“春眠不觉晓”的季节早已过去，但早晨还是睡不醒。特别是前几天夜里，由于写稿而睡得较迟的时候，人打寒战，眼睛就不容易睁开。闹钟的铃声响了，我不得不慢吞吞起床，但头脑还在睡眠之中。生物有体内时钟，以大致一天为周期而划分节律的则称为时辰节律（或称循环节律），但在文明社会中，人们要适应各种外界刺激而生活着，在这种环境中令人忧虑的是生物严重失去固有的机能，体内时钟也会走时不准吗？为此，本文试题体内时钟予以探讨。

生物体内的各种节律

我们使用一天为24小时的时钟而生活着。这是因为将地球自转而产生的昼夜循环来作为一种时间的划分，会给生活带来方便。早晨起床活动，到了晚上就睡觉——习以为常。但像老鼠那样，夜里活动而白天睡觉，这也许是它固有的习性——无论如何，这种情况表明，生物会根据亮与暗的环境变化而各自确定一天的生活节律。但是，在实验室里使温度、湿度、明亮度等的环境因素保持不变，生物的行动仍然以24小时为一周期，这一点没有变化，现在已经搞清，决定一天的生活节律的因素不是环境，而在于生物自身有生理上的节律。

生物在一天之中的某一定的时刻进行一定的行动，这一点从小孩时期起，就是普通的常识。我的住房周围，至今树木异常旺盛，夏天的早晨，从一清早开始蝉声令人烦恼，院子里一到傍晚，豹脚蚊子大批飞袭而来。所以不管是星期天与祭祀日，蝉鸣声听起来使人受不了。通过最近的研究已经逐步搞清，不仅这些行动，而且体内各种机能都具备节律。体温、各种激素的作用、体内各种物质的合成与分解都有节律。例如研究老鼠的酵素活性——在向血液输送糖分中起重要作用，则肝脏中的酵素活性在早晨处于低潮，而傍晚六点变为最高峰。另一方面，肾脏中的酵素活性与此相反，在早晨六点为最高峰，而到了傍晚就变弱了。这就是说，两个器官相辅相成，使血糖值保持固定。

这样，各种组织中的酵素活性及激素的分泌等等都有时辰节律，而且它们各具特有的位相，同时每个组织会理所当然地产生谐和后的一定行动。它们是如何谐和的呢？这里提出并开始研究下列问题——体内起着各种时钟作用的部位在何处？那里是否会变成司令部？

体内时钟有吗？

肚皮时钟，这种概念当然是正确的。上班时肚皮有点饿起来了，一看时钟经常接近12点。但是，时辰节律的时钟不在肚皮里，而似乎仍然在神经系统。过去研究了昆虫（蜚蠊、蟋蟀）、鸟类（文鸟、麻雀）的时辰节律时钟，而最近正在研究哺乳类（大老鼠）的时辰节律时钟。

在时辰节律的测定实验中，一般所利用的环境条件是光线亮与暗的循环。例如蜚蠊很明显是夜行性动物，天色一暗就咯嗦咯嗦到处爬行。为此，测定蜚蠊步行活动的节律，就可掌握它的特有节律。宇尾学者通过他的精心研究结果，已经搞清楚蜚蠊脑内被称为视叶的部分起着时钟的机能。这一点可以通过下列实验得到巧妙的证实——蜚蠊切除视叶后，就会完全失去步行活动的时辰节律。视叶是复眼接受外部光线刺激的部位，这一点联想起下列事实就饶有兴味——作为环境条件，亮与暗在节律的形成中具有最为突出的影响力。蟋蟀切除视叶后，它的鸣叫也会失去节律，所以也可以证实蟋蟀的同一部位同样扮演时钟的角色。

然而，哺乳类的时钟究竟在何处？这一点至今尚未搞清楚，但是目前正在证实它似乎存在于被称为视交叉上核的细胞群体。笔者所属研究所的井上、井深、川村等学者从事大老鼠的时钟研究工作很有兴味，为此将其重点介绍一番。

脑的构造颇为复杂，它的许多名称与机能不易搞清，但是作为自律神经中枢的视丘下部是一个非常重要的部位，所以我想大家曾经听到过这个名称。视交叉上核即位于视丘下部底端的视神经交叉的部位。这部分的机能虽然尚未搞清，但正在证实一部分视神经纤维到这里汇集。据说，它具有下列各种机能——输送氨基酸到网膜的周围，对视神经的刺激，它的神经活动会作出应答等等。耐人寻味的是状如昆虫的视叶，在这里时钟对光的刺激也有密切的关系。

破坏视交叉上核也会消除节律。据报道，破坏视交叉上核，则大老鼠的嬉轮、饮水、饮食等行动及副肾皮质激素与生长激素的分泌、心跳等机能都会消除节律。井深等学者所做的研究工作乃是不用行动的方法，而是用记录大老鼠脑波，追踪睡眠与醒着的方法对这种节律的消除得出正确的数据。每隔12小时重复明亮期与黑暗期，则大老鼠在明亮期睡眠很少，显示了明显的昼夜节律，然而破坏视交叉上核，则这种节律就消除了。

由此可证，视交叉上核似乎是体内时钟。下面是井上等学者做的实验，通过这个实验有力证实了视交叉上核确实会传输节律。他们成功地进行了难度较高的手术将含有视交叉上核的视丘下部与脑的其他部分切除分离，以切断神经联系。从切离后的内部与外部同时记录神经元的活动，其结果表明，外部的任何部位均无节律，但内部却节律明显，而且也可得知，这个部分只要残存视觉输入，那么节律会调谐为亮与暗的节律。由此可以证实，这个部分会形成节律或对外界各种刺激扮演重要的角色。

纵观上述，提出下列问题，视交叉上核的每个细胞单元是否是时钟？时钟的实际性能如何？肚皮时钟引起的体内时钟话题也越来越接近于解释为它是以细胞和分子为单位的。

〔日本《科学与实验》，1981年6月号〕P. 18~19