所有地球上除了在北极与南极附近生活的生物，都离不开昼夜节律性变化的环境，它们的生存必然要适应这个24小时的节律性变化。通过亿万年的进化和自然选择，单细胞生物就有适应昼夜变化的机制。人是最高级的物种，进化出了适应这个昼夜节律性变化的复杂系统，能产生出以24小时为周期的时间信号，这里称为昼夜节律生物钟。要注意的是，人体有很多随时间波动变化的生理现象，都可以称为生物钟，昼夜节律只是生物钟的一种。此生物钟控制或影响人的许多生理活动，对人的健康影响很大，准备用几篇博文介绍一些昼夜节律生物钟的机理、作用、规律、应用等方面的情况。本文先简要说一下它的产生机理。

说到“钟”，人们马上会想到机械钟、石英钟，现在人们每天用手机，离不开更先进的原子钟。它们原理各不相同，形状、体积、精度差别很大。但它们有个共同之处，就是都是基于两种形态此消彼长，或非此必被，交替出现、形成振荡：

机械钟是由钟摆的运动，动能和势能的转换形成振荡。石英钟是根据晶体的压电效应，电流和晶体片上的电压变化(实际上是电容和电感上的能量转换)形成振荡。导航卫星上用的原子钟原来是依据銫原子的固有振动，振荡频率是9192831770Hz，10亿年误差只有1秒。我国北斗三号导航卫星用的是铷原子钟，它的频率稳定度较北斗二号提高10倍，使定位和授时精度都提高一个数量级。而且还同时配备氢原子钟，性能更优，但较重、较大，两者配合工作。

上面这些钟都是我们身体外面的钟。我们身体内也有一种钟，叫生物钟。昼夜节律生物钟经过几十年的研究，科学家揭示了它的产生机理。去年(2017年)诺贝尔生理学或医学奖授于杰弗理 . 霍尔、迈克尔 . 罗斯巴希和迈克尔 . 杨等三位科学家，获奖原因是“发现控制人体昼夜节律的分子机制”，就是一般说的产生生物钟信号的机制。

他们做出的贡献的主要内容是：

1988年定位了per基因对应的蛋白质PER。Per基因能生成PER蛋白质。

1990年提出了一种闭环的DNA-蛋白质之间的反馈机制，即首先per基因被信使RNA复制，在细胞核外形成PER蛋白质，使这种蛋白质越来越多，这是正反馈。但细胞核外的这种蛋白质能返回到核内，抑制生成作为信使的RNA的生成，使per基因生成PER蛋白质的速度降低，这是负反馈。当这种蛋白质到达最大值后随之下降，直至到达最低值后不再抑制per基因，于是又开始新一轮的生成PER蛋白质。

上面说的循环只是基本情况，里面还有缺陷。后来又揭示了tim、Cry、Clock、Bmal1等基因在DNA-蛋白质循环中的作用。使形成生物钟的DNA-蛋白质振荡机理更完善。这就是生物钟信号产生的最基本原理。

说明：由于近期发表了9篇有关辅导小孩的博文等原因，距以前发表的有关健康学的大部分博文已经过去几个月了。若有老师想看我以前有关健康学的博文 ，请点击博文右面或目录后面我的名字“范振英”，再点击“查看更多”就很容易找到。谢谢老师们的支持!