自从法国天文学家戴 ·梅朗观察植物从而发现生物节律现象起,到1979年已经过去250年了。此后,研究者们又获得了大量资料,证实自然界的生物节律是一种普遍现象。然而,直到最近才真正弄清:不管是植物还是动物,其功能的周期性变化并非是某一局部的现象,而是一切有机体生命活动的基本规律性的反映。
生物节律是指各级(分子的、细胞的、组织的、器官的、最终包括种群和生物圈的)生命过程中所发生的量变以及由此引起的质变。譬如说,有些组织的细胞分裂过程,在一昼夜之内,其速度的快慢差别可达十倍之多。肾上腺的激素分泌量在一昼夜的不同时间里,正是这样时而增大,时而又急剧下降。
每一种生物节律都具有一定的、独特的时间间隔,经过一定时间以后,机能就会回复到原先的状态。与这一特征相应,生物节律的表现形式十分多样。有些节律的周期是一分钟或几分钟,有些节律的周期则需要延续数小时。还有季节的、年度的、十一年的等等节律周期。大脑的生物流振动和心肌的搏动属于短周期节律,而太阳活动的振动则属于长周期节律,每十一年才发生一次。众所周知,太阳活动的落差几乎对生物圈的所有过程,包括对人的器官和系统的活动,都会产生一定的影响。
今天,生物的节律性已被确认为一切活性物质的主要属性之一。它是调节有机体适_应内外环境变化的机能的极为重要的机制。对其重要性的认识,导致了一门新学科——生物寿命学(源于希腊语“时间”一词)的诞生。它的使命极为复杂,且又引人入胜。生物寿命学研究生物界各种节律过程和振动形式的规律性、意义和相互影响,它们对有机体生命活动过程与行为的影响,以及它们与外界环境作用的相互联系。
生物寿命学家认为,在每一个有机体内,其为数众多的各种生物节律互为协调,绝不允许发生紊乱。正因为节律的时间组织得像解剖学一样的严密,才促进了我们这个星球上的生命的演化。那些不能将自己的愈益复杂化的功能在时间上加以协调的机体,是不可能存在并且注定是会消亡的。
我们试举两例来加以说明。对肝脏中碳水化合物交换的研究表明:肝糖在肝细胞中的积聚时间是在上午,在此以前先是肝糖酶活动性的增强,没有这一过程就不可能形成肝糖。在上半夜,血液中的葡萄糖成分加大/在高潮前数小时内,磷酸化酶的活动性再次开始增强,这样保障了肝脏中积聚的从肝糖到单糖再到“半成品”葡萄糖的衰变。
第二个例子是下丘脑的内分泌系统。众所周知,大脑垂体、肾上腺皮层在有机体内具有极为重要的调节作用,它们保障了促肾上腺和肾上腺皮质固醇类激素分泌率的强度,但是,这种激素是怎样产生和分泌出来的呢?是同时还是按严格的序列呢?原来,这一内分泌系统的各个环节的活动与大量激素的分泌,在时间上是相互一致的,一旦破坏这种规则,就会出现不正常状况。
虽然生命活动过程的节律性早已被发现,但是,在这门科学中,未知的问题还远远超过已知的答案。我们仍不清楚:生物节律系统的时间组织具有怎样的结构?有机体内部是否存在一种“生物钟”?有机体的节律性是否取决于外部的时间传送器?已完成演化过程的生物节律又是如何与早已渗入我们日常生活的社会节律互为一致?等等。
对于这些以及其它一些问题的解答,不仅对组织(或改组)健康人的劳动和休息的节律,而且对提高预防和治疗设施的效率,都至关重要。因为,愈来愈多的现代化职业迫使一个人去扰乱由于演化而被废弃了的生物节律,这样就产生了很多后果。目前最为流行的表现这种后果的术语叫做“去同步”,它反映了生物节律的紊乱。专家们普遍认为,当今正在威胁着人类的许多疾病,正是在去同步的基础上发展起来的。对这一事实的认识,导致了时间疗法和时间药理学的形成。这门医学的任务,就是探索使治疗措施与生物节律互为吻合的途径和研究药剂对有机体生物节律功能的影响。
已经证实,被试验动物的机体对各种物质的反库,包括对毒素的抗药性,取决于这些物质的使用时间。对任何一种毒素作用的灵敏度,有时与机体活动节律有关,有时与臂上腺皮层激素的分泌节律相联系。但是,这样的联系很少能反映出来。可以设想,最少的抗药时间取决于作为研究对象的机体系统的节律。秋明市的Губин教授用试验已经证实了这种设想。他用动物做酒精毒量试验表明:动物肝脏内酒精积聚的节律决定了酒精、肝糖和糖分在肝脏中的含量。
目前已有一些研究人员建议,必须使药品与机体的灵敏度的节律相互适应,从而使药品的最低毒素作用和最大生理影响的时间,达到一种理想状态。依据这一公式,学者们在实验室里已将病鼠的生命差不多延长了一倍时间。
当然离开问题的最优解决还差得很远。目前首先需要深入研究的是,药物在某一生物节律相中的作用,以及使用药物以后机体的生物节律结构的改变。已经弄清:在一昼夜内激素分泌量增长时,也正是当机体对激素的灵敏度提高的时候。否则,激素不能显示其影响。毫无疑问,在不久的将来、类似的规律性将被用来进行包括激素在内的药物治疗而得到补偿。不少专家已提议,通过模仿健康人内分泌腺的作用有规则节律,进行激素治疗。
使生物寿命学者们感兴趣的外部时间传送器问题,目前还只是理论上的探讨(首先是在时间药理学中),还未具有很大的实践意义。最近已经获得关于机体对药物和毒素作用的灵敏度与照明度相互一致的资料,实验表明,对老鼠进行经常的照明,导致戊巴比妥安眠效果的时间差的消失。但是,当动物生活在已习惯的作息制度中时,白天的药物作用会较明显地增强。
[Зòopoσье1981年第7期]