昼夜节律

晝夜節律()又称日夜節律近日节律概日節律日變節律生理時鐘(physiological clock),是一種生理現象,以內源性、持續的,呈現以約24小時為周期的變動;由日變時鐘(circadian clock)所驅動。晝夜節律已在動物、植物、真菌和藍菌中被廣泛觀察到,並且有證據表明它們在每個生物界中獨立進化。

英语 circadian 源自拉丁语 circa(大約、大概)和 diem(一天、一日)以及形容词后缀 -an。合起來,在字面上的意思,是大約一天。

昼夜振荡器(circadian oscillator)则是驱动昼夜节律的中枢机制,使生物的生理节律与昼夜周期相一致,以近24小时为周期而振荡的节律,由基因产物作用于基因启动子所组成的反馈回路或其他反馈回路。

历史
1729 年,法国科学家在一篇科学论文中首次描述了内源性昼夜节律。他注意到,即使在没有外部刺激的情况下,日本含羞草植物的叶子也会继续以大约 24 小时的模式移动(睡眠运动)。

1962年,德国人尤金·阿绍夫(Jürgen Aschoff)自己在无光状态下度过了大约一周的时间。研究表明,人类昼夜节律,包括睡眠-觉醒、核心体温和尿液中甾体激素,都被证明周期比24小时更长,接近25小时。 。然而,随后使用各种实验条件的研究表明,虽然每个人的昼夜节律不同,但平均周期为24小时10分钟。

对动物的重要性
昼夜节律存在于动物(包括人类)的睡眠和进食模式中。核心体温、脑电波活动、激素产生、细胞再生和其他生物活动也有明显的模式。此外,光週期現象,即生物体对白天或夜晚长度的生理反应,对植物和动物都至关重要,昼夜节律系统在测量和解释日长方面发挥着作用。及时预测季节性的天气状况、食物供应或捕食者活动对许多物种的生存至关重要。虽然不是唯一的参数,但光周期(日长)的变化长度是预测生理和行为季节性时间的最有预测性的环境线索,最显著的是迁徙、冬眠和繁殖的时间。

社会与文化
2017年,来自美国的三位遗传学家杰弗理·霍尔(Jeffrey Hall)、迈克尔·罗斯巴希(Michael Rosbash)和迈克尔·扬(Michael Young)因“发现控制昼夜节律的分子机制”而共同赢得诺贝尔生理学或医学奖。

昼夜节律被视为科学知识转移到公共领域的一个例子。

相關條目
*子午流注

  • 晝夜節律性睡眠障礙

** 睡眠相位后移症候群
** 非24小時睡眠覺醒障礙

  • 時間生物學
  • 晝夜循環
  • 內在光敏視網膜神經節細胞
  • 多阶段睡眠

参考文献
延伸閱讀

  • Aschoff, J. (ed.) (1965) Circadian Clocks. North Holland Press, Amsterdam

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  • Dunlap, J.C.; Loros, J.; DeCoursey, P.J. (2003) Chronobiology: Biological Timekeeping. Sinauer, Sunderland

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  • Koukkari, W.L.; Sothern, R.B. (2006) Introducing Biological Rhythms. Springer, New York

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  • Refinetti, R. (2006) Circadian Physiology, 2nd ed. CRC Press, Boca Raton

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外部連接
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