CIRCADIAN RHYTHM : SLAAP-WAAK RITME
Endogenous Ingebouwd jaarritme in dieren; bv vogels die tijdens de winter naar een ander
circannual rhythm werelddeel vliegen, die hebben een ingebouwd systeem waardoor ze weten
wanneer ze waarnaartoe moeten vliegen.
Endogenous Ingebouwd dagritme in mensen en veel dieren; vaak ongeveer 24-uur lange cycli
circadian rhythm die de rusttijd en activiteit reguleren. Activiteit correleert grotendeels met het
circadian rhythm en niet met externe factoren zoals slaap, voeding en sociaal
contact. Je kunt je ritme een klein beetje aanpassen afhankelijk van de
omstandigheden, maar niet heel erg veel.
Het circadian rhythm beperkt zich niet tot slaap; we hebben deze ritmes ook voor
bv honger en dorst, leveractiviteit, insuline aanmaak, darmactiviteit, DNA opbouw
en stemmingen. Bij de meeste jongeren wordt de stemming beter naarmate de
dag zich vordert, en tegen bedtijd aan weer iets minder.
Zeitgebers Er is een stimulus nodig om je circadian rhythm te resetten; deze noemen we
zeitgebers. Voor landdieren is licht de belangrijkste zeitgeber, en voor zeedieren
is dat het getij. Andere zeitgebers zijn bv sporten, eten en omgevingstemperatuur.
Deze overige stimuli hebben maar weinig e ect vergeleken met licht.
Zonlicht heeft een groot e ect op ons ritme, ook wanneer we ons ritme proberen
aan te passen aan wekkers. Dit is te merken wanneer de klok wordt aangepast
naar de zomer- of wintertijd; veel mensen ervaren dan slaapproblemen. Een
studie in Duitsland heeft dmv een zonsopkomst tijdsverschil tussen oost en west
duidelijk aangetoond dat het zonlicht invloed heeft op het circadian rhythm
(mensen in oost slapen gemiddeld 30 minuten eerder dan in west).
Jet lag Verstoring van het circadian rhythm door het passeren van tijdszones. Vaak is de
jetlag erger als je van west naar oost reist dan als je van oost naar west reist:
• West > oost = phase delay (later slapen en later wakker)
• Oost > west = phase advance (eerder slapen en eerder wakker)
Het aanpassen aan een jetlag is stressvol > verhoogde cortisol levels > langdurig
hoog cortisolniveau beschadigt neuronen in de hippocampus, een belangrijk
gebied voor geheugen. Onderzoek onder stewardessen die veel door tijdszones
heen hebben gevlogen toonde aan dat zij vaak een kleinere hippocampus
hebben, gepaard met geheugenproblemen. Dit suggereert mogelijk een gevaar
van het regelmatig aanpassen van het circadian rhythm.
Ochtendpersonen / Circadian rhythms variëren per individu.
avondpersonen • Ochtendmensen = vroeg opstaan, vroege piek, minder alert in de avond
• Avondmensen = langzaam opstaan, minder alert in de ochtend, piek in de
namiddag of avond.
De meeste mensen zitten tussen deze twee uiteindes in. De gemiddelde bedtijd
wordt vaak later tot aan ongeveer 20 jaar, dan draait dit om. Dit vindt ook plaats
bij bv ratten en apen, vaak veroorzaakt door verhoogde aanwezigheid van
bepaalde hormonen. Elektronisch licht heeft ook invloed op de bedtijd; in een
samenleving met meer elektronisch licht (tv, telefoon, computer) is de bedtijd
vaak later en slapen mensen minder.
Biologische klok Interne tijdwaarneming van een organisme, die verantwoordelijk is voor het
regelen van verschillende biologische processen. De biologische klok regelt het
circadian rhythm. De biologische klok is ongevoelig voor de meeste externe
verstoringen. Bij mensen en andere zoogdieren is de belangrijkste biologische
klok gelokaliseerd in de suprachiasmatische kern (SCN) in de hypothalamus.
ff ff
, Suprachiasmatische Belangrijkste motor voor lichaamsritmes als bv slaap en lichaamstemperatuur. De
nucleus (SCN) SCN is een onderdeel van de hypothalamus en ligt net boven het optic chiasm.
Het SCN reguleert de circadian rhythms automatisch. Een enkele SCN cel kan
een circadian rhythm in stand houden, maar niet heel nauwkeurig. De interacties
tussen de neuronen en astrocysten zorgen voor nauwkeurigheid van de ritmes.
➡Door onderzoek op hamsters is aangetoond dat het SCN op zichzelf werkt
zonder invloed van externe factoren; bij hamsters met een 24-uurs ritme werd
een 20-uurs SCN ingebouwd, waarna de hamsters een 20-uurs ritme gingen
volgen. Dit gebeurde ook andersom; 20-uurs hamsters gingen een 24-uurs
ritme volgen.
Invloed van licht op De instellingen van het SCN worden beïnvloed door het retinohypothalamic
het SCN path dat loopt van het netvlies naar het SCN. De meeste input die dit path
binnenkomt komt niet van de reguliere netvliesreceptoren. De input komt vanuit
retinal ganglion cells die hun eigen fotopigment bevatten; melanopsin. Deze
speciale cellen krijgen wel een beetje input van de kegeltjes en staafjes uit het
netvlies, maar reageren ook zonder die input direct op licht. Ze reageren op de
algemene gemiddelde hoeveelheid van licht, niet op spontane veranderingen in
het licht. Ze reageren ook voornamelijk op short-wave-length licht (blauw licht).
Dit is ook de reden dat het kijken naar blauw licht voor het slapengaan je slaap
tegengaat.
Circadian rhythm in Er zijn genen in fruitvliegen gevonden die een circadian rhythm produceren; twee
fruitvliegen daarvan zijn de genen period (PER) en timeless (TIM). Deze genen produceren
de eiwitten PER en TIM. Deze eiwitten bevorderen de slaap, en hun concentratie
schommelt gedurende de dag, gebaseerd op feedback van hormonen en eiwitten
in het lichaam.
1. In de ochtend starten de RNA niveaus verantwoordelijk voor de productie van
PER en TIM met een lage concentratie; als deze gedurende de dag oplopen,
wordt ook de aanmaak van de eiwitten PER en TIM hoger.
2. Zodra PER en TIM concentraties hoger worden, geven zij feedback om de
genen die de RNA moleculen hiervoor produceren te remmen.
3. Gedurende de nacht blijven de PER en TIM concentraties hoog, wat de slaap
bevordert, terwijl de RNA concentraties afnemen.
4. De volgende ochtend zijn de PER en TIM concentraties weer laag, wordt de
vlieg wakker en begint de cyclus opnieuw.
5. Licht activeert een chemische stof die het TIM eiwit afbreekt, waardoor de
vlieg overdag wakker blijft. Hierdoor blijft de interne klok gesynchroniseerd
met de buitenwereld.
We zijn geïnteresseerd in vliegen omdat zoogdieren veel van dezelfde eiwitten
(PER en TIM) bezitten die ook in vliegen zijn gevonden; dit kan dus bij mensen
ook van invloed zijn ook het circadian rhythm. Mensen met bepaalde PER
mutaties kunnen bv last hebben van een circadian rhythm wat korter of juist
langer is dan 24 uur.
Endogenous Ingebouwd jaarritme in dieren; bv vogels die tijdens de winter naar een ander
circannual rhythm werelddeel vliegen, die hebben een ingebouwd systeem waardoor ze weten
wanneer ze waarnaartoe moeten vliegen.
Endogenous Ingebouwd dagritme in mensen en veel dieren; vaak ongeveer 24-uur lange cycli
circadian rhythm die de rusttijd en activiteit reguleren. Activiteit correleert grotendeels met het
circadian rhythm en niet met externe factoren zoals slaap, voeding en sociaal
contact. Je kunt je ritme een klein beetje aanpassen afhankelijk van de
omstandigheden, maar niet heel erg veel.
Het circadian rhythm beperkt zich niet tot slaap; we hebben deze ritmes ook voor
bv honger en dorst, leveractiviteit, insuline aanmaak, darmactiviteit, DNA opbouw
en stemmingen. Bij de meeste jongeren wordt de stemming beter naarmate de
dag zich vordert, en tegen bedtijd aan weer iets minder.
Zeitgebers Er is een stimulus nodig om je circadian rhythm te resetten; deze noemen we
zeitgebers. Voor landdieren is licht de belangrijkste zeitgeber, en voor zeedieren
is dat het getij. Andere zeitgebers zijn bv sporten, eten en omgevingstemperatuur.
Deze overige stimuli hebben maar weinig e ect vergeleken met licht.
Zonlicht heeft een groot e ect op ons ritme, ook wanneer we ons ritme proberen
aan te passen aan wekkers. Dit is te merken wanneer de klok wordt aangepast
naar de zomer- of wintertijd; veel mensen ervaren dan slaapproblemen. Een
studie in Duitsland heeft dmv een zonsopkomst tijdsverschil tussen oost en west
duidelijk aangetoond dat het zonlicht invloed heeft op het circadian rhythm
(mensen in oost slapen gemiddeld 30 minuten eerder dan in west).
Jet lag Verstoring van het circadian rhythm door het passeren van tijdszones. Vaak is de
jetlag erger als je van west naar oost reist dan als je van oost naar west reist:
• West > oost = phase delay (later slapen en later wakker)
• Oost > west = phase advance (eerder slapen en eerder wakker)
Het aanpassen aan een jetlag is stressvol > verhoogde cortisol levels > langdurig
hoog cortisolniveau beschadigt neuronen in de hippocampus, een belangrijk
gebied voor geheugen. Onderzoek onder stewardessen die veel door tijdszones
heen hebben gevlogen toonde aan dat zij vaak een kleinere hippocampus
hebben, gepaard met geheugenproblemen. Dit suggereert mogelijk een gevaar
van het regelmatig aanpassen van het circadian rhythm.
Ochtendpersonen / Circadian rhythms variëren per individu.
avondpersonen • Ochtendmensen = vroeg opstaan, vroege piek, minder alert in de avond
• Avondmensen = langzaam opstaan, minder alert in de ochtend, piek in de
namiddag of avond.
De meeste mensen zitten tussen deze twee uiteindes in. De gemiddelde bedtijd
wordt vaak later tot aan ongeveer 20 jaar, dan draait dit om. Dit vindt ook plaats
bij bv ratten en apen, vaak veroorzaakt door verhoogde aanwezigheid van
bepaalde hormonen. Elektronisch licht heeft ook invloed op de bedtijd; in een
samenleving met meer elektronisch licht (tv, telefoon, computer) is de bedtijd
vaak later en slapen mensen minder.
Biologische klok Interne tijdwaarneming van een organisme, die verantwoordelijk is voor het
regelen van verschillende biologische processen. De biologische klok regelt het
circadian rhythm. De biologische klok is ongevoelig voor de meeste externe
verstoringen. Bij mensen en andere zoogdieren is de belangrijkste biologische
klok gelokaliseerd in de suprachiasmatische kern (SCN) in de hypothalamus.
ff ff
, Suprachiasmatische Belangrijkste motor voor lichaamsritmes als bv slaap en lichaamstemperatuur. De
nucleus (SCN) SCN is een onderdeel van de hypothalamus en ligt net boven het optic chiasm.
Het SCN reguleert de circadian rhythms automatisch. Een enkele SCN cel kan
een circadian rhythm in stand houden, maar niet heel nauwkeurig. De interacties
tussen de neuronen en astrocysten zorgen voor nauwkeurigheid van de ritmes.
➡Door onderzoek op hamsters is aangetoond dat het SCN op zichzelf werkt
zonder invloed van externe factoren; bij hamsters met een 24-uurs ritme werd
een 20-uurs SCN ingebouwd, waarna de hamsters een 20-uurs ritme gingen
volgen. Dit gebeurde ook andersom; 20-uurs hamsters gingen een 24-uurs
ritme volgen.
Invloed van licht op De instellingen van het SCN worden beïnvloed door het retinohypothalamic
het SCN path dat loopt van het netvlies naar het SCN. De meeste input die dit path
binnenkomt komt niet van de reguliere netvliesreceptoren. De input komt vanuit
retinal ganglion cells die hun eigen fotopigment bevatten; melanopsin. Deze
speciale cellen krijgen wel een beetje input van de kegeltjes en staafjes uit het
netvlies, maar reageren ook zonder die input direct op licht. Ze reageren op de
algemene gemiddelde hoeveelheid van licht, niet op spontane veranderingen in
het licht. Ze reageren ook voornamelijk op short-wave-length licht (blauw licht).
Dit is ook de reden dat het kijken naar blauw licht voor het slapengaan je slaap
tegengaat.
Circadian rhythm in Er zijn genen in fruitvliegen gevonden die een circadian rhythm produceren; twee
fruitvliegen daarvan zijn de genen period (PER) en timeless (TIM). Deze genen produceren
de eiwitten PER en TIM. Deze eiwitten bevorderen de slaap, en hun concentratie
schommelt gedurende de dag, gebaseerd op feedback van hormonen en eiwitten
in het lichaam.
1. In de ochtend starten de RNA niveaus verantwoordelijk voor de productie van
PER en TIM met een lage concentratie; als deze gedurende de dag oplopen,
wordt ook de aanmaak van de eiwitten PER en TIM hoger.
2. Zodra PER en TIM concentraties hoger worden, geven zij feedback om de
genen die de RNA moleculen hiervoor produceren te remmen.
3. Gedurende de nacht blijven de PER en TIM concentraties hoog, wat de slaap
bevordert, terwijl de RNA concentraties afnemen.
4. De volgende ochtend zijn de PER en TIM concentraties weer laag, wordt de
vlieg wakker en begint de cyclus opnieuw.
5. Licht activeert een chemische stof die het TIM eiwit afbreekt, waardoor de
vlieg overdag wakker blijft. Hierdoor blijft de interne klok gesynchroniseerd
met de buitenwereld.
We zijn geïnteresseerd in vliegen omdat zoogdieren veel van dezelfde eiwitten
(PER en TIM) bezitten die ook in vliegen zijn gevonden; dit kan dus bij mensen
ook van invloed zijn ook het circadian rhythm. Mensen met bepaalde PER
mutaties kunnen bv last hebben van een circadian rhythm wat korter of juist
langer is dan 24 uur.
