Circadiane Rhythmen: Was sind sie und in welche biologischen Funktionen greifen sie ein

Der Mensch ist ein Gewohnheitstier. Unser Leben ist in Mustern strukturiert, die sich von Zeit zu Zeit wiederholen, und das gleiche gilt für unsere Körperfunktionen. Es gibt bestimmte biologische Schwingungen und Rhythmen, die sich ungefähr alle 24 Stunden wiederholen: sind die sogenannten circadianen Rhythmen, bezogen auf Prozesse wie die Regulierung der Körpertemperatur oder Schlaf und Wachheit.

In diesem Artikel erklären wir, was circadiane Rhythmen sind und wie sie funktionieren, und stellen eines der bekanntesten Beispiele vor: den Schlaf-Wach-Rhythmus. Darüber hinaus sagen wir Ihnen, was die wichtigsten Störungen im Zusammenhang mit diesen biologischen Rhythmen sind.

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Was sind circadiane Rhythmen?

Unser tägliches Leben wird von einer Vielzahl von Routinen und Mustern getragen, die in einem bestimmten zeitlichen Rhythmus ablaufen. Normalerweise gehen wir nachts ins Bett und wachen am nächsten Tag 7 oder 8 Stunden später auf. Auch unsere Essgewohnheiten

werden nach einem bestimmten Tagesablauf geplant: Frühstück, Mittagessen, Snack und Abendessen. All diese biologischen Rhythmen ordnen und geben unserem täglichen Leben Kohärenz.

Die Chronobiologie, die Wissenschaft, die diese biologischen Rhythmen untersucht, klassifiziert sie wie folgt: infradiane Rhythmen, die mit einer Kadenz von mehr als 24 Stunden auftreten (S. Ex. der Menstruationszyklus); ultradiane Rhythmen, die in Zyklen von weniger als 24 Stunden auftreten (S. Ex. Pulsschlag); und circadiane Rhythmen, die sich etwa alle 24 Stunden wiederholen.

Circadiane Rhythmen sind interne biologische Prozesse unseres Körpers, die sich mit einem zeitlichen Rhythmus von etwa 24 Stunden wiederholen, wie wir kommentiert haben. Diese periodischen Schwankungen oder biologischen Rhythmen regulieren unsere tägliche Stoffwechsel-, Hormon- und Verhaltensaktivität. Körperfunktionen ebenso wichtig für das Überleben wie Regulierung der Körpertemperatur oder des Schlaf-Wach-Rhythmus sie arbeiten auf der Grundlage dieser zirkadianen Rhythmen.

Diese Rhythmen zeichnen sich dadurch aus, dass sie selbsterhaltend und ausdauernd sind, auch ohne äußere oder umweltbedingte Reize. Sie sind genetisch bedingt und keine ausschließliche Eigenschaft des Menschen, da sie in allen Arten von Lebewesen (vom Einzeller bis zum Säugetier) gefunden wurden.

Zirkadiane Rhythmen haben einen großen Anpassungswert, da sie die Funktion der "inneren Uhr" erfüllen durch die unser Körper eine Repräsentation der äußeren Zeit modelliert und baut, mit der er in der Lage ist, ein kohärentes Modell zu erstellen und a Übereinstimmung zwischen Umweltereignissen und der Organisation der eigenen biologischen Funktionen, um mehr oder weniger auf äußere Bedingungen reagieren zu können vorhersagbar.

Die innere biologische Uhr

Beim Menschen werden circadiane Rhythmen erzeugt durch eine innere biologische Uhr im Hypothalamus, insbesondere in den suprachiasmatischen Kernen. Diese Gruppe von Neuronen, die sich im medialen Teil der hypothalamischen Strukturen befindet, empfängt Informationen der Lichtintensität durch Photorezeptorzellen und Ganglienzellen des Netzhaut.

In diesen Ganglienzellen kommt Melanopsin vor, ein Protein, das unter anderem an der Regulation des circadianen Rhythmus und des Pupillenreflexes beteiligt ist. Dieser Mechanismus findet sich in verschiedenen "inneren Uhren", die über verschiedene Gewebe verteilt sind, die als periphere Oszillatoren bezeichnet werden. Diese Uhren sind in der Lage, eine zeitliche Ordnung in verschiedenen Aktivitäten des Organismus zu strukturieren, so dass sie mit einer regelmäßigen Zeit schwingen.

Diese zeitlichen Schwankungen werden vom Organismus als zeitliche Referenz verwendet, um die verschiedenen biologischen Rhythmen der Körperfunktionen wie: die Regulierung der Körpertemperatur, des Blutdrucks, des Sauerstoffverbrauchs oder des Schlafzyklus und Mahnwache.

Letztlich sind innere biologische Uhren für die Produktion und Regulierung des circadianen Rhythmus verantwortlich. ja ok das Hauptsignal, das diese Rhythmen beeinflusst, ist das Tageslicht (die Gene, die biologische Uhren steuern, ein- oder ausschalten können), kann jede Veränderung dieser Hell-Dunkel-Zyklen das Verhalten der Uhren stören (beschleunigen oder verlangsamen), mit der daraus folgenden Verschlechterung der Funktion der Rhythmen circadiane.

Zirkadiane Rhythmen und Schlaf

Zirkadiane Rhythmen helfen uns, Schlafmuster zu strukturieren, in dem, was wir den Wach-Schlaf-Zyklus nennen. Die wichtigsten biologischen Uhren im suprachiasmatischen Kern Melatonin produzieren, eine Substanz, die als Schlafregulator wirkt, Unter anderen Funktionen. Die Synchronisation zirkadianer Rhythmen basiert auf rhythmischen Veränderungen in der Expression einiger Gene, die die inneren Uhren kontrollieren.

Auch die Wirkung von Melatonin folgt einem Muster: In der Nacht kommt es zu einer vermehrten Ausschüttung dieser Substanz und zu einer allgemeinen Abnahme der neuronalen Verhaltensfunktionen. Dieser Anstieg des Melatoninspiegels korreliert mit einer Zunahme der Schläfrigkeit und auch mit der Abnahme der Körpertemperatur. Im Gegenzug wird eine Zunahme des Blutflusses zu den am weitesten distal gelegenen Regionen der Haut mit dem daraus resultierenden Wärmeverlust induziert.

Das Vorhandensein von Tageslicht oder Lärmbelästigung in der Nacht kann die Melatoninproduktion verändern und somit den zirkadianen Rhythmus stören. Ebenso kann die Tatsache, dass es während des Schlafvorgangs oder beim Betreten Lichtquellen gibt, bedeuten, dass sezernieren die Hormone, die für die vorzeitige Einleitung des Aktivierungsprozesses verantwortlich sind, was zu Veränderungen im Zyklus von schlaf-wach.

Hier sind einige Beispiele für zirkadiane Schlafrhythmusstörungen.

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Circadiane Schlafrhythmusstörungen

Circadiane Schlafrhythmusstörungen sind Störungen, die im Schlaf-Wach-Rhythmus auftreten, wenn Es besteht eine Diskrepanz zwischen dem Schlafmuster einer Person und der Zeit, die sie benötigen, um einzuschlafen oder zu sein Erwachen. Die häufigsten sind die folgenden:

1. Verzögertes Schlafphasensyndrom

Menschen mit diesem Syndrom haben Schwierigkeiten, zu einer gesellschaftlich akzeptablen Zeit einzuschlafen, und sie neigen dazu, spät ins Bett zu gehen (S. Ex. um 2 Uhr morgens). Die Struktur und Dauer des Schlafes sind normal, aber diese Verzögerung der Schlafenszeit verursacht sie Probleme bei der Arbeit, in der Schule und im sozialen Bereich (zu spät zu Arbeitstreffen, Schule, usw.). Was ist mehr, Menschen mit diesem Syndrom haben Schwierigkeiten beim Aufstehen und haben übermäßige Morgenschläfrigkeit.

2. Frühes Schlafphasensyndrom

Menschen mit dieser zirkadianen Rhythmusstörung haben eine normale Schlafstruktur und -dauer, gehen aber viel früher zu Bett, als es gesellschaftlich vorgeschrieben ist (z. Ex. Um 6 Uhr abends).

Diese Vorschau der Schlafphase es tritt normalerweise häufiger bei älteren Menschen auf, aber auch bei kleinen Jungen young. Wie beim verzögerten Schlafphasensyndrom verursacht diese Störung die Patient starke abendliche Schläfrigkeit und Schwierigkeiten, abends wach zu bleiben und die Nacht.

3. Jetlag-Syndrom

Jetlag oder Jetlag-Syndrom ist eine der bekanntesten zirkadianen Rhythmusstörungen und tritt auf, wenn die Uhr biologisches Inneres bleibt im Schlaf-Wach-Rhythmus der Zeitzone fixiert, in der sich die Person aufgehalten hat Vorzeitigkeit. Zu den Symptomen gehören: Schwierigkeiten beim Einschlafen zu einer gesellschaftlich akzeptablen Zeit und Tagesschläfrigkeit.

Anscheinend, Symptome können je nach Fahrtrichtung in Bezug auf die Rotationsachse des Planeten variieren. Bei Fahrten nach Westen kommt es zu einem relativen Vorrücken in der Schlafphase; und wenn sie im Osten sind, gibt es eine Verzögerung. Im Durchschnitt kann sich die innere biologische Uhr jedoch täglich zwischen 1 und 2 Stunden ändern, obwohl es Menschen gibt, die besser auf „Jetlag“ reagieren (aufgrund einer genetischen Veranlagung).

4. Schichtarbeitsstörung

Diese zirkadiane Schlafrhythmusstörung tritt auf, wenn eine Person gezwungen ist, während ihres normalen Schlaf-Wach-Zyklus wach zu sein. Sie tritt in der Regel hauptsächlich bei Arbeitnehmern auf, die einem Regime oder Schichtsystem unterliegen, sowohl nachts als auch in der Morgendämmerung oder im Wechsel, wobei letztere die meisten Störungen verursachen. Zu den Symptomen gehören: Schläfrigkeit, verminderte kognitive Fähigkeiten und Schlaflosigkeit.

5. Hyperniktemerales Syndrom

Hyperniktemerales Syndrom oder Schlaf-Wach-Störung, die nicht 24 Stunden dauert, werden normalerweise durch Blindheit, Veränderungen der Lichtempfindlichkeit oder umweltbedingte oder hormonelle Faktoren verursacht. Dieses Syndrom bewirkt, dass die Person ihr Schlafmuster täglich ändert change, normalerweise 1 bis 2 Stunden später jeden Tag. Die innere biologische Uhr dieser Patienten tendiert dazu, die Dauer von 1 Tag auf 25 Stunden einzustellen.

Es kann aus vielen Gründen auftreten. Die häufigste Ursache ist Blindheit, aber es gibt auch andere wie Veränderungen der Lichtempfindlichkeit, umweltbedingte und hormonelle Faktoren. Aufgrund dieses Problems ändert sich Ihre bevorzugte Schlafperiode jeden Tag, normalerweise 1 bis 2 Stunden später jeden Tag. Aus unbekannten Gründen neigt Ihre interne "Uhr" dazu, einen "Tag" von 25 Stunden zu halten.

6. Unregelmäßiges Schlaf-Wach-Rhythmus-Syndrom

Diese Schlafstörung des zirkadianen Rhythmus tritt aus verschiedenen Gründen auf: zum Beispiel, wenn Veränderungen der Lichtexposition oder altersbedingte Veränderungen des Gehirns (Demenz) senil). Menschen mit diesem Syndrom dösen oft in jedem 24-Stunden-Zeitraum intermittierend ein.

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