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让生物钟参与疾病的治疗和防治

生物学这门交叉学科是上世纪50年代Franz Halberg教授创立的,主要研究生物节律的产生机制和应用。1972年美国科学家在下丘脑发现了一个新的神经核团——视交叉上核(SCN),并确定这是人类及哺乳动物生物钟所在地。这一发现极大地推进了时间生物学的研究。同年,美国科学家还发现了一个新的神经通路,从视网膜直接投射到视交叉上核,称为视网膜—下丘脑束(RHT)。有意思的是RHT不同于其他光感细胞,是一条特殊的神经通道,起源于视网膜的神经节细胞,将光刺激信号直接传给SCN。因此,即使是先天性视网膜退化毫无光感的盲人,其生物节律也受光照调节。

生物钟是如何参与疾病治疗?在长期的生物进化过程中,为适应地球每24小时自转一周,生物机体内发育分化出一个特殊的器官——生物钟,来协调各种不同组织和器官24小时的昼夜节律。生物钟不但影响人的身心健康,还在疾病治疗中发挥重要的作用。

    生物钟不但存在于大脑中,而且存在于不同组织器官内,并因器官功能的不同,呈现各自的生物节律,但这些节律都受生物钟“最高司令部”SCN发出的脉冲调节控制。

    近年来,生物钟与疾病的预防、诊断和治疗的关系引起了生物医学界极大的研究热情。在健康生理状态下,人体的每一生理功能都表现出高度精密和稳定的昼夜节律。体温、心率和血压下午最高,听觉和痛觉傍晚最敏感,某些激素如可的松和睾酮早晨起床最高,胃泌素、胰岛素和肾素水平下午和傍晚最高,褪黑素、催乳素在睡眠时达到高峰。生长素高峰在熟睡时,因此充足的睡眠是儿童生长的重要保障。

    生物钟“失灵”了,人就会生病;人一旦生病,生物钟也会“失灵”。生物钟“失灵”后,生物节律波动幅度增高或降低,发生不同时相、不同参数比例的变化。例如健康人体血液中的淋巴细胞计数上午最低,夜间达到高峰,而艾滋病病毒感染者的这种节律消失。血清LgE是一种炎症标志,24小时处于恒定水平,但哮喘等过敏反应患者的LgE节律在下午达到高峰,夜间处于低谷,致使多数患者在黄昏后发病。心血管疾病发作也表现出明显的昼夜节律,据统计,午夜零时至清晨6时,心血管意外风险性增加40%,脑卒中风险性增加49%。一些心源性猝死多发生于深夜,可能与后半夜动眼睡眠时程增加,血压和心率不稳有关。血压昼夜节律波动幅度加大,会增加脑缺氧性卒中的危险性。

    据专家介绍,与生物钟相关的基因很多,已有10余个生物钟基因被发现,使科学家对生物钟的分子生物学基础有了新认识。目前,时间生物学研究已经成为生命科学中最有发展势头的学科之一。国际上利用生物节律治疗疾病和开发新药的研究十分活跃,获得很多重要进展。例如,洋地黄是治疗充血性心衰的常用药,但其毒性与血钾水平密切相关,如果开发研制短半衰期的洋地黄类药物,使体内洋地黄浓度与血钾水平一致就可以取得更好的疗效,并最大限度降低毒性。生物节律还可以用于指导肿瘤治疗,直肠癌细胞的有丝分裂活动高峰期在夜间,此时正常的胃肠细胞大多处于静止期,如果夜间使用化疗药物,可以加强疗效,同时降低副作用。

     最近研究发现,生物钟基因per2基因的超表达可以促进肿瘤细胞的凋亡,促使实验动物体内的肿瘤缩小,其超表达还可以对细胞的放射性损伤起到修复作用。

来源:抗衰老网

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