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1、似昼夜节律,Circadian rhythm,本章主要内容,了解似昼夜节律和“生物钟”的基本知识掌握时差效应的产生原因、主要表现、影响因素及克服措施 了解倒班作业及夜航中如何克服似昼夜节律的影响以提高工作效率了解航天活动中的似昼夜节律问题,一、似昼夜节律的基本知识,（一）生物节律现象,1.概念：生物功能和生活习性在内在时钟的控制下出现的周期性变化称为生物节律（biological rhythm），又叫生物钟(biological clock)。2.生物长期进化的结果 偶然性环境因素 周期性出现的环境因素,环境因素,3.生物节律的周期,范畴 亚日节律 近日节律 超日节律 区 近似半日节律 似昼夜
2、节律 周节律，月节律 近似2h节律 年节律节律现象 脑电图 休息活动 月经 心电图 睡眠觉醒 候鸟迁徙 呼吸 体温，内分泌 冬眠 困倦度 尿成分 一般代谢过程,生物节律的特点(1)普遍存在：在每一种已研究过的生物以及每一种已研究过的生理生化机能均已证实随着时间的推移出现有规律的节律性变化；(2)内源产生（生物钟驱动）：生物节律主要由生物或细胞内的时间结构（生物钟）所控制。生物钟使生物体能够测定时间和“预见”环境条件的规律性变化；(3)可同步化：在环境同步因子的作用下，生物体的生物钟可被调节精确地顺应环境中的周期性变化，与自然界变化同步。,（二）似昼夜节律,定义：人体生理心理功能近似以24 h为
3、一周期的内源性节律，称为似昼夜节律（Circadian rhythm）似昼夜节律的周期形成机理：自激内源性节律似昼夜节律和昼夜节律的区别,生物钟的实质：能自律地产生震荡信号的脑内结构。下丘脑的视交叉上核（SCN）为生物钟的整和中枢。,（三）生物钟的实质,松果体分泌褪黑素（melatonin）的意义:外源性的分泌，将外界的明暗变化转变为激素分泌量的改变。褪黑素可加强中枢的抑制过程而影响睡眠与觉醒，并影响到体温等生理节律。,明暗变化,视网膜,视觉中枢,交感N,松果体分泌,似昼夜节律的主要同步因素：光线的明暗改变,SCN,生物钟的实质（1）几个复杂的生物钟构成；（2）下丘脑视交叉上核整合；（3）某些
4、神经通路及外环境的同步因素与 似昼夜节律有关；（4）某些激素，如松果体分泌的褪黑素能影 响似昼夜节律的活动。,生物钟,1、高频生物钟；（如细胞放电、心跳、呼吸）2、中频生物钟；（昼夜）3、低频生物钟（比如 情绪、体力、智力的变化周期：情绪28天；体力23天；智力33天）,1.2.人体为什么会有这些变化呢？,它是控制我们机体的生理活动作周期性的变化的结构。,因为-我们身上有,三种不同的生物钟,目前，比较一致的看法是：由遗传因素所决定的，生物机体内所固有的内源性节律是形成似昼夜节律的内因，它由人体生物钟所控制；而外界环境的周期性变化则是对其施加“调制”影响的结果,1.3.生物钟是怎样形成的呢？,遗
5、传决定论,环境决定论,人的昼夜生物节律的变化是天生就有的,跟我们所生活的环境有关系,人体的许多生理、心理机能都具有昼夜节律性,下面图表是一些生理和心理活动的变化情况,心理功能的似昼夜节律午夜后警戒性降低持续注意能力、注意力分配和转移能力下降记忆能力下降反应速度下降思维能力下降编码、解码能力及计算能力下降 困倦程度升高情绪情感状态恶化感知觉功能降低,（五）生物节律现象在生物、医学方面的意义 小鼠X射线的敏感性，黑夜白天 家蝇对除虫菊的敏感性，下午3时最大 蟑螂对除虫菊的敏感性，下午5时半最大 蟋蟀三氯甲烷，晚11时 母鸡人工延长照明时间，多产蛋 人对洋地黄和胰岛素在凌晨4时最敏感 人对痛觉下午3
6、时最不敏感，拔牙,到此,我们做个简要总结:人体生物节律的周期性变化对我们适应环境来说具有重要的意义，这种节律化反应的结果是节省了我们的体力和脑力，增加解决实际问题的能力。带来的问题是：当环境有了改变时，我们的生物节律会发生什么样的变化？我们的工作和生活又将会受到什么样的影响呢？,二、时差效应,由于地理位置的不同，地球上不同地区之间存在时区差别，这种现象叫时差。,时差,90,西经7.5 东经7.5,本初子午线,北京,定义：由于快速跨越时区而引起的一系列不适应症称时差综合征（jet lag syndrome）或时差效应(jet lag effects)。（一）产生时差效应的原因:跨时区飞行 去同步
7、 时差效应,二、时差效应,再同步,人体的似昼夜节律具有可塑性，在新的环境昼夜周期影响下，可以逐步改变自身相位以获得再同步。人每天大约能向当地环境的昼夜节律移近1h。,现代喷气式飞机能在1h左右跨越一个时区，当飞机向东飞行时，一日的时间缩短，向西飞行时，一天的时间延长。,Q,（二）时差效应的主要表现,1.智力功能2.生理功能 去同步3.植物神经功能 睡眠障碍 胃肠道症状,如果向西飞越6个时区后，在抵达地的黄昏前和黄昏时，智力明显下降。降低8%,向东跨越时区飞行后，如果抵达地的中午前后智力活动水平下降10%。具体表现是：不能迅速集中注意力进行思考，精神抑郁，决断问题的时间及操纵反应时间延长等。,时
8、差效应会使人的智力活动水平降低,时差效应影响人的智力,体温、心血管、新陈代谢及内分泌等生理功能的昼夜生物节律均发生去同步，表现为：疲劳、失眠、胃肠道症状、排泄机能失调、性功能障碍等。,时差效应还会导致生理活动的紊乱,发生时差效应后,生理心理功能紊乱的程度跟很多因素有关,比如:个体的差异、飞行的方向、时区的差别、停留的时间等,时差效应影响人的生理活动,我们的生物节律有一定的可塑性,发生时差效应后,人体会自动调整各项机能的节律与外界环境的节律变化相适应.,正常的生物节律,生物节律紊乱,3.昼夜生物节律重建,重新适应环境,生物节律的重建一般不会瞬间完成，也并不是只要跨越时区飞行就会产生时差效应。跨越
9、时区飞行后是否会产生时差效应？时差效应的影响有多大？生物节律重建需要多长时间？主要跟以下一些因素有关。,跨越时区数,飞行方向,停留时间,个体差异,睡眠状态,华盛顿圣地亚哥（1h）俄克拉何马罗马（7h）俄克拉何马马尼拉（10h）三组里程大致相同，但跨越的时区不同。后两者出现了明显的时差效应。,跨越的时区数对时差效应的影响,返回,再同步速率,心率等 体温向东慢 56分/天 1115天向西快 88分/天 612天,返回,个体差异对时差效应的影响,较快 较慢习惯夜间工作 习惯早上工作外向性格 内向性格轻度神经过敏 高度神经过敏心率、呼吸频率低 高者节律易改变者 节律较稳定者时间信号强者 时间信号弱者调
10、节幅度低者 高者,返回,（四）克服时差效应的措施,合理安排作息时间保证足够的睡眠规定适当的工作负荷改善长途飞行条件注意飞行人员的选拔药物调节及在战时的应用,合理安排作息时间，基本要求是飞行前24h保证充分的休息和睡眠；跨时区飞行后立即返航的机组人员，至少保证14h的休息；跨时区超过4个，航线飞行又在24h以上者，需增加休息时间。增加的休息时间(h)=跨越的时区数8(经验系数)安排洲际航线飞行任务，应全面考虑时差效应和各阶段的休息时间。,返回,1.根据飞行时相与方向，取不同睡眠方式 日间飞行 夜间飞行 _向东（缩短）夜间良好睡眠 上午小睡，下午大睡，夜晚早睡向西（延长）均应早休息，长睡眠,2.常
11、把机组人员飞行结束后24h的睡眠分为两部分，即先安排34h的睡眠，在继续执行任务前应有较长时间的睡眠。,返回,规定适当的工作负荷各国民航部门对飞行时限的基本要求是：每年有2个月的休息时间。运输机大致安排：每月 100h 每季度 300h 每年 1000h 中国民航规定：运输机机组人员 每日 8h,10 h 每月 80h,100h 每年 800h,1000h.,返回,改善长途飞行条件为保证飞行机组人员与乘客的安全与舒适，应注意采取的措施有1）防止缺氧和舱内空气污染2）飞行前应有足够的休息和睡眠，避免航行中疲劳3）飞行中严禁吸烟与饮酒4）按计划时间喝茶与咖啡，有助于加速似昼夜节 律时相调节5）航行
12、中应吃高糖及富含蛋白质的食物，少吃油腻 含脂肪的食物6）制定长途飞行计划时，应注意减少飞行值班时间，延长飞行后休息时间，限制夜航次数，保持作息 稳定,返回,药物调节及其在战时的应用 催眠药物：促进睡眠，保证充足的睡眠 兴奋药物：维持长时间觉醒，提高节律低点的 工作效率，促进再适应过程,返回,(二）其它措施1.体育锻炼 2.合理饮食3.利用光线对节律进行调整4.使用催眠药或中枢兴奋类药物,旅客时差效应的防治1）抵达后严格按照当地时间作息，如昼间尽量 不睡，并应尽量参加外界活动；2）按照飞行方向改变自己的睡眠觉醒周期，如向西 飞行途中不要入睡，向东飞行途中争取入睡或抵 达后小睡；3）若有可能，飞行
13、前可采取预适应措施，即提前按 抵达地昼夜节律作息；该措施对有重要任务的旅 客尤为重要；4）飞行后按照当地用餐时间进食，早餐吃高蛋白食 物，午餐进食低蛋白、高糖食物，并可适时饮茶 和咖啡等。,三、倒班作业与似昼夜节律,夜间飞行训练夜间战斗值班夜间紧急起飞战斗民航夜间飞行倒班作业节律失调 人们习惯：白天工作学习；夜晚休息睡眠如果时相颠倒，使习惯的工作和生活节律打乱，即可产生似昼夜节律的改变。,提高倒班作业中工作能力的措施（一）加强对飞行人员的睡眠管理 1.轮换值勤 2.寻机小睡 3.短睡训练 4.提前打盹,四、航天中的似昼夜节律,自主性节律：在缺乏外界时间信息条件下仍能继续保持的生理节律称自激节律或自主性节律（self rhythm）。它属于内源性的节律。,内源性节律的基本特征：即使无光照等周期性变化的同步因素，其似昼夜节律虽稍偏移，但仍持续存在。,返回,图1,觉醒期,睡眠期,体温节律顶峰,这这平均周期,返回,
