全凭静脉麻醉对心脏封堵术患者昼夜节律的影响

目的评估全凭静脉麻醉对非体外循环心脏封堵手术患者昼夜节律的影响。方法择期静脉麻醉下心脏封堵术的患者30例,采用自身配对t检验比较麻醉前后生物钟基因时钟节律调节分子(CLOCK)、脑肌类芳烃受体核转位样蛋白1(BMAL1)、隐花色素生物钟(CRY)1、周期昼夜节律生物钟(PER)2 mRNA的表达水平,慕尼黑时间类型问卷(MCTQ)和匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)的差异;多元逐步回归方法筛选术后1周睡眠时型和PSQI总分的影响因素。结果与术前比较,术后CLOCK mRNA表达水平明显增加[1.38±1.23比1.90±1.47;MD(95%CI):0.52(0.20~0.84),t=3.327,P=0.002];CRY1 mRNA表达水平明显下降[1.56±1.50比1.13±0.98;MD(95%CI):-0.43(-0.81~-0.05),t=-2.319,P=0.028];PER2 mRNA表达水平明显下降[0.82±0.63比0.50±0.31;MD(95%CI):-0.33(-0.53~-0.12),t=-3.202,P=0.003]。术后1周睡眠时型明显提前[3∶03±0∶59比2∶42±0∶37,MD(95%CI):-21(-40~-1),t=-2.172,P=0.038],睡眠潜伏期明显缩短[(67±64)min比(37±21)min;MD(95%CI):-30.33(-55.28~-5.39),t=-2.487,P=0.019],睡眠时长明显延长[(436±83)min比(499±83)min;MD(95%CI):62.80(26.93~98.67),t=3.581,P=0.001],睡眠效率明显增加[(87.59±10.35)%比(92.98±4.27)%;MD(95%CI):5.39(1.21~9.58),t=2.636,P=0.013],睡眠质量评分明显下降[1.13±0.78比0.80±0.71,MD(95%CI):-0.33(-0.62~-0.05),t=-2.408,P=0.023]。术后1周PSQI总分明显下降[6.60±3.17比4.03±2.58;MD(95%CI):-2.57(-3.87~-1.27),t=-4.039,P<0.001]。体重指数(BMI)(B=-227.460,SE=95.475,t=-2.382,P=0.025)、麻醉时长(B=-47.079,SE=18.506,t=-2.544,P=0.017)与PER2 mRNA表达量(B=2815.804,SE=1080.183,t=2.607,P=0.015)共同影响术后1周睡眠时型,麻醉用药量(B=0.067,SE=0.028,t=2.385,P=0.024)独立影响术后1周PSQI总分。结论全凭静脉麻醉可通过提前睡眠时型发挥改善睡眠习惯的作用。BMI、麻醉时长、PER2 mRNA表达量共同影响术后1周睡眠时型。麻醉用药量是术后1周PSQI总分的独立影响因素。

基于Rorα/Bmal1信号轴探讨半夏秫米汤对慢性失眠大鼠睡眠稳态的影响

目的探讨“引阳入阴”代表性方剂半夏秫米汤对慢性失眠(CI)大鼠生物钟基因Rorα/Bmal1信号轴的影响。方法SPF级大鼠36只,随机分为空白组、模型组、半夏秫米汤低剂量组(BXSM-L组)、半夏秫米汤中剂量组(BXSM-M组)、半夏秫米汤高剂量组(BXSM-H组)、地西泮组(DZ组),每组6只。除空白组外,其余各组均采用小平台水环境法复制CI模型大鼠。BXSM-L组、BXSM-M组、BXSM-H组大鼠分别灌胃4.69、9.38、18.75 g/kg半夏秫米汤水煎剂,DZ组大鼠灌胃0.52 mg/kg地西泮水溶液,空白组和模型组大鼠均给予等体积生理盐水灌胃,连续14 d。给药结束后,用16道生理记录仪监测脑电波,实时荧光定量聚合酶链反应、Western blotting、免疫组织化学法分别检测视交叉上核(SCN)、大脑皮层(CC)的Rorα和Bmal1基因及蛋白表达,酶联免疫吸附试验检测脑干与血清中γ氨基丁酸(GABA)、谷氨酸(Glu)、多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)含量。结果模型复制成功后的大鼠皮毛暗淡无光泽,精神萎靡,易激惹,对周围声、光刺激敏感,昼夜节律消失。空白组α波、β波频率均低于造模组(除空白组外其余各组统称为造模组)、δ波频率高于造模组(P<0.05)。空白组β波波幅低于造模组,δ波波幅高于造模组(P<0.05)。模型组的α波、δ波频率较空白组均下降(P<0.05),β波频率较空白组上升(P<0.05),半夏秫米汤不同剂量组及DZ组α波频率较模型组均上升(P<0.05),β波频率较模型组均下降(P<0.05),BXSM-M组、BXSM-H组及DZ组δ波频率较模型组均上升(P<0.05)。模型组的β波波幅较空白组上升(P<0.05),δ波波幅较空白组下降(P<0.05),半夏秫米汤不同剂量组及DZ组β波波幅较模型组均下降(P<0.05),δ波幅较模型组均上升(P<0.05),BXSM-L组α波波幅较模型组上升(P<0.05)。模型组血清、脑干Glu、GABA含量较空白组均升高(P<0.05),半夏秫米汤不同剂量组及DZ组血清Glu含量较模型组均降低(P<0.05),BXSM-M组、BXSM-H组及DZ组脑干Glu含量较模型组均降低(P<0.05),半夏秫米汤不同剂量组及DZ组血清GABA较模型组均降低(P<0.05),BXSM-L组、BXSM-H组及DZ组脑干GABA含量较模型组均降低(P<0.05)。模型组血清、脑干NE、DA含量较空白组均升高(P<0.05),半夏秫米汤不同剂量组及DZ组血清、脑干NE含量较模型组均降低(P<0.05),BXSM-M组、BXSM-H组及DZ组血清DA含量较模型组均降低(P<0.05),BXSM-H组和DZ组脑干DA较模型组降低(P<0.05)。模型组SCN、CC的Rorα与Bmal1基因和蛋白相对表达量较空白组下降(P<0.05),BXSM-M组、BXSM-H组及DZ组SCN、CC的Rorα与Bmal1基因和蛋白相对表达量较模型组均上升(P<0.05)。结论首次从生物钟基因角度揭示了半夏秫米汤“引阳入阴”改善CI的机制,可能是通过上调Rorα/Bmal1信号轴调控睡眠稳态。

昆虫钟基因研究进展

昆虫进化形成了内在的生物钟机制以协调行为、生理及代谢节律与外部环境信号同步,从而更有效地利用资源并获得适应性优势。行为、生理及代谢昼夜调控的协调对于昆虫有效应对可预见的生理上的挑战至关重要。生化过程和代谢变化与外部环境的昼夜节律同步性受基因表达的控制,钟基因在昆虫的重要生理过程如中枢及外围生物钟机制、光周期信号传导、光周期介导的外围组织调控、代谢以及免疫中发挥着重要作用。根据信号转导过程中的作用,昆虫钟基因分为3类——信号输入基因、信号震荡起搏器和信号输出基因,它们通过相互作用形成了复杂的转录-翻译反馈回路并参与调控昆虫昼夜节律和光周期事件。本文针对昆虫钟基因的鉴定、分类和功能,作用分子机制以及研究方法和挑战等方面作了总结,并展望了昆虫钟基因未来的研究方向,这将为昆虫钟基因的进一步功能研究及开发利用提供信息参考。

昆虫的行为节律

本文主要阐述了昆虫中几种常见的行为节律和一些相关研究的进展情况,论述了各行为节律的作用机制及影响因素,有助于掌握昆虫种群的活动规律,为害虫防治提供重要依据。

昆虫分子生物学的一些研究进展：生物钟的基因

昆虫分子生物学的一些研究进展：生物钟的基因翟启慧（中国科学院动物研究所北京１０００８０）生物的许多行为和生理现象有周期性波动，称为生物节律或生物钟。长期以来，这是一个十分吸引人却又难以理解的问题。虽然有大量文献描述生物钟的现象，但对其机理却一无所知。...

昆虫的生物测时机构

生物测时是昆虫的基本生理功能。昆虫测时功能及作用机制的研究是时间生物学前沿研究内容之—。光感应型昆虫生物钟 ,光信号由眼、脑—眼两种感知类型 ,驱动部位也有视叶边缘腹侧部分的细胞体和脑两类 ;遗传控制基因是per,不同突变体perDNA之间仅有 1个碱基的差异。家蚕卵内的酯酶A4(EA4)是一种时间间隔测定酶 ,感知低温、盐酸刺激等信息 ,启动倒计时型滞育生物钟 ,EA4的测时功能与自身的结构有关 ,受蚕卵内的多肽抑制因子 (PIN)

军事化管理对军校学员睡眠类型分布的影响

目的分析军事化生活对不同period3(per3)基因型军校学员的睡眠类型频率分布的影响。方法选择军校新入校学员(n=150)和四年级学员(n=95),采集外周血样本鉴定per3基因型,并进行生理时钟问卷(morningness-eveningness questionnaire,MEQ)调查。对比分析两组学员的per3基因型频率分布特征和睡眠类型频率分布特征。结果两组学员的per3的基因型频率(χ2=1.453 3,P=0.483 5)和等位基因分布频率(χ2=0.434 4,P=0.509 8)没有统计学差异。MEQ调查发现两组学员的睡眠类型频率分布差异显著:一年级学员的睡眠类型以轻度早起型(50%)和两者皆非型(41.3%)为主;四年级学员的睡眠类型以两者皆非型睡眠类型为主(64.2%),其次为轻度早起型(33.7%)。基因型为per34/4(t=3.76,P<0.000 2)和per34/5(t=2.98,P<0.004 4)学员的睡眠类型显著改变;基因型per35/5的学员数量太少,无法进行统计学分析,尚需大样本分析。结论军事化管理生活中,学员的睡眠类型分布频率发生了改变。

睡眠觉醒的昼夜和次昼夜节律发育

睡眠觉醒发育与脑发育密切相关,多数动物睡眠觉醒节律发育规律与人类相似,由脑内生物钟、睡眠觉醒中枢和内平衡稳态等因素调节。成人的觉醒与睡眠呈昼夜节律性出现,整夜睡眠20%为快动眼(REM)睡眠,80%为非快动眼(NREM)睡眠。NREM-REM睡眠转换周期为90~110 min,表现为次昼夜节律。足月新生儿觉醒与睡眠昼夜均匀分布,睡眠常以REM睡眠起始,REM与NREM睡眠各占50%,转换周期为50~60 min;3月龄开始显现昼夜节律分布,睡眠周期以NREM睡眠起始,10岁后NREM-REM睡眠周期呈现近似成年次昼夜节律水平。睡眠与觉醒的昼夜节律及次昼夜节律的发育参与个体的生理和心理发育过程,了解睡眠觉醒节律调控及发育,为理解脑发育和新生儿睡眠节律异常导致的疾病奠定理论基础。

昆虫的睡眠与生物钟

近年来 ,越来越多的证据表明昆虫也要睡眠。该文介绍这方面的研究发现 ,包括确定昆虫睡眠的标准以及昆虫与哺乳动物的睡眠在生理机制上的相似性 。

睡眠潜伏期中生物钟作用时效的测量方法

抑制入睡前大脑有害思维活动的手段,多以认知行为学方式为基础,这类研究的困难是:难以通过睡眠障碍患者自身想象的有趣情景,来抑制入睡前大脑有害思维活动,且通过这种方式,难以满足生物钟单独作用所需要的时间,因此,往往不能有效缩短入睡潜伏期。用外部间歇式的刺激,来替代积极连续自主进行的认知行为活动,并测量出生物钟作用时效,利用测量结果调整外部的刺激间隔,可有效抑制入睡前大脑有害思维活动,缩短入睡潜伏期,解除失眠。

长期睡眠期噪声暴露对小鼠认知功能的影响及生物钟相关机制

[背景]环境噪声污染严重,目前关于长期睡眠期噪声暴露对认知功能影响及可能的生物钟机制相关研究较少。[目的]探讨睡眠期噪声暴露诱导小鼠认知功能损伤及可能的生物钟机制,为噪声暴露防护提供理论依据。[方法]20只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组和噪声暴露组,每组10只。噪声暴露组采用噪声发生器进行每天12 h(08∶00—20∶00),共30 d的睡眠期噪声暴露,校准标定噪声强度为90 dB。对照组不施加任何干预措施。噪声暴露结束后,采用新物体识别实验和旷场实验检测小鼠认知功能,对小鼠海马组织进行尼氏染色,对离子钙结合适配器分子1蛋白(Iba-1)进行免疫荧光化学染色,采用实时荧光定量PCR检测炎症因子、生物钟基因表达,并采用试剂盒检测小鼠海马组织氧化应激指标变化。[结果]睡眠期噪声暴露后,新物体识别实验结果显示:与对照组相比,噪声暴露组小鼠辨别指数为0.06±0.04,低于对照组的0.65±0.13(P<0.05)。旷场实验结果显示:噪声暴露组中心活动距离为(242.20±176.10)mm,低于对照组的(1548.00±790.30)mm(P<0.05);噪声暴露组中心活动时间为(0.87±0.64)s,低于对照组的(6.00±2.86)s(P<0.05)。尼氏染色结果显示:与对照组相比,噪声暴露组小鼠海马组织神经元固缩,染色加深,排列紊乱,连接松散。免疫荧光结果显示:与对照组相比,噪声暴露组小鼠海马组织小胶质细胞活化,Iba-1表达增加(P<0.05)。实时荧光定量PCR结果显示:与对照组相比,噪声暴露组小鼠生物钟基因Clock、Per2、Rev-erbαmRNA水平增加(P<0.05),Per1 mRNA水平降低(P<0.05),海马组织IL-18、IL-6、i NOS、NLRP3 mRNA水平增加(P<0.05)。氧化应激指标检测结果显示:与对照组相比,噪声暴露组还原型谷胱甘肽含量降低(P<0.001)。[结论]睡眠期噪声暴露可导致海马组织生物钟基因失稳态并引发海马神经炎症,促使小胶质细胞激活,引起小鼠的认知功能损伤。

从精气神学说探讨生物钟系统对睡眠昼夜节律的影响

精气神学说是中医学的重要组成部分,精气神稳态是机体阴阳平衡的物质和功能基础,精气神合一,则形神俱全。以精气神学说为基础,提出精气亏耗,神散气消,阴阳失交是睡眠障碍的核心病机,故以聚精、养气、存神的调和阴阳之法治疗睡眠障碍。影响睡眠昼夜节律变化的生物钟系统,受生物钟基因转录产生的分子震荡所调控,是生物体不断适应自然规律而逐渐形成的时钟。精、气、神分别作为寤寐安和的物质基础、动力与体现,能感知传递自然信号,其功能类似现代医学认识的振荡放大节律信号,同步调控生物钟基因表达信号,形成以“输入—振荡—输出”为反馈周期的生物钟系统。认为聚精、养气、存神的调和阴阳方法可能通过大脑/肌肉芳香烃受体核转位因子样蛋白1(BMAL1)/昼夜运动输出周期蛋白(CLOCK)-周期蛋白(PER)/隐花色素(CRY)转录反馈环,实现对生理活动综合调控,以适应自然界环境变化,对睡眠障碍发挥积极的治疗作用,以期为中医药重塑内源性生物钟分子调控系统防治睡眠障碍提供新思路。

生物钟研究进展及重要前沿科学问题

生物钟是生物适应环境周期性变化的一种内在机制,具有重要的生理功能,生物钟的紊乱会严重影响健康或生存。生物钟研究以同时考察时间和空间四维尺度的方式来研究生命现象的节律性动态变化,可以更为准确地揭示生命现象的规律及内在机制。近20年来,生物钟研究领域快速发展,涌现出许多重要的科学发现与成果,成为生命科学研究中与其他学科交叉和协同最广泛和最受重视的基础学科之一。近年来,我国从事生物钟相关研究的力量也不断成长、壮大,在各自的研究方向上取得了一系列重要的研究成果。本文基于主题为"生物钟及其前沿科学问题的探讨"的"双清论坛"讨论内容,从生物钟的调控机制、生物钟与代谢及生理稳态、生物钟与睡眠、生物钟与疾病、生物钟与农业及生态环境、特殊和极端环境下的生物钟等方面综述了生物钟研究进展,并提出主要科学问题和研究方向。

高性能战斗机飞行员的PERIOD3基因多态性频率及与睡眠的关系

目的鉴定高性能战斗机飞行员的PERIOD3（PER3）基因型频率，并分析其与睡眠分型的关系。方法获取104名高性能战斗机飞行员的外周静脉血样本各2m1，提取基因组DNA样本。应用PCR扩增基因片段，鉴定个体的PER3基因型。根据Horne-Ostberg生理时钟问卷调查，进行睡眠类型分类。结果104名高性能战斗机飞行员的PER3基因型频率为：PER3^4/4基因型频率占70．2％（73／104）；PER3^4/5基因型频率占26．9％（28／104）；PER3^5/5频率占2．9％（3／104）。高性能战斗机飞行员与普通汉族人PER3基因型频率比较，差异无统计学意义（X^2=2．737，P〉0．05）。Horne-C）stberg生理时钟问卷调查结果显示：高性能战斗机飞行员PE船的3种基因型在睡眠分型上没有差别。结论高性能战斗机飞行员与普通汉族人PER3基因型频率分布相似。飞行员睡眠分型中，未提示PER3^5与昼行睡眠偏好相关。

肠道菌群介导的营养素与基因相互作用在睡眠调节中的研究

良好的睡眠质量是维护人体健康和体力的重要保证,且与机体免疫调节、营养代谢等生理功能关系极为密切。睡眠机制目前还不清楚,绝大部分研究仍处于起始阶段。体内肠道菌群的微生物丰度及其代谢活动会对机体的行为产生深远影响。针对影响睡眠机制的因素,本研究综述了调节睡眠机制研究的现状及其发展趋势,并讨论肠道微生物对睡眠的调节作用以及与相关疾病的发病机制之间的关系,旨在为今后研究肠道微生物对人体的健康以及睡眠等慢性疾病发生发展的影响提供参考和思路。

从调节中央生物钟的角度探讨针刺治疗昼夜节律睡眠觉醒障碍的作用机制

现代社会中昼夜节律睡眠觉醒障碍这一类睡眠疾病随着人们生活作息模式的转变而日益凸显,昼夜节律紊乱所引起的睡眠问题以及对人体健康的危害正受到越来越广泛的重视。针刺疗法在许多研究中均显示出对睡眠相关昼夜节律的调节作用。文章从现代研究中针刺对中央生物钟的调控、对睡眠相关昼夜节律的调节以及针刺的授时特性角度进行分析,旨在探讨针刺对睡眠相关昼夜节律的调节效应和潜在机制,提出了针刺效应的生物学基础和生理学作用,是基于对中央生物钟基因、相关信号分子以及神经递质的水平产生影响,进而有效调节睡眠-觉醒节律、褪黑素节律和体温节律这一研究思路,拟为今后针刺治疗昼夜节律睡眠觉醒障碍提供新的思路与方法。

昼夜节律及昼夜节律失调性睡眠觉醒障碍研究进展

昼夜节律由视交叉上核生物钟驱动,许多生命活动与生理功能均受昼夜节律的调节,如中枢神经系统活动、自主神经系统活动、内分泌功能、代谢与免疫功能等。在分子水平上,昼夜节律由生物钟基因震荡产生的分子机制调控。内源性的昼夜节律是控制睡眠的主要过程之一。昼夜节律紊乱可引起多种生理功能异常,最常导致睡眠-觉醒周期异常,也可导致其他睡眠障碍、认知功能异常、高血压、糖尿病及肿瘤等一系列疾病及不良后果。近期,昼夜节律与睡眠觉醒之间的联系日益引起研究者们的关注。文中综述了昼夜节律及昼夜节律失调性睡眠觉醒障碍的研究进展。

时钟基因Bmal1在昼夜节律行为调节中的研究进展

时钟基因Bmal1属于bHLH-PAS结构域转录因子家族,在调节生物的昼夜节律行为中发挥着重要作用。在生理功能的昼夜节律行为方面,Bmal1可调节小鼠和人的血压、代谢、寿命、骨骼发育和机体免疫;另外,Bmal1基因可通过调节学习、记忆和睡眠实现对认知功能和睡眠觉醒的昼夜节律的调节。围绕Bmal1在睡眠-觉醒和认知功能方面的深入研究,将会为提高夜班工作人员和飞行人员夜间警觉度提供理论支持和可能的候选干预方案。

果蝇生物钟神经元LN_(v)s参与睡眠调控机制研究进展

睡眠是由生物钟过程以及睡眠内稳态过程共同调控。生物钟过程对昼夜节律的产生与维持十分重要。近年来,随着生活节奏的加快,睡眠问题日益显著,生物钟紊乱则是其中一个重要原因。果蝇作为生物钟研究的前沿模式生物将有助于探究生物钟与睡眠的关系。该文对果蝇生物钟神经元LNvs调控睡眠的研究进展进行了综述,希望有助于解析睡眠的调控机制。

per2对睡眠剥夺前后脾淋巴细胞功能影响的初步研究

目的探讨生物钟基因per2对72 h睡眠剥夺(SD)前后脾淋巴细胞功能的影响。方法将C57小鼠随机分为野生型小鼠对照组(WT)和野生型小鼠睡眠剥夺组(WT-SD);per2基因敲除小鼠(per2-/-)随机分为per2基因敲除小鼠对照组(per2-/-)和per2基因敲除小鼠睡眠剥夺组(per2-/--SD)。SD组小鼠使用睡眠剥夺仪进行连续睡眠剥夺72 h。小鼠麻醉后摘脾,使用淋巴细胞分离液分离获得淋巴细胞悬液,利用流式细胞术检测各组别CD4^(+)T、CD8^(+)T、CD3^(+)T以及B220^(+)B比例变化,并通过脂多糖(LPS)刺激3 d体外培养进行流式染色检测上述各淋巴细胞的比例变化,同时使用CCK-8法检测各组小鼠脾B细胞的增殖情况。结果与WT组小鼠相比,per2-/-组小鼠脾CD4^(+)T、CD8^(+)T以及B220^(+)B细胞比例无明显改变;在进一步的睡眠剥夺实验中发现,per2基因敲除影响T细胞,尤其是CD8^(+)T的组成变化。在LPS刺激实验中,与WT组相比,SD组小鼠脾淋巴细胞增殖更加明显,且与WT-SD组相比,per2-/--SD组B220^(+)B细胞比例增加。同样睡眠剥夺应激条件下,小鼠脾淋巴细胞增殖无明显变化,但与WT-SD组相比,per2-/--SD组脾B细胞降低同时对应T细胞比例升高。结论per2对脾淋巴细胞的组成影响较小,但在一定程度上参与调节睡眠剥夺后B淋巴细胞对LPS的增殖反应。