10 seltsame Fakten über biologische Rhythmen

Erinnerst du dich an die Szene in „My Cousin Vinny“, in der Marisa Tomei sagt: „Meine biologische Uhr tickt so“ und sie anfängt, hart auf den Boden zu stampfen? Wenn jemand sagt, dass die biologische Uhr einer Frau tickt, bedeutet das normalerweise, dass sie aktiv ein Baby haben möchte und das Gefühl hat, dass die Zeit knapp wird. Wissenschaftler diskutieren, ob dies eine echte physiologische Reaktion des Körpers ist, wenn die Fruchtbarkeit abnimmt, oder ob alles nur Kopfsache ist [Quelle: Lewin ].

Auch Männer können fühlen, wie eine biologische Uhr tickt, aber im Allgemeinen nicht mit der gleichen Dringlichkeit, da ihre Zeit, ein Kind zu zeugen, viel länger ist als die einer Frau, um eines zu bekommen. Das war zumindest konventionelle Weisheit. Da sowohl Männer als auch Frauen im höheren Alter Eltern werden, haben Wissenschaftler entdeckt, dass das Alter des Vaters möglicherweise mehr mit der genetischen Gesundheit eines Kindes zu tun hat als das seiner Mutter [Quelle: Carey ].

Das ist nur eine Verwendung des Begriffs „biologische Uhr“. Es stellt sich heraus, dass jedes Lebewesen – Männer, Frauen, Tiere, Pflanzen, Insekten und Algen – alle eine innere „Körperuhr“ hat, die von einer Vielzahl biologischer Rhythmen bestimmt wird. Diese körperlichen, geistigen und Verhaltensmuster folgen jeden Tag einem vorhersehbaren Zyklus, der weitgehend von der Reaktion des Körpers auf Licht und Dunkelheit bestimmt wird [Quelle: EarthSky ]. Warum haben wir diese Uhren und was tun sie für uns? Hier sind 10 Fakten, die Sie überraschen könnten.

1. Es ist eine komplexe Uhr
2. Melatonin ist die Schlafhilfe unseres Körpers
3. Die innere Uhr passt sich an Standortänderungen an
4. Aber es passt sich nicht an die Sommerzeit an
5. Vögel tun es, Bären tun es
6. Zirkadiane Uhren sind so alt wie die Zeit
7. Schlaf, es tut einem Körper gut
8. Der Dip nach dem Mittagessen ist natürlich
9. Elektronisches Licht verzerrt die innere Uhr
10. Die innere Uhr kann die biologische Uhr beeinflussen

Die innere Uhr ist nicht irgendeine rinky-dink Mickey-Mouse-Uhr. Tatsächlich handelt es sich um eine Reihe von Uhren, die von einer einzigen „Hauptuhr“ im Gehirn gesteuert werden . Das System funktioniert so: Gene im Körper enthalten Anweisungen zur Herstellung von Proteinen, die in Wellen produziert werden, die im Laufe eines Tages in einer Art 24-Stunden-Zyklus auf- und abfallen [Quellen: NIGM S, EarthSky ].

Die Hauptuhr verwaltet diese zirkadianen Rhythmen mithilfe einer Gruppe von etwa 20.000 Nervenzellen, die als suprachiasmatische Kerne (SCN) bezeichnet werden und sich im Hypothalamus befinden. Dieser Teil des Gehirns sitzt über dem Sehnerv und produziert die Hormone, die die Körpertemperatur, den Hunger, den Sexualtrieb und andere Funktionen des Körpers regeln. Die erzeugten Muster diktieren nicht nur, wann wir essen und schlafen, sondern steuern auch die Herzfrequenz und die Produktion von Blutzellen und Blutzucker. Obwohl die Gene und Proteine ​​im Allgemeinen individuelle Rhythmen bestimmen, können auch äußere Faktoren im Zusammenhang mit Licht und Dunkelheit einen erheblichen Einfluss darauf haben, wie Ihr Körper „die Zeit anzeigt“ [Quellen: NIGMS , Healthline , University of Utah ].

Unter den vielen Hormonen, die durch den Körper gepumpt werden, steuert der suprachiasmatische Kern (SCN) die Produktion des einen, der die Menschen dazu bringt, sich auf der nächsten Couch zu einem Ball zusammenzurollen und ein paar Zzz zu fangen. Melatonin ist eine natürlich vorkommende Chemikalie, die hilft, den circadianen Rhythmus zu regulieren. Je mehr davon der Körper produziert, desto wahrscheinlicher werden Sie schläfrig [Quelle: EarthSky ].

Ihr Zeitplan für die Melatoninproduktion variiert je nach Lichteinfall. Denken Sie daran, dass sich der SCN direkt über dem Sehnerv befindet, der Informationen von den Augen an das Gehirn sendet. Je weniger Licht einfällt – zum Beispiel nachdem die Sonne untergegangen ist und der Himmel dunkel wird – desto mehr Melatonin fordert das SCN vom Gehirn auf zu produzieren [Quelle: University of Maryland ].

Einige Leute, die an Schlafstörungen leiden, nehmen Melatonin-Pillen ein, um ihnen zu helfen, sich auszuruhen. Die Wirkung dieser rezeptfreien und nicht wie Arzneimittel regulierten Nahrungsergänzungsmittel ist noch unklar. Experten warnen davor, dass Benutzer darauf achten sollten, die Größe und den Zeitpunkt der Dosen zu überwachen, um ihre natürliche innere Uhr nicht durcheinander zu bringen [Quelle: National Sleep Foundation ].

Stellen Sie sich die innere Uhr als eine menschliche Version der Uhr auf Ihrem Smartphone vor. Wenn Sie das Telefon ausschalten, wenn Sie in New York in ein Flugzeug steigen, und es wieder einschalten, wenn Ihr Flug in Los Angeles landet, werden Sie feststellen, dass die Uhr die Zeit automatisch anpasst, um anzuzeigen, dass Sie sich jetzt in einer anderen Zone befinden . Auf die gleiche Weise wird sich Ihre innere Uhr schließlich an den neuen Hell-Dunkel-Zyklus an der Westküste anpassen [Quelle: Newitz ].

Jeder, der schon einmal unter Jetlag gelitten hat, weiß, dass die Umstellung nicht sofort erfolgt. Ihr Körper wurde darauf trainiert, jede Nacht zu einer bestimmten Zeit Melatonin freizusetzen, und wird dies zunächst auch dann tun, wenn der Sehnerv dem Gehirn mitteilt, dass es draußen noch hell ist. Irgendwann jedoch und Ihr Gehirn wird die Freisetzung von Melatonin in die Dunkelheit zeitlich festlegen. Mit anderen Worten, die Uhr dreht sich langsam zurück, um den Auf- und Untergang der Sonne zu reflektieren und sicherzustellen, dass Sie nicht die gesamte kalifornische Strandzeit damit verbringen, in Ihrem Hotelzimmer zu schnarchen [Quelle: Newitz ].

Die meisten amerikanischen, kanadischen und europäischen Zeitmesser werden jeden März vorgestellt, wenn die Machthaber die offizielle Zeit um eine Stunde nach oben verschieben, damit die Menschen das Tageslicht optimal nutzen können. Ursprünglich von Benjamin Franklin erfunden, setzte sich die Sommerzeit während des Ersten Weltkriegs durch und wurde 1966 zum Gesetz (für den größten Teil des Landes) in den USA. Der damalige Präsident Lyndon Johnson unterzeichnete ein Gesetz, wonach offizielle Zeitnehmer ihre Uhren umstellen mussten jeden Frühling eine Stunde vor und jeden Herbst eine Stunde zurück [Quelle: Espenak ].

Das Problem ist, dass anscheinend niemand unsere innere Uhr konsultiert hat, bevor er dieser zweimal im Jahr stattfindenden Anpassung zugestimmt hat. Das Vorstellen der Zeit um eine Stunde wirkt sich auf den zirkadianen Rhythmus aus, insbesondere in den Tagen unmittelbar nach dem Wechsel, wenn die Sonne immer noch ungefähr zur gleichen Zeit aufgeht. Wenn Ihr Wecker um 7 Uhr morgens klingelt, denkt Ihr Körper immer noch, dass es 6 Uhr morgens ist. Da die Sonne in kleinen Schritten später aufgeht, ist es wahrscheinlich immer noch dunkel und wird es noch einige Monate bleiben. Das bedeutet, dass Ihr Körper den Melatonin-Wasserhahn noch nicht schließen wird. Eine Studie zeigte, dass sich der zirkadiane Rhythmus der Menschen nie vollständig an die Sommerzeit anpasst und das Schlafverhalten sich erst wieder normalisiert, wenn wir zur regulären Zeit zurückkehren [Quelle: Reinberg ].

Es ist wie die Musikgruppe Bloodhound Gang sagt: "Du und ich, Baby, sind nicht nichts als Säugetiere." Auch andere Säugetiere haben eine rhythmusbasierte innere Uhr, die vorschreibt, wann sie morgens aufstehen und wann sie sich abends hinlegen, um die Augen zu schließen. Tatsächlich sind Bären auf saisonale zirkadiane Rhythmen angewiesen, die ihnen sagen, wann sie den Winterschlaf halten und wann sie aus ihren Verstecken kommen sollen. Vögel fliegen in ähnlicher Weise für den Winter nach Süden, basierend auf zirkadianen (oder zirkajährlichen) Rhythmen, die sich an Temperaturänderungen und die abnehmende Menge an Sonnenlicht pro Tag anpassen [Quellen: Newitz , Quraishsi ].

Es sind nicht nur Säugetiere, die die Zeit auf natürliche Weise halten. Interne Rhythmen treiben Pflanzen dazu, ihre Blätter im Morgengrauen zu öffnen und nachts zu schließen. Sie bestimmen auch, wann Blumen saisonal blühen [Quelle: American Society of Plant Biologists ].

Die Kathedrale von Salisbury in England soll die älteste Uhr der Welt beherbergen . Es wird angenommen, dass die schmiedeeisernen Zeiger des mechanischen Geräts den Lauf der Zeit seit mindestens 1386 verfolgen. Die Uhr überlebte Krieg, Feuer und Unaufmerksamkeit, bevor sie im frühen 20. Jahrhundert wiederentdeckt und restauriert wurde [Quelle: Kathedrale von Salisbury ].

Die Uhr der Kathedrale von Salisbury ist im Vergleich zu den natürlichen Uhren, die unsere zirkadianen Rhythmen verfolgen, nur ein winziger Hingucker. Wissenschaftler glauben, dass sich innere Uhren vor mehr als 3 Milliarden Jahren in Cyanobakterien (was wir auch Blaualgen nennen) entwickelt haben, aber sie wissen nicht genau, warum dies geschah. Einige sagen, dies sei der Weg der Natur gewesen, um gleiche Bedingungen für Organismen zu schaffen, die alle um dieselben Energiequellen konkurrieren. Zirkadiane Rhythmen haben sich entwickelt, so dass einige Lebewesen tagsüber und andere nachts fressen. Andere sagen, dass sich die innere Uhr in Algen entwickelt hat, um die Prozesse des Schlamms für die Photosynthese – Umwandlung von Licht in Energie, die für später gespeichert werden kann – und die Stickstofffixierung – bei der Pflanzen Stickstoff aus der Luft in Energie umwandeln – zu verschieben, um sich nicht gegenseitig zu beeinflussen [Quelle : Newitz ].

Vielleicht ist der Grund für circadiane Rhythmen beim Menschen einfacher: Sie helfen beim Schlafen , und Schlaf ist gut für uns.

Wenn Sie Ihren Kopf hinlegen und zum Federball einnicken, stellt sich Ihr Körper wieder her. Dazu gehören grundlegende Wartungs- und Reparaturarbeiten wie Muskelwachstum , Gewebeerhaltung, Proteinproduktion und die Freisetzung von Wachstumshormonen. Diese Hormone helfen Kindern, sich auf natürliche Weise zu entwickeln – Beweisstück A im Fall gegen den kleinen Johnny, der aufbleibt, um Jimmy Fallon zuzusehen –, spielen aber auch eine Schlüsselrolle dabei, Erwachsenen dabei zu helfen, Gewebe im Laufe der Zeit wieder aufzubauen. Tatsächlich wird angenommen, dass einige dieser Funktionen nur während der Schlafstunden stattfinden. Tiere, denen der Schlaf entzogen wird, verlieren alle Immunfunktionen und sterben in nur wenigen Wochen [Quelle: Harvard Medical School ].

Wenn Sie schon einmal nach einem schönen langen Schlummer aus dem Bett aufgesprungen sind und sich geistig erfrischt gefühlt haben, liegt das wahrscheinlich nicht nur daran, dass Sie die Nacht damit verbracht haben, davon zu träumen, von Models am Pool einer italienischen Villa mit Weintrauben gefächelt und gefüttert zu werden. Schlaf hilft Menschen, ihre mentale Energie und ihre kognitiven Funktionen wiederherzustellen, die während der Wachzeit oft erschöpft sind [Quelle: Harvard Medical School ]. Unsere zirkadianen Rhythmen machen uns nachts natürlich schläfrig.

Haben Sie sich jemals gefragt, warum Sie nach dem Mittagessen gegen den Schlafdrang ankämpfen müssen (es sei denn, Sie haben das Glück, von zu Hause aus zu arbeiten und können dem nachgeben)? Der zirkadiane Rhythmus Ihres Körpers befindet sich nach Ihrer Mittagsmahlzeit an einem natürlichen Ruheort. Es gibt auch ein anderes System namens Schlaf-Wach-Homöostase , das Ihrem Körper sagt, wann es Zeit zum Schlafen ist, was auch auftritt, wenn Sie lange wach waren. Um 14 Uhr sind Sie in der Regel mindestens acht Stunden wach. Wenn Sie diese beiden Systeme zusammen mit einem schweren Mittagessen kombinieren, ist es kein Wunder, dass Sie ein Nickerchen machen möchten [Quellen: National Sleep Foundation , Korkki ].

Nicht jeder hat dieses Gefühl in gleichem Maße, aber es ist ein natürliches. Tatsächlich haben die meisten Erwachsenen dank ihrer zirkadianen Rhythmen um 14:00 Uhr und 02:00 Uhr ihre stärksten Schlaftriebe. Wenn Sie jedoch gut geschlafen haben, wird Ihr Drang, zur Mittagszeit ein Nickerchen zu machen, verringert [Quellen: National Sleep Foundation , Korkki ].

Wenn wir bisher etwas gelernt haben, dann, dass die innere Uhr im Allgemeinen so aufgezogen wird, dass sie hell und dunkel entspricht. Wenn es nachts dunkel wird, sagt das Gehirn dem Körper, dass es Zeit für eine Pause ist, indem es Melatonin in den Blutkreislauf freisetzt. Was passiert also, wenn Sie abends buchstäblich den (Licht-)Schalter umlegen?

Künstliches Licht kann gemischte Signale senden. Ja, ein kleines und strategisch platziertes Nachtlicht kann notwendig sein, um vom Schlafzimmer zum Badezimmer zu navigieren, wenn der Dienst ruft. Aber andere Lichter könnten Ihre innere Uhr durcheinander bringen. Dazu gehört die Beleuchtung, die von einem Fernseher , Computer oder Smartphone kommt. Viele Leute entspannen sich gerne für die Nacht, indem sie sich die alte Boob Tube ansehen – oder Unterhaltung über ihre Computer und Tablets streamen. Wenn Sie diese Geräte und das künstliche Licht, das sie abgeben, ins Bett bringen, können Sie Ihr Gehirn jedoch dazu verleiten, zu denken, dass es wach bleiben sollte [Quelle: Klein ].

Wir sind gleich wieder bei der „biologischen Uhr“ angelangt. Untersuchungen zeigen, dass Frauen, die schwanger sind oder schwanger werden möchten, auf ihren circadianen Rhythmus achten und künstliches Licht in der Nacht vermeiden sollten. Schlaf hilft nicht nur dem Körper, sich zu verjüngen und das Wachstum von Kindern zu fördern; Es schützt auch die Eier einer Frau vor Stress. Denn Melatonin soll antioxidative Eigenschaften haben und den Körper vor Entzündungen schützen, während es das Immunsystem stimuliert , insbesondere während des Eisprungs [Quellen: Klein , Nierenberg ].

Wenn nachts die Lichter angehen, verlangsamt oder stoppt die Melatoninproduktion. Experten sagen, dass Frauen, die schwanger sind, ein stabiles Schlafmuster beibehalten sollten, das den Licht- und Dunkelzyklen entspricht, die draußen stattfinden. Das bedeutet jede Nacht acht Stunden Dunkelheit mit wenig oder keinen Unterbrechungen. Die Dunkelheit, nicht der eigentliche Schlaf, ist der Schlüssel. Der Körper produziert Melatonin als Reaktion auf Dunkelheit und wird dies auch dann tun, wenn Sie nicht schlafen können. Unter anderem haben Forscher herausgefunden, dass Störungen in dieser Routine zu Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörungen und autismusbedingten Störungen bei kleinen Kindern führen können [Quellen: Klein , Nierenberg ].

Anmerkung des Autors: 10 Fakten über biologische Rhythmen

Die Sommerzeit ist Fluch und Segen zugleich. Wenn ich die Uhren im Frühling eine Stunde vorstelle, bedeutet das, dass die Sonne immer noch aufgeht, wenn ich mein Büro verlasse. Das erlaubt mir natürlich weiterhin zu glauben, dass ich ein echter, lebendiger Mensch bin und nicht eine Art buckliger, höhlenbewohnender Einsiedler, der im Schutz der Dunkelheit herumschleicht. Auf der anderen Seite scheint es bei mir Wochen der Eingewöhnung zu dauern, bis ich nach der Umstellung pünktlich aus dem Bett komme. Das liegt daran, dass ich gerne aufstehe, wenn die Sonne aufgeht. Nenn mich verrückt, nenn mich einen verdammt dreckigen Hippie, ruf mich zu spät zur Arbeit, aber ich bin der bescheidenen Überzeugung, dass Wecker etwas für Drückeberger sind. Wenn der liebe Gott wollte, dass wir früher aufstehen, würde er oder sie die Sonne entsprechend aufgehen lassen.

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