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本書介紹了生物節(jié)律紊亂與神經(jīng)認(rèn)知障礙相關(guān)的基本概念、調(diào)節(jié)機(jī)制、神經(jīng)回路和研究進(jìn)展；重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外生物節(jié)律研究的成果，如生物鐘基因的定位與調(diào)控，松果體與褪黑素對(duì)生物節(jié)律的影響，時(shí)間藥理學(xué)及在腫瘤化療中的應(yīng)用等。論述了祖國(guó)醫(yī)學(xué)對(duì)生物節(jié)律的認(rèn)識(shí)和臨床實(shí)踐并針對(duì)目前各行業(yè)輪班作業(yè)人員生物節(jié)律紊亂與神經(jīng)認(rèn)知障礙提供了預(yù)見(jiàn)性建議。。讀者可從中獲得有關(guān)的理論知識(shí)和有用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本書可供醫(yī)學(xué)院校師生、生命科學(xué)領(lǐng)域的科研工作者、臨床醫(yī)務(wù)人員和制藥、醫(yī)療器械的的生產(chǎn)管理等部門人員參考

睡眠很重要，與神物節(jié)律有很大的關(guān)系

生物節(jié)律又稱生理鐘，它是生物體內(nèi)的一種無(wú)形的時(shí)鐘，實(shí)際上是生物體生命
活動(dòng)的內(nèi)在節(jié)律性，由生物體內(nèi)的時(shí)間結(jié)構(gòu)序所決定。通過(guò)研究生物鐘，如今已產(chǎn)生
了時(shí)間生物學(xué)、時(shí)間藥理學(xué)和時(shí)間治療學(xué)等新興學(xué)科。包括人類在內(nèi)的所有生物體為
適應(yīng)于伴隨著地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的晝夜更替，均要表現(xiàn)出可持續(xù)運(yùn)行的生物節(jié)律，哺乳
動(dòng)物等高等生物體的生物鐘系統(tǒng)就演化地十分復(fù)雜，主生物鐘位于大腦下丘腦視交叉
上核，外周生物鐘則位于肝臟、腎臟和腸道等器官。主鐘通過(guò)控制機(jī)體的行為、內(nèi)分
泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控著外周生物鐘。哺乳動(dòng)物生物鐘的主要刺激信號(hào)是光照和食物，
視網(wǎng)膜感光細(xì)胞接收到光信號(hào)并投射到視交叉上核，營(yíng)養(yǎng)信號(hào)通過(guò)食物中的化合物和
體內(nèi)激素信號(hào)直接參與外周生物鐘的調(diào)控。研究表明，人體正常的生理功能與生物節(jié)
律密切相關(guān)，如睡眠、免疫、行為、生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖等都依靠生物節(jié)律的平衡穩(wěn)定
才能保證正常和健康生命活動(dòng)，倘若生物節(jié)律發(fā)生紊亂，則會(huì)導(dǎo)致人體各種生理及心
理功能出現(xiàn)異常。

人類對(duì)生物鐘的認(rèn)識(shí)萌芽于18世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們逐漸認(rèn)識(shí)
到生物體的激素水平、新陳代謝和睡眠都由生物鐘精準(zhǔn)調(diào)控，發(fā)現(xiàn)了生物鐘基因及其
編碼的相關(guān)蛋白質(zhì)，闡明了人類和很多動(dòng)植物調(diào)整生物節(jié)律適應(yīng)由地球自轉(zhuǎn)造成晝夜
變換的方式，德國(guó)生物學(xué)家本林、德國(guó)生理學(xué)家阿紹夫和美國(guó)生物學(xué)家皮登覺(jué)等多名
科學(xué)家的卓越研究成就被世人廣泛接受，先后獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，生物節(jié)律及生物節(jié)律紊亂調(diào)節(jié)的研究重點(diǎn)聚焦于認(rèn)知功能的影
響和疾病發(fā)生的方向，生物鐘對(duì)人體的感知覺(jué)、學(xué)習(xí)和記憶、認(rèn)知能力、操作能力、
定向能力等密切相關(guān)、而生物鐘紊亂可導(dǎo)致內(nèi)臟多器官生理節(jié)律紊亂、疾病發(fā)生，同
時(shí)也可引起情感性疾病。現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，就業(yè)和競(jìng)爭(zhēng)壓力日趨激烈，許
多特殊作業(yè)環(huán)境，如空間站、南極北極、深潛遠(yuǎn)航，一些特殊作業(yè)規(guī)范，如連續(xù)數(shù)日
不能睡眠等均可引起人員的生物節(jié)律紊亂，影響他們的作業(yè)能力和效率。因此，探討
生物節(jié)律與認(rèn)知的關(guān)系是生命科學(xué)不可回避的課題。

我們組織海軍軍醫(yī)大學(xué)多學(xué)科專家編寫此書，全書共七章，論述了生物節(jié)律及其
調(diào)節(jié)機(jī)制，闡述了生物節(jié)律紊亂對(duì)睡眠障礙、神經(jīng)認(rèn)知與神經(jīng)內(nèi)分泌、心理狀態(tài)及消
化系統(tǒng)的影響機(jī)制，并提出干預(yù)措施，特別介紹了密閉空間環(huán)境作業(yè)人員生物節(jié)律紊
亂的研究進(jìn)展和防治策略，為生命科學(xué)特別是從事特殊環(huán)境人群作業(yè)效能維護(hù)和提升
相關(guān)研究人員提供了指南。

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FOREWORD

前　言

王川，博士，海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍特色醫(yī)學(xué)中心副研究員，航海人因工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)負(fù)責(zé)人，主要研究方向是航海人因工程。現(xiàn)任分子神經(jīng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，科技部核電安全監(jiān)控技術(shù)與裝備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室客座研究員、中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)生物力學(xué)專業(yè)委員會(huì)副主任委員。入選海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍特色醫(yī)學(xué)中心科技創(chuàng)新卓越人才工程。主持軍委及海軍等各類軍事課題16項(xiàng)，主持制定軍用標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，參與課題9項(xiàng)。先后組織完成多批次、多人次、長(zhǎng)時(shí)程深海密閉環(huán)境模擬艙大型人體封艙試驗(yàn)，被央視CCTV-7，央廣軍事、國(guó)防時(shí)空、《人民海軍報(bào)》等多家權(quán)威媒體廣泛報(bào)道。發(fā)表SCI論文5篇，EI論文27篇，獲得授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)，實(shí)用新型專利3項(xiàng)，軟件著作權(quán)7項(xiàng)，編寫著作4部。2015、2016、2017連續(xù)三年獲得中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)頒發(fā)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程研究個(gè)人突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。2019年在和中央軍委聯(lián)合主辦的源創(chuàng)杯創(chuàng)新創(chuàng)意大賽全國(guó)總決賽獲獎(jiǎng)，海軍唯一獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

第一章　生物節(jié)律及其調(diào)節(jié)機(jī)制1

第一節(jié)　生物節(jié)律的研究歷史1

一、節(jié)律1

二、生物節(jié)律概念2

三、生物節(jié)律的研究歷史3

第二節(jié)　生物節(jié)律的基本特征7

一、生物節(jié)律簡(jiǎn)介7

二、生物節(jié)律的分子特征8

三、人體生物節(jié)律的特征11

四、中醫(yī)理論中人體生物節(jié)律的基本特征11

第三節(jié)　生物鐘的生理基礎(chǔ)14

一、生物鐘的概念14

二、生物鐘的生理基礎(chǔ)15

三、生物節(jié)律對(duì)健康的影響 18

第四節(jié)　生物鐘基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)20

一、生物鐘基因20

二、生物節(jié)律基因的調(diào)節(jié)24

三、生物鐘基因網(wǎng)絡(luò)26

第五節(jié)　生物節(jié)律紊亂和疾病30

一、健康新定義30

二、生物節(jié)律與疾病32

三、生物節(jié)律對(duì)生理功能的影響32

四、生物鐘紊亂如何導(dǎo)致疾病33

第六節(jié)　生物節(jié)律的影響因素38

一、褪黑素：調(diào)節(jié)生物鐘的分子38

二、褪黑素的分泌特點(diǎn)39

三、生物鐘的精細(xì)調(diào)節(jié)機(jī)制40

四、深入剖析生物鐘的深遠(yuǎn)作用41

第二章　生物節(jié)律紊亂與睡眠障礙44

第一節(jié)　睡眠障礙概述47

一、發(fā)病原因及機(jī)制48

二、睡眠障礙的臨床分類49

第二節(jié)　睡眠障礙的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法50

一、失眠51

二、睡眠過(guò)多51

三、夜驚51

四、夜游52

五、夢(mèng)魘52

六、發(fā)作性嗜睡病52

七、皮克威克綜合征53

第三節(jié)　睡眠障礙與作業(yè)能力53

一、輪班工作睡眠障礙53

二、軍事人員睡眠障礙56

第四節(jié)　生物節(jié)律基因和睡眠與覺(jué)醒節(jié)律75

一、晝夜節(jié)律研究的發(fā)展76

二、晝夜節(jié)律睡眠-覺(jué)醒障礙77

三、非24小時(shí)睡眠-覺(jué)醒障礙79

四、不規(guī)則睡眠-覺(jué)醒節(jié)律障礙81

五、未另行說(shuō)明的晝夜節(jié)律紊亂82

第五節(jié)　空間環(huán)境對(duì)睡眠障礙的影響82

一、種族（民族）對(duì)睡眠的影響82

二、用睡眠換工作時(shí)間83

三、職業(yè)環(huán)境中的睡眠剝奪和睡眠障礙84

四、睡眠、貧困和鄰里因素85

五、家庭和學(xué)校環(huán)境的影響85

六、臥室內(nèi)外的科技85

七、全球化和24/7全天候社會(huì)86

八、公共安全和公共政策86

第三章　生物節(jié)律紊亂與神經(jīng)認(rèn)知102

第一節(jié)　神經(jīng)認(rèn)知概述102

一、科學(xué)起源102

二、神經(jīng)認(rèn)知的細(xì)胞學(xué)機(jī)制105

三、功能神經(jīng)解剖學(xué)105

四、認(rèn)知產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)模式107

五、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)有待解決的問(wèn)題109

六、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的未來(lái)109

第二節(jié)　用于評(píng)估人類認(rèn)知過(guò)程晝夜節(jié)律的方法110

一、評(píng)估人類神經(jīng)認(rèn)知的方法110

二、評(píng)估人類認(rèn)知晝夜節(jié)律的方法115

第三節(jié)　節(jié)律紊亂與注意力、工作記憶和執(zhí)行功能117

一、注意力概述117

二、注意力的晝夜節(jié)律123

第四節(jié)　生物節(jié)律與學(xué)習(xí)記憶功能127

一、學(xué)習(xí)和記憶的概述128

二、記憶功能的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)130

三、生物鐘調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制135

第五節(jié)　生物節(jié)律與其他神經(jīng)認(rèn)知功能137

一、生物節(jié)律對(duì)感知覺(jué)的調(diào)控137

二、生物節(jié)律對(duì)物體識(shí)別、運(yùn)功控制、語(yǔ)言功能的調(diào)控145

三、生物節(jié)律對(duì)社交行為的調(diào)控147

第六節(jié)　節(jié)律紊亂導(dǎo)致認(rèn)知障礙及其干預(yù)措施147

一、晝夜節(jié)律紊亂對(duì)認(rèn)知功能的影響147

二、晝夜節(jié)律紊亂與認(rèn)知障礙149

三、晝夜節(jié)律紊亂影響認(rèn)知功能的干預(yù)措施155

第四章　生物節(jié)律紊亂與心理狀態(tài)162

第一節(jié)　心理狀態(tài)概述162

一、研究歷史162

二、心理狀態(tài)的性質(zhì)164

三、分類標(biāo)準(zhǔn)165

四、判斷標(biāo)準(zhǔn)166

第二節(jié)　心理狀態(tài)評(píng)估的方法169

一、心理評(píng)估簡(jiǎn)介169

二、訪談評(píng)估171

三、行為評(píng)估173

四、測(cè)驗(yàn)評(píng)估175

五、生理評(píng)估179

第三節(jié)　生物節(jié)律與心理功能180

一、生物節(jié)律影響心理功能的主要表現(xiàn)180

二、生物節(jié)律影響心理功能的重要因素183

第四節(jié)　節(jié)律紊亂導(dǎo)致心理疾病及干預(yù)措施188

一、節(jié)律紊亂導(dǎo)致心理疾病188

二、節(jié)律紊亂導(dǎo)致心理疾病的干預(yù)措施190

第五章　生物節(jié)律紊亂與神經(jīng)內(nèi)分泌204

第一節(jié)　神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成及調(diào)控204

一、下丘腦204

二、下丘腦-腺垂體-外周靶腺軸206

三、下丘腦-神經(jīng)垂體與外周靶組織209

四、松果體、視交叉上核210

五、腦脊髓與其他神經(jīng)內(nèi)分泌有關(guān)區(qū)域211

六、神經(jīng)類固醇激素 212

七、周圍器官內(nèi)分泌激素對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和機(jī)能的影響213

第二節(jié)　內(nèi)分泌與神經(jīng)認(rèn)知215

一、下丘腦-垂體-性腺軸激素與認(rèn)知功能215

二、下丘腦-垂體-腎上腺軸激素與認(rèn)知功能220

三、下丘腦-垂體-甲狀腺激素與認(rèn)知功能222

四、其他與認(rèn)知功能相關(guān)的激素223

第三節(jié)　神經(jīng)內(nèi)分泌和睡眠障礙224

一、睡眠與內(nèi)分泌224

二、睡眠周期與內(nèi)分泌225

三、睡眠障礙對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌的影響225

四、神經(jīng)內(nèi)分泌對(duì)睡眠的調(diào)節(jié)229

第四節(jié)　生物節(jié)律與神經(jīng)內(nèi)分泌231

一、神經(jīng)內(nèi)分泌的生物節(jié)律231

二、不同內(nèi)分泌激素的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)232

三、生物鐘調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌晝夜節(jié)律的機(jī)制 235

第五節(jié)　節(jié)律紊亂導(dǎo)致神經(jīng)內(nèi)分泌疾病及其干預(yù)措施237

一、內(nèi)分泌軸的節(jié)律紊亂237

二、節(jié)律紊亂導(dǎo)致的神經(jīng)內(nèi)分泌疾病240

三、干預(yù)措施243

第六章　生物節(jié)律紊亂與消化系統(tǒng)249

第一節(jié)　消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與生理249

一、消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)249

二、消化系統(tǒng)生理功能254

第二節(jié)　腦腸軸概述263

一、大腦到腸道的信號(hào)通路264

二、腸道到大腦的信號(hào)通路265

三、腸神經(jīng)系統(tǒng)267

四、腦-腸-微生物群軸269

第三節(jié)　生物節(jié)律與消化系統(tǒng)276

一、生物節(jié)律與消化道276

二、生物節(jié)律與消化腺279

三、生物節(jié)律與腸道菌群281

第四節(jié)　生物節(jié)律紊亂與消化系統(tǒng)疾病及干預(yù)措施283

一、胃食管反流病284

二、消化性潰瘍285

三、腸易激綜合征287

四、炎癥性腸病289

五、脂肪肝291

六、消化系統(tǒng)腫瘤293

第七章　密閉空間環(huán)境作業(yè)人員生物節(jié)律紊亂300

第一節(jié)　密閉空間環(huán)境特點(diǎn)300

一、航空密閉空間環(huán)境300

二、航天密閉空間環(huán)境301

三、深海密閉空間環(huán)境302

第二節(jié)　密閉空間環(huán)境對(duì)作業(yè)人員生物節(jié)律的影響302

一、航空作業(yè)人員302

二、航天作業(yè)人員305

三、深海作業(yè)人員307

第三節(jié)　密閉空間作業(yè)人員生物節(jié)律紊亂的調(diào)控干預(yù)309

一、遠(yuǎn)程飛行航空衛(wèi)生保障309

二、跨多時(shí)區(qū)航線飛行員生物節(jié)律紊亂風(fēng)險(xiǎn)控制311

三、航天艙室中作業(yè)人員生物節(jié)律的穩(wěn)定控制313

四、潛艇作業(yè)人員睡眠障礙治療315

五、密閉空間作業(yè)生物節(jié)律紊亂改善的光策略317