运动生理学：生物节律及机制的意义

（一）生物节律

在生物体内，各种功能活动常按一定的时间顺序周而复始地重复出现，呈现节律性变化现象，称为生物节律。例如，生活在海滩上的一些小动物，它们壳的颜色能随潮汐周期而变化；一些植物的花能随昼夜变更而开放和闭合；人体的一些生理功能（如体温、血压等）在昼夜间也呈现规律性变化。

人和动物的生物节律按频率的高低可分为高频节律、中频节律和低频节律三类。节律周期短于1天的属高频节律，如心电图的变化，呼吸的周期变化等；中频节律就是日周期，即以1天为时间单位的波动周期。人体内几乎每种生理功能都有日周期，只是各种生理功能的波动幅度和明显程度有所不同而已；节律周期长于1天的属于低频节律，包括周周期、月周期、年周期等。如，女性月经周期是月周期；基础代谢、体液量、尿量和脂肪代谢等的冬、夏季节的差异性变化等。

在生物体各类生物节律中，最重要的生物节律是中频节律或日周期。如一昼夜中人体体温呈现周期性波动，清晨2—6时体温最低，午后2—6时体温最高。体温的这一节律波动同肌肉活动状态以及耗氧量并无因果关系，而是一种由内在的生物节律所决定的。科学工作者曾令受试者处在特定环境中，将一切标志时间或时刻的外在因素（如昼夜明暗周期、环境温度的规律性变化、定时的进餐以及报纸、收音机、钟表等）都除掉，但此时受试者的体温仍表现出昼夜节律变化。再如，血细胞数量、激素分泌等均为日周期变化。1976年，Parker对10名健康青年在24h、36h和48 h内，每隔20 min采血一次，测定血浆中促甲状腺素（TSH）含量，结果显示，血浆中TSH在入夜后睡眠前开始上升，峰值在晚9时至凌晨1时之间，此后TSH的释放渐趋减少，至次日晚睡前又恢复上升。

生物节律的构成可包括两个方面：一是生物固有节律，即生物体本身具有的内在节律；二是生物节律受到自然界环境变化的影响而能与环境同步的节律。人体内有一个总的控制生物节律的中心，使各种位相不同的生物节律统一起来，趋于同步化。(www.xing528.com)

（二）生物节律可能的机制与意义

控制生物功能周期性变化的生物节律中枢，称为起搏器。目前普遍认为，下丘脑中的视交叉上核（supra chiasmatic nuclei，SCN）是生物节律的一个关键起搏器，它在许多生理功能的节律性变化中发挥着启动和整合作用。在对小鼠的研究中观察到，SCN的代谢强度和生物电活动都呈现日节律，这一节律在胚胎期就已形成。如实验性破坏小鼠SCN，小鼠原有的一些日周期节律性活动（如饮水、排尿等）即丧失。另外，在下丘脑腹侧正中核（ventral median nuclei，VMN）、侧下丘脑区域（lateral hypothalamus，LH）可能还存在二级生物节律起搏器。SCN与VMN和LH均有相互神经通路联系，形成功能耦联结构，以保证其节律系统的内同步化（internal synchronization）。据研究，动物的松果体也可能是一个生物节律起搏器。此外，生物节律起搏器也有位于外周组织的，如控制心脏活动的窦房结。

生物节律最重要的生理意义在于使生物机体对外环境变化能做出前期适应，它还可使一切生理功能和机体活动根据外界环境的昼夜变化，以周期的形式，有秩序、有节奏地进行。