟，而且还与所处的环境严丝合缝。那么，这种生物节律是如何产生的呢？
2 生物钟与代谢
所谓代谢，是指机体将食物转化为能量加以利用，或是转变为脂肪储存起来以备后用的一系列过程。生物钟可以对多个代谢过程施加影响。例如，肝脏生物钟负责调控葡萄糖产生与代谢的整个基因网络。2008年，哈佛大学医学院的卡特娅·拉米亚（KatjaLamia）、凯-弗洛里安·斯托奇（Kai-FlorianStorch）及查尔斯·韦茨（CharlesWeitz）用小鼠开展了研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这些小鼠（与人类不同，小鼠昼伏夜出，但其醒睡周期仍然受生物钟调控）的肝脏细胞中，一个非常关键的生物钟基因被敲除，本质上，这些小鼠的肝脏生物钟已不复存在，但机体其他部位的生物钟依旧正常。研究者发现，小鼠在白天睡眠时（这期间小鼠也不怎么吃东西），会经历更长的低血糖期。低血糖相当危险，因为如果大脑没有足够的葡萄糖满足能量供应的话，会在几分钟内停止运转。进一步实验表明，低血糖的发生是由于肝脏在生产并向血液分泌葡萄糖时，发挥调控功能的生物钟基因缺位所致。在2011年，美国宾夕法尼亚大学的米奇·拉萨尔（MitchLazar）和同事发现，肝脏生物钟基因决定着脂肪在肝脏细胞中的蓄积数量。在这项研究中，拉萨尔与合作者选择了一个名为Rev-erbα的生物钟基因作为研究对象。该基因就像是组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）的触发器，可以使DNA链缠绕得更加紧致，让细胞无法读取其中的遗传信息，因而无法启动相应的生物学过程。拉萨尔的研究团队利用遗传学技术，通过阻断Rev-erbα生物钟基因，实现了抑制HDAC3活性的目的，并最终诱发小鼠患上了脂肪肝。
宾夕法尼亚大学的另一位研究者乔治·帕乔斯（GeorgiosPaschos）和同事构建了一种基因工程小鼠，小鼠脂肪细胞中的生物钟基因被完全敲除。他们发现，这种小鼠患上了肥胖症，而且进食模式也发生改变，由夜间进食改为日间进食。研究者发现，饮食行为的变化似乎特异地出现在脂肪细胞生物钟基因缺失的小鼠中，因为缺失肝脏和胰腺生物钟的小鼠依旧保留有正常的饮食节律。这说明，生物钟基因对脂肪组织中的多个代谢过程可施加影响。美国西北大学的比利·马奇瓦（BillieMarcheva）与约瑟夫·巴斯（JosephT.Bass）展开了一系列后续研究。他们发现，胰腺生物钟对维持正常血糖水平至关重要，破坏这一生物钟基因会严重损害胰腺功能，并导致糖尿病。糖尿病也可以视作代谢失调的一种，得了糖尿病，意味着机体几乎无法正常分泌胰岛素，抑或对其不再敏感，以至于太多的葡萄糖停留在细胞外，导致血糖水平超标。
美国加州大学伯克利分校的欧文·朱可（IrvingZucker）教授和他的学生弗里德里克·史泰芬（FriedrichStephan）以及芝加哥大学的罗伯特·莫尔（RobertMoore）教授，对大鼠下丘脑做了进一步的精确损伤研究，发现位于下丘脑前端的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus，简称SCN），是启动大鼠生物钟的关键元件。因为，当他们人为地损伤了视交叉上核时，大鼠的内分泌节律和行为节律就丧失了。将SCN内与生物钟有关的基因Bmal1沉默（不表达或低表达）后，老鼠表现出焦虑、无助等情绪障碍样行为，而老鼠体内糖皮质激素的生物节律发生了改变。和其他老鼠相比，进食同样多的食物，SCN破坏的老鼠更易发胖，这也表明SCN与机体代谢有关。这些例子，展示了不同组织中生物钟功能的一个关键之处：它们扮演的角色可能迥然不同（例如，肝脏和胰腺中的生物钟基因，甚至会调控着完全相反的生理过程），然而当这些组织中的生物钟被整合为一个功能性系统之后，它们又可以精确同步，以维持机体的稳态。这使得机体在面对外部多种环境时，内部的重要分子能够保持相对稳定的水平。生物钟影响代谢，却远不局限于控制外部的物质能量输入，它还能直接调控生化代谢相关基因的表达。研究发现，在哺乳动物细胞中，约有10%的基因会呈现昼夜振荡表达的模式，而这其中就包括了糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢等重要基因。值得指出的是，虽然这10%的基因之中，只有很少的部分是生物钟核心通路的直接靶点，但是，生物钟信号通路能够调控一些与代谢相关的转录因子，从而间接地促进代谢基因也呈现昼夜振荡表达的模式。因此我们不难理解，生物钟运行节律被打乱，生物的正常代谢就会出现问题，导致疾病的发生。
3 结束语
展望未来，如果我们对人体生物钟的角色有了更深的了解，有可能让医学发生一场大革命。如果把如何让生物钟发挥最佳功能的相关知识（比如在24小时的节律中，什么时候开始或结束合成葡萄糖效果最好）纳入医学领域，我们未来或许就能拓展出一个新的医学领域。如果能将昼夜节律和醒睡周期的相关信息，与对疾病的诊断和治疗更有效地整合在一起，那么医生将能更好地改善健康、预防疾病，将患者所需的疗法疗效最大化。
参考文献：
[1]王明勇，黄国栋，王晗.斑马鱼生物钟研究进展[J].遗传，2012，34（09）：1133-1143.
[2]王晗.生物钟生物学及其研究进展[J].生命科学，2015，27（11）：1313-1319.
[3]谢启光，徐小冬.植物生物钟与关键农艺性状调控[J].生命科学，2015，27（11）：1336-1344.
论文作者:李逸麟
论文发表刊物:《健康世界》2018年18期
论文发表时间:2018/11/16
标签：生物钟论文; 节律论文; 基因论文; 小鼠论文; 肝脏论文; 生物论文; 机体论文; 《健康世界》2018年18期论文;