Circadiane ritmiek is het vermogen om zich te oriënteren op de tijd in relatieve onafhankelijkheid van externe invloedsfactoren. Dit vermogen is cruciaal voor lichaamsfuncties zoals hormoonafscheiding of bloed druk. Abrupte veranderingen in de tijdzone gooien de klok eruit evenwicht en manifesteren zich in jetlag.
Wat is circadiane ritmiek?
Circadiane ritmiek is het vermogen om zich in relatieve onafhankelijkheid van externe factoren op de tijd te oriënteren. Net als de meeste andere organismen hebben mensen een interne klok waarmee ze zich op de tijd kunnen oriënteren zonder naar een echte klok te kijken. Het circadiane ritme wordt ook wel circadiane klok genoemd en komt overeen met deze innerlijke klok. Het geeft mensen de mogelijkheid om zich een beeld van tijd te vormen, onafhankelijk van externe factoren. De circadiane klok controleert voornamelijk periodiek terugkerende activiteiten, zoals slapen, voortplanting of voedselopname met een zekere regelmaat. Deze levens- en soortondersteunende acties vinden dus plaats in een relatief constant ritme, relatief onafhankelijk van externe factoren en feitelijk tijdsbewustzijn. De binnenklok past zich door hersynchronisatie aan de veranderende daglengtes aan na een seizoenswissel. Omdat de binnenklok te snel opnieuw moet worden gesynchroniseerd bij het reizen naar andere tijdzones, is er in het begin een gebrek aan overeenstemming. Dit gebrek aan overeenstemming tussen de interne en werkelijke kloktijden wordt ook wel jetlag genoemd in de context van reizen over lange afstanden.
Functie en taak
Veel vitale lichaamsfuncties hebben periodiek nodig coördinatie Op deze manier moet bijvoorbeeld de lichaamstemperatuur van de mens worden gecoördineerd. Hetzelfde geldt voor bloed druk, hart- tarief en urineproductie. Hormoonafscheiding is ook afhankelijk van periodiek coördinatie Niet alleen seks hormonen moeten periodiek worden gecoördineerd. Veel absoluut vitale lichaamsfuncties worden ook hormonaal gecontroleerd, en sindsdien het hormoon evenwicht is een nauw interactief systeem, een verkeerde coördinatie van een enkel hormoon verstoort het hele lichaam en kan zelfs levensbedreigende gevolgen hebben. Aangezien de bovengenoemde lichaamsfuncties niet onderhevig zijn aan bewuste controle, moeten ze onafhankelijk zijn van de feitelijke bewuste kennis van de tijd. Daarom is het circadiane ritme verantwoordelijk voor hun controle. De interne klok van de mens ontvangt zijn informatie van gespecialiseerde fotoreceptoren in de korrelige laag van het netvlies. De verantwoordelijke sensorische cellen worden ook wel lichtgevoelig genoemd ganglion cellen en zijn uitgerust met het fotopigment melanopsine. Ze bevinden zich tussen de ganglion laag en de amacrine cellaag van het netvlies, waar ze zijn verbonden met de tractus retinohypothalamicus, die de verzamelde informatie projecteert van de cellen tot aan de nucleus suprachiasmaticus in de hypothalamus De nucleus suprachiasmaticus wordt dus beschouwd als het controlecentrum voor de interne klok. Hier worden de periodiek veranderende lichaamsfuncties in de tijd gecoördineerd. Op moleculair niveau zijn verschillende genen betrokken bij circadiane ritmes, die als het ware genetisch coderen voor de interne klok. Naast cryptochromen is de CLOCK gen wordt in deze context als een van de belangrijkste genen beschouwd. De BMAL 1 gen, zijn de PER 1 tot 3 genen en vasopressine of prepressofysine nu ook bekend als belangrijke moleculaire componenten van de interne klok. Bij complexe interactie controleren ze zowel de transcriptie als de vertaling van zelfregulerende lussen in feedback die plaatsvinden over een relatief nauwkeurige periode van 24 uur. De genen PER 2 en BMAL 1 zijn licht- en temperatuurafhankelijk en worden bijvoorbeeld aan het begin van de dag getranscribeerd. Ze binden zich vervolgens als een dimeer aan de regulerende sequentie van DNA, waardoor de transcriptie van de andere genen wordt geïnitieerd.
Ziekten en aandoeningen
sommige slaapstoornissen zijn gerelateerd aan functionele circadiane klokklachten. De groep hiervan slaapstoornissen wordt vaak circadiane slaap-waakritmestoornissen genoemd. Het circadiane ritme zou de mens een ideale hoeveelheid slaap en dus rust geven tijdens donkere fasen. In de lichtfasen wordt zo een hoog prestatieniveau bereikt. Externe prikkels passen de circadiane klok aan de 24-uurs cyclus aan. Plotselinge afwijkingen van de gebruikelijke licht-donkerveranderingen verwarren het organisme omdat ze zich voordoen in een onverwachte tijdsperiode. Omdat langeafstandsvluchten en met name tijdzoneveranderingen gepaard gaan met onverwachte licht-donkerveranderingen voor het organisme, degenen die worden beïnvloed door de circadiane slaap -waakritmestoornissen zijn vaak regelmatige langeafstandsreizigers. Blinde mensen hebben ook vaak last van de stoornissen omdat ze de externe factoren missen om ze te synchroniseren. Hetzelfde geldt voor werknemers in ploegendienst, bij wie de slaapstoornis manifesteert zich voornamelijk als slaap of 피로 op het "verkeerde moment". Bij ploegenarbeiders komt het ritme van de omgeving niet overeen met het ritme van licht-donkerveranderingen, wat leidt tot problemen bij het synchroniseren van de interne klok. Chronische circadiane slaapstoornissen ontwikkelen zich vaak tot Depressie of andere psychische aandoeningen. Een verstoorde interne klok kan ook causaal verband houden met een mutatie van de circadiane genen. Dergelijke mutaties resulteren in langere of kortere perioden van activiteit voor het individu, die in meer of mindere mate kunnen afwijken van het gebruikelijke 24-uursritme. Ziekten die verband houden met de circadiane klok zijn nog niet voldoende bestudeerd, aangezien zelfs de bijbehorende genen een vrij recente ontdekking zijn. De relatie tussen circadiane ritmes en het bovengenoemde slaapstoornissen vereist ook verder onderzoek. Studies die ogenschijnlijk het circadiane probleem aanpakken, zijn er maar weinig geweest.
