(四)近似昼夜的节律
近似昼夜节律存在于从单细胞到人的一切生命形式中。在研究人的生命活动时,不论是从整体观察生理和病理活动(包括精神、记忆、病情演变和生与死),还是分析人体内分子水平的激素、酶、各种受体,到各种组织、器官、系统的结构,都有明显的近似昼夜节律。正常人的节律变化与环境明暗交替是同步的,如果长期生活在光亮或黑暗的环境中,节律的周期将发生略长于或略短于 24 小时的变化,因此把这类节律称近似昼夜节律。这是对人体影响明显的节律,所以着重介绍一下。
有人观察了 100 例新生儿,发现在出生 6 周内,他们的心率和体温均无
任何节律的迹象。出生 6 个月后,肾功能才有明显的节律。研究证明,出现各种节律的时间不一,而且每种节律是各自单独发展起来的,随着孩子的生长发育而逐渐接近成人。还有人发现,早产儿比足月儿的节律开始得迟,发展得慢。这说明,在人的节律发展过程中,人的成熟程度要比环境更重要。这一点为节律起源于遗传的说法提供了一些依据。
把一个 40 岁的科学工作者和一个 28 岁的学生,同时置于黑暗的地洞里
生活,在保持恒温的条件下,用灯光来控制明亮和黑暗的时间,以 10 个半小时为“白天”和 10 个半小时为“黑夜”(21 个小时为一周日),两人的节律适应情况良好。当改为以 28 小时为一周日时,两人的节律出现不同的适
应力:年轻人很快适应了新的作息时间表,而中年人的功能则仍维持 24 小时一周日的状态。
那么,哪些因素可以影响近似昼夜节律呢?根据实验,可以有以下两大方面。
- 外界环境
把两个受试者与外界断绝一切联系,隔离 15 天。室内没有钟表、收音机, 没有提供室外是白天还是黑夜的任何信号。结果这两位原来习惯于每天半夜一时睡觉的受试者,隔离开始后每天要晚 1~2 小时就寝,晚 1~2 小时醒来。到隔离第 8 天半时,他们上床时已比原来推迟了 15 个小时,即下午 4 时左右就寝。尽管受试者仍然保持近似昼夜节律,但明显出现了紊乱。可见,人的
生理节律有一定的自身稳定性,但又与外界环境密切相关。
在病理情况下,许多节律又不同于正常,可能不是近似昼夜的,可以是几小时、几周,甚至若干年。
- 体内环境
一些科学家认为,人的个性可能是激素平衡统一节律的结果,这种平衡发生紊乱,常会导致疾患。如妇女经期前忧郁、经绝期的个性改变,可能属于这类紊乱。一些病理情况,如狂郁精神病人出现以 12 小时为周期的狂喜和
抑郁交替发生,精神分裂症比较严重的表现也是以每 12 小时周期性发作为特点。
血浆中环腺苷酸浓度有昼夜的变化,中午最高,后半夜最低。另外,具有调节生物节律作用的下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统功能也有明显的近似昼夜节律,如糖皮质激素的分泌浓度在清晨 4 时开始上升,6~8 时最高,白天开始逐渐下降,22 时到深夜 1 时的浓度最低。不过,这个节律可以随人的睡眠-觉醒节律改变而出现相位差,如长期上夜班的人,体内糖皮质激素的分泌节律可逆转。还有,皮质激素对垂体分泌的 ACTH(促肾上腺皮质激素)的负反馈作用呈昼弱夜强,所以早晨用地塞米松,对内源性皮质激素分泌的抑制较轻且作用时间短,夜间作用则反之。因此,这类药应早晨一次投予,地塞米松可隔日 1 次,强的松则一日 1 次。现在常规 3~4 次/日给药法易造成内源性激素分泌紊乱,骤然停药还会带来许多副反应。
此外,肝脏酶的活性、血中电解质浓度和免疫系统功能等,均受皮质激素分泌的调节。弄清这些机理和规律是解开人体生物节律之迷的重要环节。除了近似昼夜节律外,还有超日节律和亚日节律。人的出生有节律,月
圆出生率最高,新月前后最低。妇女不仅有月经周期变化,而且发现她们的体温、激素、性器官状态、免疫功能和心理状态等都有以一月为周期的节律。其他,如体重变化、儿童生长率、疾病的流行规律、慢性病的加重或缓解、死亡率等,均有明显的以一年为周期的节律。有些规律则是医学气象学研究的内容。