生物钟生理功能及影响因素的研究进展
2021-08-31张春华张崇志李胜利王泽平刘要仙乌龙都特孟根曹孙海洲
张春华,张崇志,金 鹿,桑 丹,李胜利,王泽平,刘要仙,乌龙都特,孟根曹,孙海洲
(1.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010031;2.伊金霍洛旗农牧技术推广中心,内蒙古 伊金霍洛旗017200;3.伊金霍洛旗农牧业综合行政执法大队,内蒙古 伊金霍洛旗 017200;4.乌审旗家畜改良工作站,内蒙古 乌审旗 017300)
最初, 人们猜想生物钟可能是动物机体对白天和黑夜变化的反应,即白天行动,晚上休息。 后来,试验证明,生命体在没有任何环境变化的条件下仍然表现出以24 h 为周期的节律行为。 生物钟系统使生命体自身的节律与外界环境的节律同步化,不仅能够优化生物体的日常行为节律,还参与了生命体大多数的生理过程。自18 世纪科学家们报道生命体存在近似24 h 的昼夜节律以来,在果蝇[1]、斑马鱼[2]、小鼠[3]、肉鸡[4]、山羊[5-6]、绵羊[7]、马[8]、奶 牛[9]和 人[10]等 方 面 开 展 一 系 列 的 研 究 工作, 以揭示生物节律在生命体生理过程中的内在机制。 进入21 世纪以来,生物节律的研究已达到一个新的高度,标志性成果是2017 年美国科学家因发现昼夜节律生物钟的分子机制而获得诺贝尔生理学或医学奖。
1 生物钟的构成及作用机制
1.1 昼夜节律的构成
生物体的生理反应都遵循着以24 h 为周期的节律行为,这个周期长度一般对温度不敏感,受到环境自然光的明暗信号的约束, 形成了一种以近似24 h 为周期的振荡器(oscillator),学者们将这种“昼夜节律”称为生物钟(circadian clock)。 生物钟是机体为了适应环境, 在进化过程中自然选择的作用下获得, 而且在根据环境变化调节生理功能和行为中起着重要的作用[11]。……
