博客顧小培:生理時鐘

顧小培 | 2017-10-12

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每年頒發的諾貝爾獎,又陸續地公布了。早幾天前揭曉的「生理學或醫學」獎,頒發給三位在美國土生土長的學者Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young,現在分別是72、73和68歲。他們獲獎的貢獻,有關身體內「生理時鐘」(Biological clock)的Circadian rhythm。Circa解作「圍繞」,dian指「一天」,也就包括了一晝一夜,rhythm解作「韻律」。整個詞的意思是:「身體內部結構操作、跟隨着每一個晝夜移轉、從而萌生的節奏」。那並非一個單一的發明,而是涵蓋了(遭遇在他們之間、此起彼伏、殊途同歸、一連串、橫跨不少於15年、由1984到1998期內所產生、相輔相成的)多個科學發現。

若想在這小小的專欄篇幅中,詳盡闡述這些發現的內容,幾乎是沒法做得到的。我試先給大家來一個概覽,像是在遊樂場門口看一看總圖,之後才逐一仔細參觀。

中國人說,日出而作,日入而息。那無疑是一種習慣、一個整體上的現象。箇中卻原來是有大道理的。身體中的操作,不可能不休止地進進進,期間必須不時停頓下來,稍作歇息,之後重新起步。然則,何謂「不時」(from time to time)?最佳的分配方法,乃是跟隨自然規律走。

早在十八世紀,已經有科學家在研究所謂「時間生物學」(Chronobiology),其中表表者是一位法國的地球物理學家Jean-Jacques d'Ortous de Mairan(JM)。「時間生物學」之研究範疇主要是在於:各樣生物體內「生理和行為」的機制、與「時間」之間的相連關係。須探討的問題有如:內中有沒有周期性的節奏規律(節律)?這些節律有哪些類型?其構成是否有外在的因素?它們是怎樣運作及影響生理過程的?JM當年用以作為研究之對象,包括一些屬含羞草類的植物。他發覺,它們的葉子在日間張開、夜間併攏,周而復始,像是跟隨着時鐘,具備「有規律準則」的安排。

今年諾貝爾「生理學或醫學」獎的得獎者,則是發現了身體細胞中多個基因,以至這些基因(給細胞)帶來的多個蛋白質:它們彼此之間的互動,具體操作程序和效能,如何與晝夜的時間配合,以做出對身體生理上的各種影響。這些影響,牽涉到身體工作、休息、生長、新陳代謝、狀況、效率,以及其他所有層面,乃是舉足輕重。