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Zirkadianer Rhythmus

Zirkadiane Rhythmen sind 24-Stunden-Zyklen, die Teil der inneren Uhr des Körpers sind und im Hintergrund ablaufen, um wichtige Funktionen und Prozesse auszuführen. Einer der wichtigsten und bekanntesten zirkadianen Rhythmen ist der Schlaf-Wach-Zyklus.

Verschiedene Systeme des Körpers folgen zirkadianen Rhythmen, die mit einer Hauptuhr im Gehirn synchronisiert sind. Diese Hauptuhr wird direkt durch Umweltreize, insbesondere Licht, beeinflusst, weshalb zirkadiane Rhythmen an den Zyklus von Tag und Nacht gebunden sind.

Bei richtiger Ausrichtung kann ein zirkadianer Rhythmus einen gleichmäßigen und erholsamen Schlaf fördern. Wenn dieser zirkadiane Rhythmus jedoch gestört ist, kann dies zu erheblichen Schlafproblemen führen, einschließlich Schlaflosigkeit. Die Forschung zeigt auch, dass der zirkadiane Rhythmus eine wesentliche Rolle bei verschiedenen Aspekten der körperlichen und geistigen Gesundheit spielt.

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Wie funktioniert der zirkadiane Rhythmus?

Zirkadiane Rhythmen sorgen dafür, dass die Prozesse im Körper zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraums optimiert werden. Der Begriff zirkadian kommt von dem lateinischen Ausdruck „circa diem“, was „um einen Tag herum“ bedeutet.

Zirkadiane Rhythmen gibt es in allen Arten von Organismen. Sie sorgen zum Beispiel dafür, dass sich Blumen zur richtigen Zeit öffnen und schließen und halten nachtaktive Tiere davon ab, ihren Unterschlupf während des Tages zu verlassen, wo sie mehr Fressfeinden ausgesetzt wären.

Beim Menschen sorgen zirkadiane Rhythmen für die Koordination mentaler und physischer Systeme im gesamten Körper. Das Verdauungssystem produziert Proteine, um sich an den typischen Zeitpunkt der Mahlzeiten anzupassen, und das endokrine System reguliert Hormone, um sich an den normalen Energieaufwand anzupassen.

Die zirkadianen Rhythmen im gesamten Körper sind mit einer Hauptuhr verbunden, die manchmal als zirkadianer Schrittmacher bezeichnet wird und sich im Gehirn befindet. Genauer gesagt befindet er sich im suprachiasmatischen Nukleus (SCN), der sich in einem Teil des Gehirns befindet, der Hypothalamus genannt wird. Zu verschiedenen Tageszeiten senden die Uhrengene im SCN Signale, um die Aktivitäten im gesamten Körper zu regulieren.

Der SCN ist hochgradig lichtempfindlich, was als wichtiger externer Hinweis dient, der die vom SCN gesendeten Signale zur Koordinierung der inneren Uhren im Körper beeinflusst. Aus diesem Grund sind die zirkadianen Rhythmen eng mit Tag und Nacht verbunden. Während andere Signale wie Bewegung, soziale Aktivität und Temperatur die Hauptuhr beeinflussen können, ist Licht der stärkste Einfluss auf zirkadiane Rhythmen.

Ist ein zirkadianer Rhythmus das Gleiche wie eine biologische Uhr?

Biologische Uhren helfen, den zeitlichen Ablauf körperlicher Prozesse zu regulieren, einschließlich zirkadianer Rhythmen. Ein zirkadianer Rhythmus ist ein Effekt einer biologischen Uhr, aber nicht alle biologischen Uhren sind zirkadian. Zum Beispiel passen sich Pflanzen an die wechselnden Jahreszeiten an, indem sie eine biologische Uhr verwenden, deren Timing sich von einem 24-Stunden-Zyklus unterscheidet.

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Wie wirkt sich der zirkadiane Rhythmus auf den Schlaf aus?

Wenn Menschen über den zirkadianen Rhythmus sprechen, geschieht dies meist im Zusammenhang mit dem Schlaf. Der Schlaf-Wach-Zyklus ist eines der deutlichsten und wichtigsten Beispiele für die Bedeutung des zirkadianen Rhythmus.

Während des Tages bewirkt die Lichteinwirkung, dass die Hauptuhr Signale sendet, die Wachsamkeit erzeugen und dazu beitragen, uns wach und aktiv zu halten. Wenn es Nacht wird, initiiert die Hauptuhr die Produktion von Melatonin, einem Hormon, das den Schlaf fördert, und sendet dann weiterhin Signale, die uns helfen, die Nacht durchzuschlafen.

Auf diese Weise richtet unser zirkadianer Rhythmus unseren Schlaf und unser Wachsein auf Tag und Nacht aus, um einen stabilen Zyklus der erholsamen Ruhe zu schaffen, der eine erhöhte Aktivität am Tag ermöglicht.

Was beeinflusst der zirkadiane Rhythmus außer dem Schlaf?

Während der Schlaf-Wach-Zyklus einer der prominentesten zirkadianen Rhythmen ist, spielen diese 24-stündigen inneren Uhren eine wichtige Rolle in praktisch allen Systemen des Körpers.

In der Forschung werden weiterhin Details über zirkadiane Rhythmen aufgedeckt, aber es gibt Hinweise darauf, dass sie über die Regulierung von Blutzucker und Cholesterin mit dem Stoffwechsel und dem Gewicht in Verbindung stehen. Zirkadiane Rhythmen beeinflussen auch die psychische Gesundheit, einschließlich des Risikos für psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen und bipolare Störungen sowie das Potenzial für neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz.

Es gibt Hinweise darauf, dass zirkadiane Rhythmen einen wichtigen Einfluss auf das Immunsystem sowie auf Prozesse der DNA-Reparatur haben, die an der Krebsprävention beteiligt sind. Frühe Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass zirkadiane Zyklen die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten beeinflussen können und dass neue Medikamente in der Lage sein könnten, sich die biologischen Uhren zunutze zu machen, um Krebszellen abzutöten.

Was passiert, wenn der zirkadiane Rhythmus gestört ist?

Wenn der zirkadiane Rhythmus gestört ist, bedeutet dies, dass die Systeme des Körpers nicht optimal funktionieren.

Ein gestörter zirkadianer Schlaf-Wach-Rhythmus kann zu ernsthaften Schlafproblemen führen. Ohne die richtigen Signale der inneren Uhr des Körpers kann ein Mensch Schwierigkeiten haben, einzuschlafen, während er nachts aufwacht oder nicht in der Lage ist, bis zum Morgen so lange zu schlafen, wie er möchte. Der Gesamtschlaf kann reduziert sein, und ein gestörter zirkadianer Rhythmus kann auch einen flacheren, fragmentierten und qualitativ schlechteren Schlaf bedeuten.

Darüber hinaus wurden in Studien Störungen des zirkadianen Rhythmus als mögliche Ursache für obstruktive Schlafapnoe (OSA) identifiziert, eine Schlafstörung, die durch wiederholte Atemaussetzer gekennzeichnet ist. OSA reduziert den Sauerstoffgehalt des Körpers und verursacht zahlreiche Schlafunterbrechungen während der Nacht.

Insgesamt kann ein falsch eingestellter zirkadianer Rhythmus den Schlaf in vielerlei Hinsicht negativ beeinflussen und das Risiko von Schlaflosigkeit und übermäßiger Tagesmüdigkeit erhöhen. Angesichts der wichtigen Rolle des Schlafs für die Produktivität und die allgemeine Gesundheit hat ein gestörter zirkadianer Rhythmus oft erhebliche Folgen.

Was kann den zirkadianen Rhythmus stören?

Störungen des zirkadianen Rhythmus können kurz- oder langfristig auftreten. Experten haben eine Reihe von Arten von Störungen des zirkadianen Schlaf-Wach-Rhythmus auf der Grundlage ihrer Merkmale und Ursachen identifiziert.

Jet-Lag-Störung: Dies tritt auf, wenn eine Person mehrere Zeitzonen in einem kurzen Zeitraum überquert und verdankt ihren Namen der Tatsache, dass dieser Zustand häufig bei Menschen auftritt, die Interkontinentalflüge unternehmen. Bis sich der zirkadiane Rhythmus einer Person an den Tag-Nacht-Zyklus seines neuen Standorts akklimatisiert hat, wird man wahrscheinlich unter Schlafproblemen und Müdigkeit aufgrund des Jetlags leiden.

Schichtarbeitsstörung: Berufliche Verpflichtungen können den zirkadianen Rhythmus einer Person erheblich stören. Schichtarbeit, die erfordert, dass man die Nacht durcharbeitet und tagsüber schläft, bringt den Schlafrhythmus einer Person direkt in einen Konflikt mit den lokalen Tageslichtstunden.

Fortgeschrittene Schlafphasenstörung: Bei dieser Störung werden die Betroffenen früh am Abend müde und wachen morgens sehr früh auf. Auch wenn sie nachts später auf sein möchten oder morgens länger schlafen wollen, können Menschen mit einer fortgeschrittenen Schlafphasenstörung dies in der Regel nicht tun. Diese Störung ist selten, sie betrifft etwa 1 % der Menschen im mittleren und höheren Alter, und tritt häufiger bei älteren Erwachsenen auf. In einigen Fällen kann die fortgeschrittene Schlafphasenstörung mit einer vererbten genetischen Veranlagung zusammenhängen.

Verspätete Schlafphasenstörung: Diese Art der Störung des zirkadianen Rhythmus wird mit „Nachteulen“ in Verbindung gebracht, die nachts lange aufbleiben und morgens spät einschlafen. In der breiten Bevölkerung ist diese Störung selten – sie betrifft nur 1 oder 2 von 1.000 Personen -, aber bis zu 16 % der Jugendlichen sind davon betroffen. Die genaue Ursache ist unbekannt, kann aber mit der Genetik, körperlichen Grunderkrankungen und dem Verhalten einer Person zusammenhängen.

Nicht-24-Stunden-Schlaf-Wach-Störung: Dieser Zustand tritt hauptsächlich bei Menschen auf, die blind sind und keine lichtbasierten Signale für ihren zirkadianen Rhythmus empfangen können. Ihr Körper folgt immer noch einem 24-Stunden-Zyklus, aber ihre Schlafzeiten verschieben sich ständig um Minuten oder Stunden nach hinten.

Unregelmäßige Schlaf-Wach-Rhythmus-Störung: Menschen mit dieser seltenen Störung haben kein konsistentes Schlafmuster und können viele Nickerchen oder kurze Schlafperioden während eines 24-Stunden-Tages haben. Diese Störung wird häufig mit Erkrankungen des Gehirns in Verbindung gebracht, wie z. B. Demenz oder traumatische Hirnverletzungen, die das ordnungsgemäße Funktionieren der Hauptuhr im Hypothalamus einschränken.

Wie diese Liste zeigt, gibt es vielfältige Ursachen für zirkadiane Rhythmusstörungen. Einige Störungen des zirkadianen Rhythmus sind auf individuelles Verhalten zurückzuführen, z. B. durch Reisen oder Arbeit, die den Schlafplan aus dem Gleichgewicht mit der normalen Tageslichtexposition bringen. Andere Störungen beruhen auf einem zugrundeliegenden Problem, das eine Störung des Empfangs oder der Verarbeitung von Umweltreizen verursacht, die die Hauptuhr des Körpers regulieren. In bestimmten Situationen können genetische Ursachen eine Rolle spielen, andere wiederum bleiben unbekannt.

Wie man einen gesunden zirkadianen Rhythmus aufrechterhält

Obwohl wir keine vollständige Kontrolle über unseren zirkadianen Rhythmus haben, gibt es Tipps für einen gesunden Schlaf, mit denen wir versuchen können, unsere 24-Stunden-Schlafzyklen besser zu steuern.

  • Sorge für Sonne: Die Exposition gegenüber natürlichem Licht, besonders früh am Tag, hilft, den stärksten zirkadianen Hinweis zu verstärken.
  • Befolge einen konsistenten Schlafplan: Wenn du deine Schlafenszeit oder deine morgendliche Aufwachzeit variierst, kann das die Fähigkeit deines Körpers, sich auf einen stabilen zirkadianen Rhythmus einzustellen, beeinträchtigen.
  • Bewege dich täglich: Aktivität während des Tages kann deine innere Uhr unterstützen und dazu beitragen, dass du nachts leichter einschlafen kannst.
  • Vermeide Koffein: Stimulanzien wie Koffein können dich wachhalten und das natürliche Gleichgewicht zwischen Schlaf und Wachsein durcheinanderbringen. Jeder Mensch ist anders, aber wenn du Probleme mit dem Schlafen hast, solltest du nach dem Mittag auf Koffein verzichten.
  • Begrenze die Menge an Licht vor dem Schlafengehen: Künstliche Lichteinwirkung in der Nacht kann den zirkadianen Rhythmus stören. Experten raten, das Licht zu dimmen und elektronische Geräte vor dem Schlafengehen wegzulegen und sie aus dem Schlafzimmer und von der Schlafoberfläche fernzuhalten.
  • Halte ein Nickerchen kurz und früh am Nachmittag: Späte und lange Nickerchen können die Schlafenszeit nach hinten verschieben und deinen Schlafrhythmus aus dem Gleichgewicht bringen.

Diese Schritte zur Verbesserung der Schlafhygiene können ein wichtiger Teil der Unterstützung eines gesunden zirkadianen Rhythmus sein, aber je nach Situation können auch andere Schritte notwendig sein. Wenn du anhaltende oder schwere Schlafprobleme, Tagesmüdigkeit und/oder einen problematischen Schlafrhythmus hast, ist es wichtig, mit einem Arzt zu sprechen, der die Ursache am besten diagnostizieren und die beste geeignete Behandlung anbieten kann.

Referenzen

  1. Schultes, B., and H. L. Fehm. „Zirkadiane Rhythmen in der Endokrinologie.“ Der Internist 45.9 (2004): 983-993.
  2. Herzog, M., et al. „Zirkadianer Rhythmus.“ HNO 65.2 (2017): 154-162.
  3. Maurer, J. T. „Zirkadiane Rhythmusschlafstörungen.“ Praxis der Schlafmedizin. Springer, Berlin, Heidelberg, 2018. 209-216.

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Matthias Böhm

Matthias setzt sich leidenschaftlich dafür ein, Menschen mit Informationen zu versorgen, die sie nutzen können, um sinnvolle Entscheidungen über ihre Gesundheit zu treffen. Als wissenschaftlicher Autor hat er mehr als ein Jahrzehnt damit verbracht, Patient*innen, Betreur*innen und Fachleute mit qualitativ hochwertigen, faktenbasierten Informationen zu versorgen und diese zu verfassen. Wenn er nicht gerade schreibt, kocht Matthias gerne vegetarisch, wandert und schläft gerne aus.

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