時間生物學(xué)與時間醫(yī)學(xué)

1、,時間生物學(xué)與時間醫(yī)學(xué) 學(xué)術(shù)研討會,時間生物學(xué)及時間醫(yī)學(xué)是一門 既古老而又年輕的科學(xué),在中國醫(yī)學(xué)早在兩千多年前就已經(jīng)認識到了生命現(xiàn)象的節(jié)律性，并將其應(yīng)用于臨床實踐中?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)對生物節(jié)律現(xiàn)象的觀察和認識開始于十八世紀(jì)，時間生物學(xué)和時間醫(yī)學(xué)在近幾十年來才迅速發(fā)展成為一獨立的完整現(xiàn)代科學(xué)體系。,時間醫(yī)學(xué)的研究范圍,研究范圍十分廣闊，宏觀上研究宇宙、行星等對生物節(jié)律的影響；微觀上研究到細胞、分子水平，如：生物

2、鐘調(diào)控基因、壽命基因、腫瘤生長調(diào)控基因等，是國際生命科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一。,近年來《science》多次將生物鐘研究和調(diào)節(jié)生物鐘中樞的視網(wǎng)膜光受體研究定為“有重大突破的研究領(lǐng)域”。,中醫(yī)學(xué)與時間醫(yī)學(xué),生命現(xiàn)象的整體觀和時間觀是中醫(yī)學(xué)的基本原則，中醫(yī)節(jié)律研究分為年節(jié)律、月節(jié)律、日節(jié)律，時間生物醫(yī)學(xué)把中醫(yī)學(xué)的這一思想引入現(xiàn)代生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，是挖掘中醫(yī)寶貴遺產(chǎn)的一個重要方面，將會對人類的健康發(fā)揮重大的作用。,會議介紹,本次會議得到了國際時

3、間生物學(xué)會的大力支持，國際時間生物學(xué)會負責(zé)人 Edmunds 教授（美國紐約州立大學(xué)） Haus 教授（美國明尼蘇達大學(xué)） Smolensky 教授（美國德克薩斯大學(xué)） Touitou教授（法國居里大學(xué)）為大會做了特邀報告。,會議介紹,本會收到學(xué)術(shù)論文一百余篇，分為：文獻研究、實驗研究、臨床研究三大類。,文獻研究除對近年時間生物學(xué)和時間醫(yī)學(xué)的研究進行綜述、評價；提出今后的研究思路和發(fā)展規(guī)劃，,,基礎(chǔ)研究,生物鐘

4、基因,生物鐘調(diào)節(jié)物質(zhì)褪黑素,,,生物鐘基因,有關(guān)研究認為，晝夜鐘分為三個部分：生物振蕩器，由一組呈節(jié)律表達的基因及編碼的蛋白質(zhì)組成；輸入系統(tǒng)，接受環(huán)境周期信號傳入到振蕩器，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達，矯正節(jié)律位相，由感受器和傳入路徑組成；輸出系統(tǒng)，包括與信號輸出有關(guān)的鐘基因和一些鐘控基因。,生物鐘基因突變可使機體節(jié)律周期延長或縮短，從而造成機體與環(huán)境失同步，導(dǎo)致節(jié)律失常性疾病。如：時差病、季節(jié)性情感障礙、躁郁癥、倒班綜合征等。通過

5、基因的治療可以得到改善。,生物鐘調(diào)節(jié)物質(zhì)——褪黑素生物鐘調(diào)節(jié)機體生命活動的重要物質(zhì)是褪黑素，它是由松果腺分泌的具有廣泛作用的生物鐘調(diào)節(jié)物質(zhì)。近四十年的研究業(yè)已證明，它能調(diào)節(jié)體內(nèi)激素的正常水平、個體發(fā)育，調(diào)節(jié)免疫力、具有抗應(yīng)激能力，同時有調(diào)節(jié)睡眠、延緩衰老、抑制腫瘤等作用。,現(xiàn)已有褪黑素相關(guān)的保健品及藥品的大量問世，以治療生物節(jié)律失調(diào)性疾病，調(diào)節(jié)機體的免疫力、應(yīng)激能力。,臨床研究,傳統(tǒng)的時間針法與子午流注開穴，針刺效應(yīng)與針刺時間

6、的相關(guān)規(guī)律，針灸治療時間性病癥；心血管疾病的時間治療，如：高血壓、心絞痛、心律不齊、腦血管疾??；腫瘤的時間化療，如肺癌、肝癌、鼻咽癌、胃癌；,老人睡眠呼吸暫停綜合征、糖尿病、甲狀腺機能亢進、慢性潰瘍性結(jié)腸炎、慢性胃炎、老年癡呆。倒班綜合征；生物鐘與輪班作業(yè)、健康、工作效率、安全和生產(chǎn)的關(guān)系等進行了系統(tǒng)研究。,倒班綜合征的實驗研究 ——不同光照制改變對大鼠海馬 神經(jīng)細胞及神經(jīng)遞質(zhì)的影響,

7、,生命體在長期適應(yīng)自然環(huán)境的周期性變化過程中，形成了固有的生物節(jié)律，在其受到破壞時，生物體內(nèi)將發(fā)生一系列不適反應(yīng)，甚至引起疾病。倒班綜合征就是這樣一種疾病。,隨著社會的發(fā)展、社會競爭意識的增強，生活節(jié)奏的加快，世界上將有五分之一的人從事倒班工作，因此，倒班綜合征是一個越來越引起人們關(guān)注的現(xiàn)代都市疾病。,倒班綜合征,是由于晝夜節(jié)律失常而引起的，臨床以三大系統(tǒng)癥狀為主：消化系統(tǒng)：食欲下降神經(jīng)系統(tǒng)：睡眠紊亂、健忘、精神不集中免疫系

8、統(tǒng)：疲倦乏力、易外感,實驗研究部分,通過不同光照制改變模擬倒班明暗周期環(huán)境，研究不同光照制改變實驗大鼠 整體行為學(xué) 神經(jīng)遞質(zhì)及海馬神經(jīng)細胞功能 免疫功能,研究目的,倒班綜合征發(fā)病機制中藥干預(yù)的機理,分組：,將60只Wistar雄性大鼠隨機分為４組：正常對照組6只1組（上半夜班組） 18只2組（下半夜班組） 18只3組（黑白顛倒組） 18只（1、2、3組又分為中藥干預(yù)組、生理鹽水模型

9、組和褪黑激素組）,正常對照組： 18：00——次日6：00 黑暗 6：00——18：00 光照1組：0：00——12：00 黑暗 12：00——24：00 光照 2組：12：00——24：00 黑暗 0：00——12：00 光照3組：6：00——18：00 黑暗 18：00——次日6：00

10、 光照,整體行為學(xué),方法：水迷宮法、冰水游泳法、穿梭箱試驗、活動與休息行為活動觀察與測試檢測大鼠的學(xué)習(xí)記憶功能、體力、食欲、生長及精神狀態(tài)。,結(jié)果：,不同光照制改變4天，模型各組大鼠毛發(fā)晦暗無光澤，行動遲緩，對燈光、聲音等刺激反應(yīng)遲鈍，體重增長緩慢，在水迷宮中游完全程所需的時間明顯延長，在冰水中游泳至無力掙扎的時間明顯縮短，電擊逃避反應(yīng)時間延長，與正常對照組有顯著性差異。,中藥干預(yù)組大鼠活動自如，毛發(fā)有光澤，體重增加較快，在水迷宮

11、中游完全程時間、在冰水中游泳至無力掙扎的時間、電擊逃避反應(yīng)時間與正常對照組無顯著性差異。與褪黑激素組無顯著性差異。,免疫功能,大鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能 大鼠脾T淋巴細胞增殖能力測定 大鼠脾B淋巴細胞增殖能力測定 大鼠腹腔巨噬細胞產(chǎn)生IL-1功能測定 大鼠脾細胞產(chǎn)生IL-2功能測定,結(jié)果,在不同光照制下生活4天左右，模型大鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能，脾T、B淋巴細胞增殖能力增強，與正常對照組相比有顯著性差異。,第7天左右，腹腔巨噬

12、細胞產(chǎn)生IL-1能力(采用胸腺細胞法，在1:8濃度下)，脾淋巴細胞產(chǎn)生IL-2能力(采用絲裂原激活淋巴母細胞法，在1:4濃度下)較正常對照組降低，一般在7天左右才較明顯，與正常對照組相比有顯著性差異,第10天左右模型各組大鼠腹腔巨噬細胞產(chǎn)生IL-1能力和脾淋巴細胞產(chǎn)生IL-1能力一直偏低，與正常對照組相比有顯著性差異。,中藥干預(yù)各組4天左右亦有相應(yīng)變化，在7天左右開始恢復(fù)， 10天左右基本上恢復(fù)正常，與正常對照組、褪黑激素組相比無顯著性

13、差異，其中1組恢復(fù)較慢，2組恢復(fù)較快，3組居中。,中樞神經(jīng)細胞及神經(jīng)遞質(zhì),中樞神經(jīng)遞質(zhì)目前發(fā)現(xiàn)有四大類十余種，其中單胺類包括：兒茶酚胺（CA）和5-羥色胺（5-HT），CA有包括多巴胺（DA）、去甲腎上腺素（NE）和腎上腺素（E）。,中樞神經(jīng)遞質(zhì)的生理功能,1）學(xué)習(xí)記憶2）精神活動3）覺醒和睡眠調(diào)節(jié)4）體溫調(diào)節(jié)等5）參與應(yīng)激反應(yīng)，免疫調(diào)節(jié),結(jié)果不同光照制引起大鼠腦組織海馬單胺類遞質(zhì)含量改變較為復(fù)雜。模型各組NE先降后升

14、后又降， E、DOPAC、5-HIAA基本上是先升后降，對DA影響不明顯，對5-HT影響較為多變，,對 DOPAC/DA、5-HIAA/5-HT比率較正常對照組均升高，5-HT/DA比率均明顯下降，模型各組的變化在第七天較為明顯，變化幅度較大且不穩(wěn)定，與正常對照組相比有顯著性差異。中藥干預(yù)各組亦有上述變化，變化幅度較小，在第10天均恢復(fù)正常，與正常對照組相比無顯著性差異。,中藥干預(yù)機理,中藥處方：菖蒲合歡袋泡茶主藥：石菖蒲、

15、合歡花石菖蒲中藥功效：辛溫，芳香走竄、開竅醒神。臨床廣泛應(yīng)用于中風(fēng)失語昏迷、熱病神昏、癲癇、痰厥、健忘、耳鳴、老年性癡呆等病癥。本課題主要研究石菖蒲醒腦開竅鎮(zhèn)靜作用的有效部位或成分、作用機理等。,圖1. 石菖蒲植物形態(tài),,圖2. 石菖蒲藥材形態(tài),,石菖蒲揮發(fā)油的指紋圖譜出峰先后順序及相對含量如下：6個特征成分 甲基丁香酚（2.37%±2.60%）、順式甲基異丁香酚（4.48%±4.84%）、反

16、式甲基異丁香酚（0.82%±0.40%）、γ-細辛醚（4.51%±4.26%）、β-細辛醚（66.15%±11.85%）、α-細辛醚（6.35%±4.32%）,,圖3. 石菖蒲GC-MS總離子流圖甲基丁香酚、順式甲基異丁香酚、反式甲基異丁香酚、γ-細辛醚、β-細辛醚、α-細辛醚,石菖蒲以揮發(fā)油、β-細辛醚的作用最為突出。β-細辛醚精制 用冷凍結(jié)晶法從揮發(fā)油精制β-細辛醚，經(jīng)

17、紫外、紅外、質(zhì)譜三大光譜證實，且純度達99.52%，穩(wěn)定性好。,整體水平研究顯示石菖蒲具有平衡大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮和抑制的雙重作用。1β-細辛醚對動物腦電有抑制作用，其主要功效為鎮(zhèn)靜安神。2 其它提取液對正常動物都有興奮作用；3 揮發(fā)油既有興奮醒神作用，又有抗驚厥作用，表明揮發(fā)油對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有雙向調(diào)節(jié)作用。,體外神經(jīng)細胞培養(yǎng)采用體外培養(yǎng)大鼠腦皮質(zhì)和海馬細胞方法，觀察石菖蒲揮發(fā)油對神經(jīng)細胞凋亡率、凋亡積分、細胞膜功能等指