Những nghiên cứu trong mấy thập niên gần đây đã phát hiện hàng trăm loại biến đổi có chu kỳ ở nhiều loài động vật kể cả ở người. Một môn khoa học mới ra đời, đó là thời sinh học (chronobiology) chuyên nghiên cứu những đặc điểm về thời gian của các hiện tượng sinh học. Qua đó lại mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới cho y học như: dược lý thời khắc (nghiên cứu tác dụng theo thời gian của thuốc...), bệnh học thời khắc, độc học thời khắc...
Thời sinh học là gì?
Thuật ngữ "thời sinh học" có xuất xứ gồm những từ nguyên Hy Lạp: "chronos" có nghĩa là thời gian, "bio" là sống và "logos" là khoa học. Như vậy nó là ngành khoa học nghiên cứu thời gian của những hoạt động sinh học, để xác lập cái được gọi là "cấu trúc sinh học theo thời gian" của các loài sinh vật kể cả người. Là nghiên cứu những thay đổi sinh học tùy thuộc vào từng thời khắc, những cơ chế điều hòa, cũng như những hoàn cảnh môi trường có thể tác động ảnh hưởng đến các thay đổi đó.
  Nhiều hiện tượng sinh học trong cơ thể con người có hoạt động theo chu kỳ định sẵn. |
Chu kỳ hoạt động mang tính thời gian
Thời sinh học giúp nhận biết ở những thời khắc nào cơ thể sinh vật có sức đề kháng kém. Trong thập niên 80 của thế kỷ vừa qua, ở Hoa Kỳ, kết quả nghiên cứu trên hàng nghìn trường hợp bệnh, đã xác nhận các triệu chứng và bệnh không biểu hiện ngẫu nhiên trong ngày cũng như trong năm, mà thường xuất hiện nhiều hơn trong một số giờ và một số mùa nhất định.
Nghiên cứu nhịp ngày đêm, người ta thấy khoảng thời gian 1 giờ đêm giấc ngủ thường không sâu, dễ nhạy cảm với những cơn đau, 2 giờ đêm các bộ phận cơ thể đều hoạt động ở mức thấp nhất; riêng gan đến lúc đó hoạt động tích cực để thải độc... Và 9-10 giờ sáng tinh thần hưng phấn, sự nhạy cảm với những cơn đau giảm.
Khả năng làm việc của cơ tim thường giảm đi 2 lần trong ngày vào lúc 13 giờ và 21 giờ. Trong khi ngủ tim đập chậm hơn, lượng máu bơm đi trong hệ tuần hoàn vì thế cũng giảm làm cho cả huyết áp động mạch lẫn tĩnh mạch đều giảm. Tần số co bóp của tim và mạch đập tụt xuống thấp nhất vào lúc gần sáng (cuối giấc ngủ) lúc đó máu tụ lại ở các buồng phổi - điều đó cắt nghĩa rõ các cơn ho lúc đêm gần về sáng ở những người bị viêm phổi.
Qua việc ghi nhận các dòng điện tim có thể phát hiện ra những biến đổi đặc biệt theo thời gian trong ngày ở ngay những người khỏe vì những dòng điện đi kèm mỗi lần co bóp phản ánh rất nhạy hoạt động của tim. Nếu cơ tim bị thương tổn nhất là khi bị nhồi máu, trên điện tâm đồ sẽ không còn thấy nhịp biến đổi ngày đêm nữa.
Huyết áp động mạch thường cao nhất vào 18 giờ và thấp nhất vào khoảng 8-9 giờ. Các mao mạch thường giãn nở tối đa vào 18 giờ và co lại nhiều nhất vào 2 giờ sáng. Máu có nhiều huyết tố cầu nhất là khoảng 11-13 giờ, và ít hơn cả là vào 16-18 giờ.
Còn nhãn áp thì tăng buổi sáng, giảm vào buổi chiều. Tiểu tiện thì nhiều về ban ngày, ít về ban đêm; nhưng ở một số bệnh thì quy luật này bị đảo lộn - bài tiết nước tiểu cực đại lại về đêm.
Khả năng lao động mạnh hay yếu của cơ thể cũng theo thời khắc: lao động yếu hơn thường vào khoảng thời gian 2-5 giờ sáng và 12-14 giờ trưa; lao động khỏe hơn vào lúc 8-12 giờ sáng và 14-17 giờ chiều.
Nhịp sinh học theo mùa thì lông tóc người mọc chậm nhất vào tháng giêng và nhanh nhất vào tháng 9. Tim đập mạnh nhất về mùa hè và yếu nhất về mùa đông. Huyết cầu tố, thể tích hồng cầu, protein huyết tương, nồng độ clo trong máu cho các số liệu cao nhất về mùa nóng. Chuyển hóa cơ bản phản ánh hoạt động của tuyến giáp tương đối thấp về mùa rét, so với mùa xuân và mùa hè. Còn pH máu thì thấp nhất vào tháng 4 (7,37) và cao nhất vào mùa hè (7,46). Như vậy là thời gian hoạt động trong ngày của một cơ quan nhất định có thể thay đổi theo mùa trong năm.
Khả năng rộng mở
Cơ thể chúng ta được coi như một đồng hồ sinh học lớn, trong đó có nhiều loại đồng hồ sinh học nhỏ. Mỗi tế bào, mỗi tạng của cơ thể đều có "đồng hồ nhỏ" riêng, còn trong não thì có "đồng hồ lớn". Các "đồng hồ" hoạt động theo các chu kỳ riêng theo một quy luật nhất định. Do đó cần nghiên cứu các loại hoạt động của từng "đồng hồ" - nghĩa là của từng bộ phận, cơ quan của cơ thể để phòng tránh bệnh tật, điều trị và cho dùng thuốc có kết quả tối ưu.
Những chu kỳ hoạt động sinh lý của con người (như thức ngủ, tổng hợp protein, phân chia tế bào...) đều được chính các "đồng hồ" của cơ thể quy định, chứ không phải do môi trường xung quanh. Tuy nhiên, các đồng hồ sinh học phải được điều hòa phù hợp để luôn "chạy" đúng, tính chu kỳ không bị rối loạn.
Quá trình nghiên cứu nhịp sinh học lại mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới cho y học như: bệnh học thời khắc (chronopathology), trị liệu thời khắc (chronotherapy) và dược lý thời khắc (chronopharmacology),...
Việc nghiên cứu các nhịp sinh học đã đi đến 3 nhận xét quan trọng: Một số bệnh là hậu quả của rối loạn nhịp sinh học. Triệu chứng nhiều bệnh có những biểu hiện chu kỳ, có thể làm cơ sở cho chẩn đoán. Dùng thuốc chữa bệnh phải tính toán giờ giấc cho thuốc.
Sự chuyển hóa trong cơ thể không phải lúc nào cũng như nhau, các enzym hoạt động theo nhịp 24 giờ, lúc mạnh lúc yếu, vì thế khả năng chuyển hóa thuốc của cơ thể cũng biến đổi tương ứng. Sức chịu đựng các yếu tố độc hại của cơ thể thay đổi theo một chu kỳ có thể biết trước. Khi hiểu biết đầy đủ về điều này, người thầy thuốc sẽ ý thức được nên sử dụng loại thuốc nào cũng như vào thời khắc nào là tốt nhất để điều trị cho người bệnh. Qua thực nghiệm trên động vật, trị liệu theo thời gian giúp làm tăng hiệu quả của dược phẩm khi sử dụng vào thời điểm hợp lý hoặc làm giảm độc tính, hay kết hợp cả hai. Từ đó sẽ có những phương thức điều trị thuận tiện và hiệu quả cao hơn. Bởi vậy việc nghiên cứu thời điểm cho thuốc để đạt hiệu quả tối ưu cho từng loại thuốc tự nhiên được đặt ra, và đã có nhiều công trình khoa học làm sáng tỏ vấn đề này. Một môn khoa học mới được hình thành đó là môn "dược lý thời khắc" - một ngành chuyên khoa của thời sinh học.
BS. Vũ Định