Ein circadian Rhythmus ist jeder biologische Prozess, der einen endogenen, entrainable Schwingung von ungefähr 24 Stunden zeigt. Diese Rhythmen werden durch gesteuert (oder aus zusammengesetzt) eine circadian Uhr, und Rhythmen sind in Werken, Tieren, Fungi und cyanobacteria weit beobachtet worden. Der Begriff circadian kommt aus dem Latein um, "ringsherum" (oder "ungefähr"), und diem bedeutend, oder stirbt, "Tag" bedeutend. Die formelle Studie von biologischen zeitlichen Rhythmen, wie tägliche, und jährliche, wöchentliche Gezeitensaisonrhythmen, wird chronobiology genannt. Obwohl circadian Rhythmen endogen sind ("eingebaut", selbstgestützt), werden sie (verladen) der lokalen Umgebung durch genannten zeitgebers von Außenstichwörtern allgemein angepasst, von denen der wichtigste Tageslicht ist.

Geschichte

Die frühste bekannte Rechnung eines circadian bearbeitet Daten aus dem 4. Jahrhundert v. Chr., als Androsthenes, ein Schiff-Kapitän, der unter Alexander dem Großen dient, tägliche Blatt-Bewegungen des Tamarinde-Baums beschrieben hat.

Die erste registrierte Beobachtung einer endogenen circadian Schwingung war durch den französischen Wissenschaftler Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 1729. Er hat bemerkt, dass 24-stündige Muster in der Bewegung der Blätter des Werks Mimose pudica weitergegangen haben, selbst wenn die Werke in der unveränderlichen Dunkelheit im ersten Experiment behalten wurden, um zu versuchen, eine endogene Uhr von Antworten bis tägliche Stimuli zu unterscheiden.

1896 haben Patrick und Gilbert das während einer anhaltenden Periode der Schlaf-Beraubung, Schläfrigkeitszunahmen und Abnahmen mit einer Periode von etwa 24 Stunden bemerkt. 1918 hat J.S. Szymanski gezeigt, dass Tiere dazu fähig sind, 24-stündige Tätigkeitsmuster ohne Außenstichwörter wie Licht und Änderungen in der Temperatur aufrechtzuerhalten. Ron Konopka und Seymour Benzer haben den ersten Uhr-Mutanten in der Taufliege am Anfang der siebziger Jahre isoliert und haben das "Periode"-Gen, den ersten entdeckten genetischen Bestandteil einer circadian Uhr kartografisch dargestellt. Joseph Takahashi hat das erste 'Säugetieruhr-Gen' (UHR) mit Mäusen 1994 entdeckt.

Der Begriff "circadian" wurde von Franz Halberg gegen Ende der 1950er Jahre ins Leben gerufen.

Kriterien

Um circadian genannt zu werden, muss ein biologischer Rhythmus diesen vier allgemeinen Kriterien entsprechen:

1. Die Rhythmen wiederholen sich einmal täglich (sie haben eine 24-stündige Periode). Um die Zeit des Tages nachzugehen, muss eine Uhr an demselben Punkt zur gleichen Zeit jeden Tag sein, d. h. sich alle 24 Stunden wiederholen.
2. Die Rhythmen dauern ohne (endogene) Außenstichwörter an. Der Rhythmus dauert auf unveränderlichen Bedingungen mit einer Periode von ungefähr 24 Stunden an. Das Grundprinzip für dieses Kriterium soll circadian Rhythmen von einfachen Antworten bis tägliche Außenstichwörter unterscheiden. Wie man sagen kann, ist ein Rhythmus nicht endogen, wenn er in Bedingungen ohne periodischen Außeneingang nicht geprüft worden ist.
3. Die Rhythmen können angepasst werden, um die Ortszeit (entrainable) zu vergleichen. Der Rhythmus kann durch die Aussetzung von Außenstimuli neu gefasst werden (wie Licht und Hitze), ein Prozess hat entrainment genannt. Das Grundprinzip für dieses Kriterium soll circadian Rhythmen von anderen vorstellbaren endogenen 24-stündigen Rhythmen unterscheiden, die zum Rücksetzen durch Außenstichwörter geschützt sind, und folglich dem Zweck nicht dienen, die Ortszeit zu schätzen. Das Reisen über Zeitzonen illustriert die Fähigkeit der menschlichen biologischen Uhr, sich an die Ortszeit anzupassen; eine Person wird gewöhnlich Jetlag erfahren, bevor entrainment ihrer circadian Uhr es in die Gleichzeitigkeit mit der Ortszeit gebracht hat.
4. Die Rhythmen erhalten circadian Periodizität mehr als eine Reihe von physiologischen Temperaturen aufrecht; sie stellen Temperaturentschädigung aus. Einige Organismen, die an einer breiten Reihe von Temperaturen und Unterschieden in der Thermalenergie lebend sind, werden die Kinetik aller molekularen Prozesse in ihrer Zelle (N) betreffen. Um auf die Zeit zu achten, muss die circadian Uhr des Organismus eine grob 24-stündige Periodizität trotz der sich ändernden Kinetik, ein als Temperaturentschädigung bekanntes Eigentum aufrechterhalten.

Ursprung

Wie man

glaubt, sind lichtempfindliche Proteine und circadian Rhythmen in den frühsten Zellen mit dem Zweck entstanden, das Wiederholen der DNA von der hohen Ultraviolettstrahlung während der Tageszeit zu schützen. Infolgedessen wurde Erwiderung der Dunkelheit verbannt. Der Fungus Neurospora, der heute besteht, behält diesen Uhr-geregelten Mechanismus.

Rhythmen von Circadian erlauben Organismen, vorauszusehen und sich auf genaue und regelmäßige Umweltänderungen vorzubereiten; sie haben großen Wert in Bezug auf die Außenwelt. Der rhythmicity scheint, so in der Regulierung und dem Koordinieren innerer metabolischer Prozesse wichtig zu sein wie im Koordinieren mit der Umgebung. Das wird durch die Wartung (heritability) circadian Rhythmen in Taufliegen nach mehreren hundert Generationen in unveränderlichen Laborbedingungen, sowie in Wesen in der unveränderlichen Dunkelheit in freier Wildbahn, und durch die experimentelle Beseitigung von Verhaltens-, aber nicht physiologischen circadian Rhythmen in der Wachtel angedeutet.

Die einfachste bekannte circadian Uhr ist die der prokaryotic cyanobacteria. Neue Forschung hat demonstriert, dass die circadian Uhr von Synechococcus elongatus in vitro mit gerade den drei Proteinen ihres Hauptoszillators wieder eingesetzt werden kann. Wie man gezeigt hat, hat diese Uhr einen 22-stündigen Rhythmus im Laufe mehrerer Tage nach der Hinzufügung von ATP gestützt. Vorherige Erklärungen des prokaryotic circadian Zeitnehmer waren auf einen DNA-Feed-Back-Mechanismus der Abschrift/Übersetzung abhängig.

Ein Defekt im menschlichen homologue des Taufliege-"Periode"-Gens wurde als eine Ursache der Schlaf-Unordnung FASPS (Fortgeschrittenes Familienschlaf-Phase-Syndrom) identifiziert, die erhaltene Natur der molekularen circadian Uhr durch die Evolution unterstreichend. Noch viele genetische Bestandteile der biologischen Uhr sind jetzt bekannt. Ihre Wechselwirkungen laufen auf eine ineinandergeschachtelte Feed-Back-Schleife von Genprodukten hinaus, die auf periodische Schwankungen hinauslaufen, die die Zellen des Körpers als eine spezifische Zeit des Tages interpretieren.

Es ist jetzt bekannt, dass die molekulare circadian Uhr innerhalb einer einzelnen Zelle fungieren kann; d. h. es ist zellautonom. Zur gleichen Zeit können verschiedene Zellen mit einander kommunizieren, auf eine synchronisierte Produktion der elektrischen Nachrichtenübermittlung hinauslaufend. Diese können mit endokrinen Drüsen des Gehirns verbinden, um auf periodische Ausgabe von Hormonen hinauszulaufen. Die Empfänger für diese Hormone können weit über den Körper gelegen werden und die peripherischen Uhren von verschiedenen Organen synchronisieren. So reist die Information der Zeit des Tages, wie weitergegeben, durch die Augen zur Uhr im Gehirn, und, durch den Uhren im Rest des Körpers synchronisiert werden können. Das ist, wie das Timing, zum Beispiel, Schlaf-Wach-, Körpertemperatur, Durst und Appetit von der biologischen Uhr koordiniert kontrolliert wird.

Wichtigkeit in Tieren

Circadian rhythmicity ist im Schlafen und der Fütterung von Mustern von Tieren einschließlich Menschen da. Es gibt auch klare Muster von Kernkörpertemperatur, Geistesblitz-Tätigkeit, Hormonproduktion, Zellregeneration und anderen biologischen Tätigkeiten. Außerdem ist photoperiodism, die physiologische Reaktion von Organismen zur Länge des Tages oder der Nacht, sowohl für Werke als auch für Tiere lebenswichtig, und das circadian System spielt eine Rolle im Maß und der Interpretation der Tageslänge.

Einfluss des leicht-dunklen Zyklus

Der Rhythmus wird mit dem leicht-dunklen Zyklus verbunden. Tiere, einschließlich Menschen, die in der Gesamtdunkelheit seit verlängerten Perioden schließlich behalten sind, fungieren mit einem freischwingenden Rhythmus. Ihr Schlaf-Zyklus wird zurück oder vorwärts jeden "Tag" je nachdem gestoßen, ob ihr "Tag", ihre endogene Periode, kürzer oder länger ist als 24 Stunden. Die Umweltstichwörter, die die Rhythmen jeden Tag neu fassen, werden zeitgebers (vom Deutschen, "den Zeitgebern") genannt. Es ist interessant zu bemerken, dass völlig blinde unterirdische Säugetiere (z.B, Maulwurf Ratte Spalax sp blenden Sie.) sind im Stande, ihre endogenen Uhren in der offenbaren Abwesenheit von Außenstimuli aufrechtzuerhalten. Obwohl sie an bildbildenden Augen, ihre Photoempfänger Mangel haben (die Licht entdecken), sind noch funktionell; sie erscheinen wirklich regelmäßig ebenso.

Freischwingende Organismen, die normalerweise eine oder zwei feste Schlaf-Episoden haben, werden sie noch haben, wenn in einer vor Außenstichwörtern beschirmten Umgebung, aber der Rhythmus wird natürlich zum 24-stündigen leicht-dunklen Zyklus in der Natur nicht verladen. Der Schlaf-Wach-Rhythmus, in diesen Verhältnissen, kann gegenphasig mit anderem circadian oder ultradian Rhythmen solcher als metabolisch, hormonal, CNS elektrische oder neurotransmitter Rhythmen werden.

Neue Forschung hat das Design von Raumfahrzeugumgebungen beeinflusst, weil, wie man gefunden hat, Systeme, die den leicht-dunklen Zyklus nachahmen, für Astronauten hoch vorteilhaft gewesen sind.

Arktische Tiere

Norwegische Forscher an der Universität von Tromsø haben gezeigt, dass einige Arktische Tiere (Schneehuhn, Renntiere) circadian Rhythmen nur in den Teilen des Jahres zeigen, die täglichen Sonnenaufgang und Sonnenuntergänge haben. In einer Studie der Renntiere haben Tiere an 70 Graden nach Norden circadian Rhythmen im Herbst, Winter und Frühling, aber nicht im Sommer gezeigt. Renntiere an 78 Graden nach Norden haben solchen Rhythmen nur Herbst und Frühling gezeigt. Die Forscher vermuten, dass andere Arktische Tiere ebenso circadian Rhythmen im unveränderlichen Licht des Sommers und der unveränderlichen Dunkelheit des Winters nicht zeigen können.

Jedoch hat eine andere Studie im nördlichen Alaska gefunden, dass Boden-Eichhörnchen und Stachelschweine ausschließlich ihre circadian Rhythmen im Laufe 82 Tage und Nächte des Sonnenscheins aufrechterhalten haben. Die Forscher sinnen nach, dass diese zwei kleinen Säugetiere sehen, dass die offenbare Entfernung zwischen der Sonne und dem Horizont einmal täglich, und, so, ein genügend Signal am kürzesten ist, sich dadurch anzupassen.

Schmetterling-Wanderung

Die Navigation der Fall-Wanderung des nordamerikanischen Ostmonarch-Schmetterlings (Danaus plexippus) zu ihrem überüberwinternden Boden im zentralen Mexiko verwendet einen zeitersetzten Sonne-Kompass, der von einer Circadian-Uhr in ihren Antennen abhängt.

In Werken

Werk circadian Rhythmen erzählt dem Werk, in welcher Jahreszeit es ist, und wenn zur Blume für die beste Chance, Kerbtiere anzuziehen, um sie zu bestäuben, und Blatt-Bewegung, Wachstum, Germination, stomatal/gas Austausch, Enzym-Tätigkeit, photosynthetische Tätigkeit und Duft-Emission einschließen kann. Rhythmen von Circadian kommen als ein biologischer Rhythmus mit dem Licht vor, werden endogen erzeugt und selbst das Unterstützen, und sind mehr als eine Reihe von Umgebungstemperaturen relativ unveränderlich. Rhythmen von Circadian zeigen eine transcriptional Feed-Back-Schleife, eine Anwesenheit von PAS Proteinen und mehrere Photoempfänger dass feine Melodie die Uhr zu verschiedenen leichten Bedingungen. Das Vorgefühl von Änderungen in der Umgebung ändert den physiologischen Staat, der Werke mit einem anpassungsfähigen Vorteil versorgt. Ein besseres Verstehen des Werks circadian Rhythmen hat Anwendungen in der Landwirtschaft wie das Helfen Bauern, Getreide-Ernten zu erschüttern, die so Getreide-Verfügbarkeit erweitern, und gegen massive Verluste wegen des Wetters zu sichern.

Uhren werden durch Signale wie Licht, Temperatur und Nährverfügbarkeit gesetzt, so dass die innere Zeit die Ortszeit vergleicht. Licht ist das Signal und wird durch ein großes Angebot an Photoempfängern gefühlt. Rotes und blaues Licht wird durch mehrere phytochromes und cryptochromes absorbiert. Ein phytochrome, phyA, ist der wichtige phytochrome in dunkel angebauten Sämlingen, aber baut sich schnell im Licht ab, um Cry1 zu erzeugen. Phytochromes B-E sind mit phyB der wichtige phytochrome in Licht-angebauten Sämlingen stabiler. Der cryptochrome (Schrei) Gen ist auch ein mit dem Licht empfindlicher Bestandteil der circadian Uhr. Cryptochromes 1-2 (beteiligt am Blau-UVA) helfen, die Periode-Länge in der Uhr durch eine ganze Reihe von leichten Bedingungen aufrechtzuerhalten.

Der Hauptoszillator erzeugt einen Selbstunterstützen-Rhythmus und wird aus zwei Genen gemacht: CCA1 (Circadian und Clock Associated 1) und LHY (Spät Verlängerter Hypocotyl), die nah verwandte MYB Abschrift-Faktoren verschlüsseln, die circadian Rhythmen in Arabidopsis regeln. Wenn CCA1 und LHY überausgedrückt werden (unter unveränderlichen leichten oder dunklen Bedingungen), werden Werke arrhythimcal, und MRNA-Signale reduzieren das Beitragen zu einer negativen Feed-Back-Schleife. CCA1 und LHY Ausdruck schwingen und kulminieren früh an Morgen, während TOC1 schwingt und früh an Abend kulminiert. Von vorigen Beobachtungen und Studien wird es Hypothese aufgestellt, dass diese drei Bestandteile eine negative Feed-Back-Schleife modellieren, in der CCA1 überausgedrückt hat und LHY TOC1 unterdrücken und TOC1 überausgedrückt haben, ist ein positiver Gangregler CCA1 und LHY.

Biologische Uhr in Säugetieren

Die primäre circadian "Uhr" in Säugetieren wird im suprachiasmatic Kern (oder den Kernen) (SCN), ein Paar von verschiedenen Gruppen von im hypothalamus gelegenen Zellen gelegen. Die Zerstörung des SCN läuft auf die ganze Abwesenheit eines regelmäßigen Schlaf-Wach-Rhythmus hinaus. Der SCN erhält Information über die Beleuchtung durch die Augen. Die Netzhaut des Auges enthält "klassische" Photoempfänger ("Stangen" und "Kegel"), die für die herkömmliche Vision verwendet werden. Aber die Netzhaut enthält auch spezialisierte Nervenknoten-Zellen, die direkt lichtempfindlich sind, und direkt zum SCN vorspringen, wo sie im entrainment dieses Masters circadian Uhr helfen.

Diese Zellen enthalten das Photopigment melanopsin, und ihre Signale folgen ein Pfad hat die retinohypothalamic Fläche genannt, zum SCN führend. Wenn Zellen vom SCN entfernt und kultiviert werden, erhalten sie ihren eigenen Rhythmus ohne Außenstichwörter aufrecht.

Der SCN nimmt die Information über die Längen des Tages und der Nacht von der Netzhaut, interpretiert es, und gibt es der Epiphyse, eine winzige Struktur weiter, die wie ein Kiefernzapfen gestaltet ist und auf dem epithalamus gelegen ist. Als Antwort verbirgt der pineal das Hormon melatonin. Die Sekretion von Melatonin-Spitzen nachts und Ebben während des Tages und seiner Anwesenheit gibt Auskunft über die Nachtlänge.

Mehrere Studien haben angezeigt, dass pineal melatonin zurück mit SCN rhythmicity füttert, um circadian Muster der Tätigkeit und anderen Prozesse abzustimmen. Jedoch sind die Natur und Systemebene-Bedeutung dieses Feed-Backs unbekannt.

Die circadian Rhythmen von Menschen können zu ein bisschen kürzer und längere Perioden verladen werden als die 24 Stunden der Erde. Forscher an Harvard haben kürzlich gezeigt, dass menschliche Themen mindestens zu einem 23.5-stündigen Zyklus und einem 24.65-stündigen Zyklus (das letzte Wesen der natürliche Sonnentagesnachtzyklus auf dem Planeten Mars) verladen werden können.

Menschen

Die frühe Forschung in circadian Rhythmen hat darauf hingewiesen, dass die meisten Menschen einen an 25 Stunden näheren Tag, wenn isoliert, von Außenstimuli wie Tageslicht und timekeeping bevorzugt haben. Jedoch war diese Forschung fehlerhaft, weil sie gescheitert hat, die Teilnehmer vor dem künstlichen Licht zu beschirmen. Obwohl Themen vor zeitlichen Signalen (wie Uhren) und Tageslicht beschirmt wurden, waren die Forscher der Phase verzögernden Effekten von elektrischen Innenlichtern nicht bewusst. Den Themen wurde erlaubt, Licht einzuschalten, als sie wach waren und es abzudrehen, als sie haben schlafen wollen. Elektrisches Licht hat am Abend ihre circadian Phase verzögert. Diese Ergebnisse sind wohl bekannt geworden.

Neuere Forschung hat dass gezeigt: Erwachsene haben einen eingebauten Tag, der Durchschnitte ungefähr 24 Stunden; Innenbeleuchtung betrifft wirklich circadian Rhythmen; und die meisten Menschen erreichen ihren Schlaf der besten Qualität während ihrer chronotype-entschlossenen Schlaf-Perioden. Eine Studie durch Czeisler. an Harvard hat gefunden, dass die Reihe für normale, gesunde Erwachsene aller Alter ziemlich schmal war: 24 Stunden und 11 Minuten ± 16 Minuten. Die "Uhr" fasst sich täglich zum 24-stündigen Zyklus der Folge der Erde neu.

Biologische Anschreiber

Die klassischen Phase-Anschreiber, für das Timing eines circadian Rhythmus eines Säugetiers zu messen, sind:

• Melatonin-Sekretion durch die Epiphyse
• Kernkörpertemperatur
• Plasmaniveau von cortisol.

Für Temperaturstudien müssen Themen wach bleiben, aber sich beruhigen und haben sich in der nahen Dunkelheit halbzurückgelehnt, während ihre rektalen Temperaturen unaufhörlich genommen werden., obwohl Schwankung unter normalem chronotypes groß ist.

Melatonin fehlt vom System oder undetectably niedrig während der Tageszeit. Sein Anfall im gedämpften Licht, gedämpften Licht melatonin Anfall (DLMO), an ungefähr 21:00 (21:00 Uhr) kann im Blut oder dem Speichel gemessen werden. Sein größerer metabolite kann auch im Morgenurin gemessen werden. Sowohl DLMO als auch der Mittelpunkt (rechtzeitig) der Anwesenheit des Hormons im Blut oder Speichel sind als circadian Anschreiber verwendet worden. Jedoch zeigt neuere Forschung an, dass der Melatonin-Ausgleich der zuverlässigere Anschreiber sein kann. Benloucif. in Chicago 2005 hat gefunden, dass melatonin Phase-Anschreiber stabiler und mit dem Timing des Schlafes höher aufeinander bezogen waren als das Kerntemperaturminimum. Sie haben gefunden, dass sowohl Schlaf ausgeglichen als auch Melatonin-Ausgleich mit den verschiedenen Phase-Anschreibern stärker aufeinander bezogen wurden als Schlaf-Anfall. Außerdem war die abnehmende Phase der melatonin Niveaus zuverlässiger und stabil als die Beendigung der melatonin Synthese.

Eine Methode, die verwendet ist, um Melatonin-Ausgleich zu messen, soll eine Folge von Urinproben im Laufe des Morgens für die Anwesenheit des melatonin metabolite 6-sulphatoxymelatonin (aMT6s) analysieren. Laberge. in Quebec 1997 hat diese Methode in einer Studie verwendet, die bestätigt hat, oft hat gefunden, dass verzögerte circadian gesunde Jugendliche stufenweise einführen.

Ein dritter Anschreiber des menschlichen Pacemakers ist das Timing des maximalen Plasmas cortisol Niveau. Klerman. 2002 hat cortisol und Temperaturdaten zu acht verschiedenen Analyse-Methoden von Plasma melatonin Daten verglichen und hat gefunden, dass "Methoden mit Plasma melatonin Daten zuverlässiger betrachtet werden können als Methoden mit CBT oder cortisol Daten, weil ein Hinweis von circadian Menschen stufenweise einführt."

Andere physiologische Änderungen, die gemäß einem circadian Rhythmus vorkommen, schließen Herzrate und Produktion von roten Blutzellen ein.

Außerhalb der "Master-Uhr"

Mehr oder weniger unabhängige circadian Rhythmen werden in vielen Organen und Zellen im Körper außerhalb der suprachiasmatic Kerne (SCN), die "Master-Uhr" gefunden. Diese Uhren, genannt peripherische Oszillatoren, werden in der Speiseröhre, den Lungen, der Leber, der Bauchspeicheldrüse, der Milz, dem Thymus und der Haut gefunden. Obwohl Oszillatoren in der Haut antworten, um sich zu entzünden, ist ein Körpereinfluss bis jetzt nicht bewiesen worden. Es gibt auch einige Beweise, dass die Geruchszwiebel und Vorsteherdrüse Schwingungen, wenn kultiviert, erfahren können, darauf hinweisend, dass diese Strukturen auch schwache Oszillatoren sein können.

Außerdem scheinen Leber-Zellen zum Beispiel, auf die Fütterung zu antworten aber nicht sich zu entzünden. Zellen von vielen Teilen des Körpers scheinen, freischwingende Rhythmen zu haben.

Licht und die biologische Uhr

Licht fasst die biologische Uhr in Übereinstimmung mit der Phase-Ansprechkurve (PRC) neu. Abhängig vom Timing kann Licht vorbringen oder den circadian Rhythmus verzögern. Sowohl der PRC als auch der erforderliche illuminance ändern sich von Arten bis Arten, und niedrigere leichte Niveaus sind erforderlich, die Uhren in nächtlichen Nagetieren neu zu fassen, als in Menschen.

Beleuchtung von Niveaus, die den circadian Rhythmus in Menschen betreffen, ist höher als die Niveaus, die gewöhnlich in der künstlichen Beleuchtung in Häusern verwendet sind. Gemäß einigen Forschern muss die Beleuchtungsintensität, die das circadian System erregt, bis zu 1000 Lux erreichen, die die Netzhaut schlagen.

Zusätzlich zur leichten Intensität ist Wellenlänge (oder Farbe) des Lichtes ein Faktor im entrainment der inneren Uhr. Melanopsin ist durch das Licht vom blauen Teil des Spektrums am effizientesten aufgeregt (420-440 nm gemäß einigen Forschern, während andere 470-485 nm gemeldet haben). Diese blauen Wellenlängen sind in eigentlich allen leichten Quellen da, deshalb verlangt ihre Beseitigung spezielle Lichter oder Filter, die Bernstein erscheinen.

Es wird gedacht, dass die Richtung des Lichtes eine Wirkung auf das Einkuppeln des circadian Rhythmus haben kann; leichte Ankunft von oben, einem Image eines hellen Himmels ähnelnd, hat größere Wirkung als Licht, das in unsere Augen von unten eingeht.

Gemäß einer vom sich Entzündenden Forschungszentrum vollendeten 2010-Studie hat Tageslicht eine direkte Wirkung auf circadian Rhythmen und, folglich, auf die Leistung und das Wohlbehagen. Die Forschung hat gezeigt, dass Studenten, die Störung in sich entzündenden Schemas am Morgen folglich erfahren, Störung im Schlafen von Mustern erfahren. Die Änderung im Schlafen von Mustern kann zu negativ zusammengepresster Studentenleistung und Vorsicht führen. Das Entfernen circadian Licht verzögert am Morgen das gedämpfte Licht melatonin Anfall um 6 Minuten pro Tag seit insgesamt 30 Minuten seit fünf Tagen.

Erzwungene längere Zyklen

Studien durch Nathaniel Kleitman 1938 und durch Derk-Jan Dijk und Charles Czeisler in 1994/5 haben menschliche Themen auf erzwungene 28-stündige Zyklen des Schlaf-Kielwassers, im unveränderlichen gedämpften Licht und mit anderen zeitlichen Signalen unterdrückt seit mehr als einem Monat gestellt. Weil normale Leute zu einem 28-stündigen Tag im gedämpften Licht nicht einsteigen können, wenn überhaupt das ein erzwungenes desynchrony Protokoll genannt wird. Schlafen Sie und erwachen Sie Episoden werden von der endogenen circadian Periode von ungefähr 24.18 Stunden ausgeschaltet, und Forschern wird erlaubt, die Effekten der circadian Phase auf Aspekten des Schlafes und Wachens einschließlich der Schlaf-Latenz und anderen Funktionen zu bewerten.

Menschliche Gesundheit

Das Timing der ärztlichen Behandlung in der Koordination mit der inneren Uhr kann Wirkung bedeutsam vergrößern und Rauschgift-Giftigkeit oder nachteilige Reaktionen reduzieren. Zum Beispiel kann die passend zeitlich festgelegte Behandlung mit angiotensin sich umwandelnden Enzym-Hemmstoffen (ACEi) nächtlichen Blutdruck reduzieren, und auch Vorteil hat das ventrikuläre (rück)-Umbauen verlassen.

Mehrere Studien haben beschlossen, dass eine kurze Periode des Schlafes während des Tages, eines Macht-Haares, keine messbare Wirkung auf normale circadian Rhythmen hat, aber Betonung vermindern und Produktivität verbessern kann.

Es gibt viele Gesundheitsprobleme, die mit Störungen des menschlichen circadian Rhythmus, wie affective Saisonunordnung (SAD), verzögertes Schlaf-Phase-Syndrom (DSPS) und andere circadian Rhythmus-Unordnungen vereinigt sind. Rhythmen von Circadian spielen auch eine Rolle im netzartigen Aktivieren-System, das entscheidend ist, für einen Staat des Bewusstseins aufrechtzuerhalten. Außerdem kann eine Umkehrung im Zyklus des Schlaf-Kielwassers ein Zeichen oder Komplikation von uremia, azotemia oder akutem Nierenmisserfolg sein.

Studien haben auch gezeigt, dass Licht eine direkte Wirkung auf die menschliche Gesundheit wegen der Weise hat, wie es die circadian Rhythmen beeinflusst.

Rhythmus von Circadian und Luftfahrtgesellschaft-Piloten

Wegen der Arbeitsnatur von Luftfahrtgesellschaft-Piloten, die häufig vielfachen timezones und Gebiete des Sonnenlichtes und der Dunkelheit an einem Tag überqueren, und viele Stunden ausgeben, erwecken sowohl Tag als auch Nacht, sie sind häufig unfähig, Schlaf-Muster aufrechtzuerhalten, die dem natürlichen menschlichen circadian Rhythmus entsprechen; diese Situation kann zu Erschöpfung leicht führen. Der NTSB zitiert diese Situation als ein beitragender Faktor zu vielen Unfällen und hat vielfache Forschungsstudien geführt, um Methoden zu finden, Erschöpfung in Piloten zu bekämpfen.

Störung

Die Störung zu Rhythmen hat gewöhnlich eine negative Wirkung. Viele Reisende haben die Bedingung erfahren, die als Jetlag, mit seinen verbundenen Symptomen von der Erschöpfung, Verwirrung und Schlaflosigkeit bekannt ist.

Mehrere andere Unordnungen, zum Beispiel bipolar Unordnung und einige Schlaf-Unordnungen, werden mit der unregelmäßigen oder pathologischen Wirkung von circadian Rhythmen vereinigt. Neue Forschung weist darauf hin, dass circadian in der bipolar Unordnung gefundene Rhythmus-Störungen positiv unter Einfluss der Wirkung von Lithium auf Uhr-Gene sind.

Wie man

glaubt, hat die Störung zu Rhythmen längerfristig bedeutende nachteilige Gesundheitsfolgen auf peripherischen Organen außerhalb des Gehirns, besonders in der Entwicklung oder Verärgerung der kardiovaskulären Krankheit. Die Unterdrückung der melatonin mit der Störung des circadian Rhythmus vereinigten Produktion kann die Gefahr des sich entwickelnden Krebses vergrößern.

Wirkung von Rauschgiften

Rhythmen von Circadian und Uhr-Gene, die in Gehirngebieten außerhalb des suprachiasmatic Kerns ausgedrückt sind, können die Effekten bedeutsam beeinflussen, die durch Rauschgifte wie Kokain erzeugt sind. Außerdem betreffen genetische Manipulationen von Uhr-Genen tief die Handlungen von Kokain.

Siehe auch

• Actigraphy (auch bekannt als Actimetry)
• ARNTL
• ARNTL2
• Circadian Bakterienrhythmen
• Circaseptan, 7-tägiger biologischer Zyklus
• Rhythmus von Circadian schläft Unordnungen
• Oszillator von Circadian
• Rhythmus von Circasemidian
• Cryptochrome
• CRY1 und CRY2: die cryptochrome Familiengene
• Verzögertes Schlaf-Phase-Syndrom
• Täglicher Zyklus
• Lichteffekte auf dem circadian Rhythmus
• Licht in Schulgebäuden
• PER1, PER2 und PER3: die Periode-Familiengene
• Lichtempfindliche Nervenknoten-Zelle: Ein Teil des Auges, das an der Regulierung circadian Rhythmus beteiligt wird.
• Polyphasic schlafen
• Segmentierter Schlaf

Weiterführende Literatur

• Aschoff, J. (Hrsg.). (1965) Circadian Uhren. Hollander Nordpresse, Amsterdam
• Dunlap, J.C.; Loros, J.; DeCoursey, P.J. (2003) Chronobiology: Biologischer Timekeeping. Sinauer, Sunderland
• Koukkari, W.L.; Sothern, R.B. (2006) einführende biologische Rhythmen. Springer, New York
• Refinetti, R. (2006) Circadian Physiology, 2. Hrsg. CRC Presse, Boca Raton

Links

• Königliche Einrichtungsweihnachten-Vorträge 1998: Zeiten unserer Leben
• Circadian Schlaf-Unordnungsorganisation
• Die Beleuchtung des Forschungszentrums, Lichtes & Gesundheitsprogramms