Was sind zirkadiane Rhythmen?

Zirkadiane Rhythmen sind körperliche, geistige und Verhaltensänderungen, die einem täglichen Zyklus folgen. Sie reagieren in erster Linie auf Licht und Dunkelheit in der Umgebung eines Organismus. Nachts zu schlafen und tagsüber wach zu sein, ist ein Beispiel für einen lichtbedingten zirkadianen Rhythmus. Circadiane Rhythmen sind in den meisten Lebewesen zu finden, darunter Tiere, Pflanzen und viele kleine Mikroben. Das Studium der zirkadianen Rhythmen wird als Chronobiologie bezeichnet.

Was sind biologische Uhren?

Biologische Uhren sind das angeborene Zeitmessgerät eines Organismus. Sie bestehen aus spezifischen Molekülen (Proteinen), die in Zellen im ganzen Körper interagieren. Biologische Uhren sind in fast jedem Gewebe und Organ zu finden. Forscher haben ähnliche Gene bei Menschen, Fruchtfliegen, Mäusen, Pilzen und vielen anderen Organismen identifiziert, die für die Herstellung der Komponenten der Uhr verantwortlich sind.

Sind biologische Uhren dasselbe wie zirkadiane Rhythmen?

Nein, aber sie sind verwandt. Biologische Uhren produzieren zirkadiane Rhythmen und regulieren ihr Timing.

Was ist die Hauptuhr?

Eine Hauptuhr im Gehirn koordiniert alle biologischen Uhren eines Lebewesens und hält die Uhren synchron. Bei Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, ist die Hauptuhr eine Gruppe von etwa 20.000 Nervenzellen (Neuronen), die eine Struktur bilden, die als suprachiasmatischer Kern oder SCN bezeichnet wird. Die SCN befindet sich in einem Teil des Gehirns, dem Hypothalamus, und erhält direkten Input von den Augen.

Macht und behält der Körper seine eigenen zirkadianen Rhythmen?

Natürliche Faktoren im Körper produzieren zirkadiane Rhythmen. Aber auch Signale aus der Umwelt beeinflussen sie. Der wichtigste Hinweis, der den zirkadianen Rhythmus beeinflusst, ist das Tageslicht. Dieses Licht kann Gene ein- oder ausschalten, die die Molekularstruktur von biologischen Uhren steuern. Das Ändern der Hell-Dunkel-Zyklen kann sowohl biologische Uhren als auch zirkadiane Rhythmen beschleunigen, verlangsamen oder zurücksetzen.

Beeinträchtigen zirkadiane Rhythmen die Körperfunktionen und die Gesundheit?

Ja. Circadiane Rhythmen können Schlaf-Wach-Zyklen, Hormonausschüttung, Essgewohnheiten und Verdauung, Körpertemperatur und andere wichtige Körperfunktionen beeinflussen. Biologische Uhren, die schnell oder langsam laufen, können zu gestörten oder abnormalen zirkadianen Rhythmen führen. Unregelmäßige Rhythmen wurden mit verschiedenen chronischen Gesundheitszuständen in Verbindung gebracht, wie Schlafstörungen, Fettleibigkeit, Diabetes, Depressionen, bipolare Störungen und saisonale affektive Störungen.

Wie hängen zirkadiane Rhythmen mit dem Schlaf zusammen?

Circadiane Rhythmen helfen, unser Schlafverhalten zu bestimmen. Die Hauptuhr des Körpers, SCN, steuert die Produktion von Melatonin, einem Hormon, das Sie schläfrig macht. Sie empfängt Informationen über das einfallende Licht von den Sehnerven, die Informationen von den Augen an das Gehirn weiterleiten. Wenn es nachts weniger Licht gibt, sagt die SCN dem Gehirn, dass es mehr Melatonin produzieren soll, damit Sie schläfrig werden. Forscher untersuchen, wie Schichtarbeit sowie die nächtliche Lichteinwirkung von mobilen Geräten den zirkadianen Rhythmus und den Schlaf-Wach-Zyklus verändern können.

Wie hängen zirkadiane Rhythmen mit Jetlag zusammen?

Studien mit Fruchtfliegen waren der Schlüssel, um die molekularen Mechanismen biologischer Uhren und die Zellen zu finden, die den zirkadianen Rhythmus kontrollieren. Dieses Bild zeigt, wie tageszeitliche Informationen im Gehirn der Fruchtfliege fließen: Uhrenneuronen (blau, mitte-links und rechts gefärbt) kommunizieren mit anderen Nervenzellen (rot, innen oben rechts, links und unten gefärbt), die dann an weitere Neuronen (grün, außen oben rechts, links und unten gefärbt) signalisieren. Anerkennung: Matthieu Cavey und Justin Blau, New York University.
Menschen bekommen Jetlag, wenn Reisen ihren zirkadianen Rhythmus stören. Wenn du durch verschiedene Zeitzonen gehst, unterscheiden sich deine biologischen Uhren von der Ortszeit. Wenn Sie zum Beispiel von Kalifornien nach New York fliegen, „verlieren“ Sie 3 Stunden. Wenn Sie um 7:00 Uhr an der Ostküste aufwachen, laufen Ihre biologischen Uhren noch an der Westküste, so dass Sie sich um 4:00 Uhr morgens so fühlen, wie Sie sich fühlen könnten. Ihre biologischen Uhren werden zurückgesetzt, aber das dauert oft ein paar Tage.

Wie untersuchen Forscher zirkadiane Rhythmen?

Wissenschaftler lernen den zirkadianen Rhythmus kennen, indem sie Menschen studieren oder Organismen mit ähnlichen biologischen Uhrengenen wie Fruchtfliegen und Mäusen verwenden. Forscher, die diese Experimente durchführen, können die Umgebung des Subjekts kontrollieren, indem sie helle und dunkle Perioden verändern. Dann suchen sie nach Veränderungen in der Genaktivität oder anderen molekularen Signalen. Diese Forschung hilft uns zu verstehen, wie biologische Uhren funktionieren und Zeit halten.

Wissenschaftler untersuchen auch Organismen mit unregelmäßigen zirkadianen Rhythmen, um festzustellen, welche genetischen Komponenten biologischer Uhren zerstört werden können.

Wie trägt die zirkadiane Rhythmusforschung zur menschlichen Gesundheit bei?

Das Verständnis, was biologische Uhren zum Ticken bringt, kann zu Behandlungen von Schlafstörungen, Fettleibigkeit, psychischen Störungen, Jetlag und anderen Gesundheitsproblemen führen. Es kann auch die Möglichkeiten für den Einzelnen verbessern, sich an die Nachtschichtarbeit anzupassen. Wenn wir mehr über die Gene erfahren, die für den zirkadianen Rhythmus verantwortlich sind, können wir auch biologische Systeme und den menschlichen Körper verstehen.

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