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生长节律影响寿命和体形

时间:2010-01-25 17:19:21  

来源:福州新闻网

   即使没有设定闹钟,每天早上却能准时醒来,有关“生物钟”现象很多人都不陌生。但据美国“每日科学”网站4月6日报道,一种被称为“生长节律”的生物钟现象,竟然与人以及其他哺乳动物的寿命长短和体形大小有关,这一点就不是很多人了解的了。

  智力波动周期是33天

  每个人从诞生到死亡,身体内的各项机能如体力、智力、情绪、血压、代谢、发病等,都有一定周期性变化。不只是人,科学家早就注意到了其他生物体,也有在生长过程中呈周期性变化的“节律”现象,称之为生长节律。这是生物在进化的漫长历程中,在体内形成的一种近似时钟的机能,它可以随着时间的变化,自动调节本身生理活动,使其在一定的时期开始、进行和结束。

  上世纪初,德国柏林内科医生威尔赫姆·弗里斯和奥地利维也纳心理学家赫尔曼·斯瓦波达,通过长期临床观察发现了病人的病症、情感以及行为的波动奥秘:通常情况下,体力从旺盛到疲惫的周期是23天,情绪波动周期则为28天。后来,奥地利的阿尔弗雷特·泰其尔教授,在研究了数百名高中和大学学生的考试成绩后,发现人的智力波动周期为33天。于是,科学家们根据体力、情绪和智力盛衰的周期性变化,绘制出了3条波浪形的人体生物节律曲线图。到了20世纪中叶,生物学家又根据生物体内存在的与时间有关的周期性现象,创造了时间生物学(Chronobiology),俗称“生物钟”。

  近十几年的研究发现,生物体内确实存在日常意义上的昼夜“时钟”,可以“说出”每日的钟点。它们昼夜周期变化的误差可以精确到分钟。例如,在南美洲的危地马拉有一种第纳鸟,它每过30分钟就会“叽叽喳喳”地叫上一阵子,而且误差只有15秒,因此当地居民就用它们的叫声来推算时间,称为“鸟钟”。在非洲密林里有一种报时虫,它每过一小时就变换一种颜色,在那里生活的家家户户就把这种小虫捉回家,看它变色以推算时间,称为“虫钟”。

  而近日美国科学家,把老鼠、大猩猩以及人类等哺乳动物的牙齿和骨骼生长变化周期进行比对分析,发现这种被称为生长节律的生物钟,在影响着人和动物的体形及寿命。

  体形越大生长节律周期越长

  据美国“每日科学”网站4月6日报道,美国纽约大学牙科学院的生化和仿生材料专家蒂莫西·布罗米奇,在4月初召开的第37届全美牙科研究年会上公布了自己的研究成果。他表示,骨骼和牙齿的生长都受到统一的生物钟或者说生长节律控制,同时这种生长节律也控制着身体其他的生理机能,比如新陈代谢、心率和呼吸节奏等。布罗米奇以测量老鼠牙齿生长为实验,发现老鼠的牙齿生长速度是人的8倍,但它们的平均寿命为3年,约为人的1/20。

  布罗米奇是在观察哺乳动物牙齿釉质增长线的时候,发现这一新生长节律的,而这种牙齿釉质的增长线酷似树干中的年轮。他说,从牙齿釉质增长线的变化周期来看,老鼠牙齿釉质增长线的生长节律间隔是1天,大猩猩是6天,人类是8天。这在某种程度上显示,体形越小的哺乳动物生长节律周期越短,体形越大生长节律周期越长。同时,布罗米奇还观察了骨骼组织生长的节律模式,这也是第一次针对骨骼生长进行的节律观察。结果也显示,老鼠颅骨的生长速度大约是人类的8倍。此外,布罗米还发现,人类是目前所知的生长节律差异性最大的物种,从5天到10天不等。与此对应的是,人类也是高矮胖瘦方面体形差异最大的哺乳动物,而其他哺乳动物的体形则更接近“标准化”。

  生物钟为什么会紊乱

  去年11月出版的美国《细胞-代谢》杂志,刊登了一项新的研究成果,研究表明脂肪摄入过量会引起机体内在生长节律的变化,从而影响其对各种生理过程的调控。美国西北大学的内分泌学专家乔瑟夫·贝司和同事饲养了一些雄性小鼠,并控制它们摄入的卡路里中45%来源于脂肪,然后研究人员每天记录下这些小鼠滚轮跑的时间,从而观察其体力变化周期。结果发现,高脂肪摄入的小鼠生理周期为23.8小时,而对照组小鼠(16%卡路里来自脂肪)的周期为23.6小时。

  贝司表示,生物钟与新陈代谢相关联不足为奇,因为这两大系统共享分子信号的传递路径。不过,脂肪代谢对生物钟的具体影响机制还不清楚,只有“发现更多那些与新陈代谢和生物钟关联的分子"开关",我们才能揭示其中的奥秘”。

  去年另一项研究则揭示了生物钟与免疫系统的关系。瑞士苏黎世大学医院的研究人员发现,当人患上某些传染病或免疫性疾病时,免疫系统中一种名为TNF-α的细胞因子会干扰几种生物钟,抑制几种生物钟基因的表达,诱发身体呈现疲劳感,让人嗜睡。这项研究发表在去年7月出版的美国《国家科学院学报》上。

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