甚麼是「生物鐘」？

生物鐘學（Chronobiology 希臘語：Chronos = 時間；Biology = 生物學）是一門科學，它的任務是研究生物體內與時間有關的周期性現象，或曰這些現象的時間機制。生物節律是憑經驗總結得出的，但有其生理學和分子生物學基礎。生物鐘學與所謂的生理節律無關。

目錄
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1 概述
2 生物節律的例子
3 生物節律的種類
4 生物鐘學歷史
5 生物鐘的位置
6 單細胞生物
7 植物
8 動物
8.1 哺乳類動物
8.1.1 人類
9 實驗
10 生物鐘學雜誌
11 連接
12 參考文獻



[編輯] 概述
生物鐘學的研究目的，是生物體內生理和行為的時間機制。在這種機制中，生物體內部的時鐘系統所產生的節律是主要的。

三大中心問題：

生物節律有哪些類型？它們是怎樣影響生物的生理過程的？
節律是內在的嗎？如果是，哪裡是產生節律的發生器，哪裡是起搏點，它們怎麼運作？
哪些是外源性的，周期性的因素，即是所謂的時間伺服器，它們又是怎樣作用於生物時鐘的？
生物時間機制對所有的生物都很重要，而且在目前所有被研究的生物里科學家都找到了其時間節律現象。生物體內有很多過程雖然彼此相關，但在時間上都是有所區別的。還有一些過程不但受到內在因素制約，還會受到外界因素影響。時間上的區別之一就是各種行為各具其規律性——在一個大範圍內觀察這種規律性，就可以稱之為生物節律。周期的長度由毫秒到年不等。細胞分裂，呼吸，心跳和行為只是其中的一些例子。

生物鐘學對人的意義在近年來越來越重要，因為我們的生活越來越頻繁地逆這種生物鐘而行。在醫學方面已經確定，服藥時間對藥效影響甚大。在化療中，若因就節律給病人服用細胞抑製劑的話，調製藥物的濃度就可以比其他給藥時間所採用的濃度降低很多。


[編輯] 生物節律的例子
在下面的表格中列舉了一些人體生理功能的每日周期性變化。 體溫在晚睡醒來之前就已經開始升高。就是說人體已經為快要到來的活動做準備。 就是在黃昏或夜行性的動物，甚至是植物，都存在這種「做準備的」的現象。 植物在日出之前就會激活光合作用相關器官，為光合作用做準備，以最長時間的利用光能。 很多植物在日間某些時候會展開或合上其花朵。還有一些植物，在一段日子里花朵相繼開放，只在特定的鐘點合成香料和花蜜。蟲媒如蜜蜂就在會恰在此時到訪。

鐘點 (小時) 高潮
2:00 惰性
3:00 出生率
4:00 死亡率
6:00 尿液體積
9:00 睪酮生成
11:00 尿液的酸性
12:00 血蛋白
13:00 健康，體溫
14:00 心跳，麻木狀態
16:00 體重
18:00 血壓
19:00 牙疼
22:00 白細胞
24:00 外科手術死亡率


[編輯] 生物節律的種類
根據周期長度，將生物節律分為四種：

超晝夜的（亞日的）節律（Infradian Rhythmus），該詞源於拉丁語：「infra」為「底下」，「dies」為「日」，亦即周期比一天長的節律。 例如鳥類的遷徙；季節性的（大概 365.25天長）冬眠；還有與退漲潮相關的半月周期，如在滿月、新月出現大潮，而半月時出現小潮（大概 14.25 天），銀漢魚只在漲潮時在岸上產卵；或者太陰日節律的，以28.5為周期（磯沙蠶屬）。
近潮汐節律（Circatidal Rhythmus），跟隨12.5小時的潮汐節律。一些海岸線的動物有這種節律，例如水生的蟹類動物漲潮時才會活動，而生長在岸上的蟹則會在退潮時覓食。
次晝夜（超日）的節律（Ultradian Rhythmus）源於拉丁語的「ultra」（超）和「dies」（天、日），其頻率超過日頻率，就是說一天出現兩次以上（嚴格來說是整數次，這是與近潮汐節律的區別）。這些短於24小時的節律的例子有蝙蝠的捕食周期、成人90分鐘睡眠循環、垂體的間歇性荷爾蒙分泌等。
近晝夜節律（Circadiane Rhythmus）來自拉丁語「circa」（大約）和「dies」，為接近24小時長的節律，如人類睡眠和蘇醒、植物的葉運動等。
研究得最徹底的是近晝夜節律，當然有歷史的原因——近晝夜節律比周年節律更明顯，但更重要的是近晝夜節律對人類來說更有現實意義。以下講解若無特別說明，都是指近晝夜節律。


[編輯] 生物鐘學歷史
在18世紀天文學家Jean Jacques d』Ortous de Mairanvon就描述了含羞草的日間葉運動。通過實驗他得知，即使在黑暗中葉子也會呈現這種節律。類似的報導也見於Georg Christoph Lichtenberg，Christoph Wilhelm Hufeland，林奈和達爾文。但直到20世紀人們才開始對該現象作科學研究。在該領域的先驅有:Wilhelm Pfeffer，Erwin Bünning，卡爾·馮·費舍爾，Jürgen Aschoff和Colin Pittendrigh。

對生物節律的一個重要的發現是，很多自然節律在持續的同等強度的實驗室條件下也能產生，就是說節律也可以「人造」。內部時鐘的同步是通過時間變化的媒介完成的，如光和溫度。


[編輯] 生物鐘的位置
首先說明：生物體內並沒有日常意義的「時鐘」，它不會告訴生物體鐘點日期。生物鐘在哪裡？是怎樣的？這些問題都是因物種而異的。因為很多節律與光有關，所以人們可以優先在與光感受器相聯繫的器官中尋找生物鐘的位置。


[編輯] 單細胞生物
從20世紀40年代就已經知道，單細胞生物也有自己的生物鐘。所以從中可得知，生物鐘的運行並不一定需要一個網路作為硬體。 藻類如眼蟲屬或衣滴蟲有趨光性晝夜節律。 草履蟲有晝夜生理過程。 海生的腰鞭毛蟲， 如多邊膝溝藻，也有自己的晝夜節律。它在日出前一個小時就會浮到水面，形成厚厚的一片，進行光合作用。在有利條件下它們會形成紅潮。在日落之前它們則會重新潛到海中。晚間它們藉助熒光素酶發出生物光，人們推測這是可以驅趕天敵撓足亞綱的。 這些節律也可以在實驗室里通過施加持續的影響而發生。

同時原核生物 (細菌，和藍藻)也有晝夜節律。


[編輯] 植物
直至今天在植物中仍沒找到生物鐘的中央控制部分或是起搏點。現在只能推測，光合作用以及與之聯繫的運動時由遍佈植物體的多個時鐘共同控制的。

例如光合作用器官的新陳代謝，在實驗中可以觀察到是由於光照對基因表達產生影響引起的。 每天在葉綠體的類囊體膜上的光收集器（Lhc）都會進行光合作用。光會影響細胞核基因的轉錄和翻譯。西紅柿到目前為止已發現19個Lhc-基因。

生物鐘即生物鐘學（Chronobiology 希臘語：Chronos = 時間；Biology = 生物學）是一門科學，它的任務是研究生物體內與時間有關的周期性現象，或曰這些現象的時間機制。生物節律是憑經驗總結得出的，但有其生理學和分子生物學基礎。生物鐘學與所謂的生理節律無關。

生物鐘學的研究目的，是生物體內生理和行為的時間機制。在這種機制中，生物體內部的時鐘系統所產生的節律是主要的。

下午一點開始午睡效果最好

白天工作不瞌睡；夜間睡覺不起夜；上床很快能入睡，說明生物鐘準時正常，是健康的表現。
　　
　　每個人都有自己的“生物鐘”，如果人長時間改變自己的生活節律，就會改變體內激素分泌量，導致神經紊亂，體內生物鐘必然受到影響，因此，要盡可能提倡順應人體內部規律的生物鐘養生法。
　　
　　最佳起床時間：早晨５□、６點鐘是人體生物鐘的“高潮”，體溫升高，此時起床會精神抖擻。
　　
　　最佳飲水時間：起床後飲水既可補充一夜消耗的水分，又可稀釋血液，有洗滌腸胃、防止血栓形成的作用，餐前１小時喝一杯水，有助于消化液的分泌，促進食欲；睡前飲水，可沖淡血液，使循環通暢。
　　
　　最佳工作時間：上午１０時至下午３時工作效率最高。一般而言，上午適于腦力勞動，下午適于體力勞動。
　　
　　最佳午休時間：人腦的活動能力在下午１時左右為低落，故此時午睡最佳。
　　
　　最佳鍛煉時間：一般下午４時以後，是進行體育鍛煉的最佳時間，這時人體耐力上升，肌肉溫度高，血液黏滯性最小，關節最靈活。
　　
　　最佳減肥時間：飯後１小時左右，緩速步行２０分鐘，有利于消耗熱量，以利減肥。
　　
　　最佳刷牙時間：應在飯後３分鐘內進行，因此時口腔內細菌分解食物殘渣所產生的酸性物質，會腐蝕和溶解人的牙釉質，此時刷牙效果最好。
　　
　　最佳吃水果時間：飯前１小時吃水果有益無害，飯後２小時吃水果其營養成分最易被吸收。
　　
　　最佳喝牛奶時間：牛奶中含有一種成分，具有催眠、鎮靜作用，因此睡前喝一杯牛奶，既可補充營養，又有助于睡眠。

科學家已經發現，人體中的一個基因似乎扮演著控制人體生物鐘的角色之一，這就是為什麼有些人必須早睡覺的原因。

一些英國科學家更進一步提到，早上睡懶覺，可能並不是因為懶惰，而是遺傳的。

美國猶他大學的研究人員對患"家族性睡眠期提前綜合症"的人進行了研究。

通常情況下，老年人在晚上易打瞌睡，但是早上很早就起床。

但是，有些年輕人也有相同的問題。他們很難更改自己的睡眠模式來適應倒班工作，所以經常依賴咖啡或抽煙保持清醒。

基因變異

這些人在晚上熬不過7點就要上床，一般都在早上2點半左右就醒了。

猶他大學的研究人員研究了這些人的基因構成，特別是那些影響大腦生物鐘的基因。

他們發現，患家族性睡眠期提前綜合症的人體中一個基因hPer2存在變異現象。

北愛爾蘭的一位睡眠分析和諮詢專家說，這些人中大多數都需要依賴於咖啡因或尼古丁保持清醒。這對患者情緒有很大影響，其中有些人甚至被誤診為精神有毛病。

他還認為，早上極度疲勞也與基因構成有關。

生物鐘調節

生物鐘是根據清晨時的亮光和夜晚的亮光不同來調節的，前者使生物鐘加快，後者使其放慢，由此達到一種平衡。

一旦這一平衡被打破，生物種就會與光亮變得不同步。

睡眠醫生們治療家族性睡眠期提前綜合症的方法是，強迫患者晚睡，並在清晨2：30時，讓患者置身於明亮的光線下，來幫助他們重新設置體內的生物鐘。

但也有科學家認為，擁有這種基因變異的人在人類群體中可能是自然分佈的，這種現象也許對社會有益無害。