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生物钟如何参与疾病治疗


《健康报》2006.09.29 2版综合新闻编辑：时骏
作者:张荔子
	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。9月下旬，国家自然科学基金委员会和四川大学在成都召开“生物医学科学前沿国际会议：时间生物学”。20多位国外著名的时间生物学家与中国学者共同切磋了时间生物学的分子生物学基础与临床应用。　　据会议主持人之一、美籍华人科学家丁健明教授介绍，现代时间生物学这门交叉学科是上世纪50年代FranzHalberg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，而人一旦生病，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。　　据与会专家介绍，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。本次大会主持人之一、四川大学基础医学与法医学院王正荣教授报告，他们的研究组最近发现，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，这一发现对肿瘤的临床治疗具有重要的指导意义。