Circadiaan ritme

Circadiaan ritme, de cyclische 24-uurs periode van menselijke biologische activiteit.

Lees meer over dit onderwerp

Het menselijk zenuwstelsel: Circadiane ritmen

Mensen hebben zich onvermijdelijk aangepast aan de ordelijke ritmen van het universum. Deze biologische cycli worden circadiane ritmen genoemd, van het Latijnse…

Binnen de circadiane (24-uurs) cyclus slaapt een mens gewoonlijk ongeveer 8 uur en is hij of zij 16 uur wakker. Tijdens de wakkere uren zijn de geestelijke en lichamelijke functies het meest actief en neemt de groei van weefselcellen toe. Tijdens de slaap verdwijnen de vrijwillige spieractiviteiten bijna en is er een daling van de stofwisselingssnelheid, de ademhaling, de hartslag, de lichaamstemperatuur en de bloeddruk. De activiteit van het spijsverteringsstelsel neemt tijdens de rustperiode toe, maar die van het urinestelsel neemt af. De door het lichaam afgescheiden hormonen, zoals het stimulerende middel epinefrine (adrenaline), worden ongeveer twee uur vóór het ontwaken in maximale hoeveelheden vrijgemaakt, zodat het lichaam is voorbereid op activiteit.

De circadiane cyclus wordt gecontroleerd door een gebied in de hersenen dat bekend staat als de hypothalamus, die het hoofdcentrum is voor het integreren van ritmische informatie en het vaststellen van slaappatronen. Een deel van de hypothalamus, de suprachiasmatische kern (SCN) genaamd, ontvangt signalen over licht en donker van het netvlies van het oog. Bij activering door licht zenden speciale fotoreceptorcellen in het netvlies signalen naar de SCN via neuronen van de retinohypothalamische tractus. De signalen worden verder doorgegeven aan de pijnappelklier, een kleine kegelvormige structuur die is bevestigd aan het achterste uiteinde (achter de hypothalamus) van de derde hersenkamer en die verantwoordelijk is voor de productie van een hormoon dat melatonine wordt genoemd. Cyclische schommelingen van melatonine zijn van vitaal belang voor de instandhouding van een normaal circadiaan ritme. Wanneer het netvlies licht waarneemt, wordt de melatonineproduktie geremd en wordt men wakker; de golflengte (kleur) en intensiteit van het licht zijn belangrijke factoren die de mate waarin de melatonineproduktie wordt geremd, beïnvloeden. In reactie op duisternis daarentegen wordt de melatonineproductie verhoogd, en begint het lichaam zich voor te bereiden op de slaap. Slaapverwekkende reacties, zoals verlaging van de lichaamstemperatuur en de bloeddruk, worden opgewekt wanneer melatonine zich bindt aan receptoren in de SCN.

Het natuurlijke tijdsignaal voor het circadiane patroon is de overgang van duisternis naar licht. Waar daglichtpatronen niet consistent zijn, zoals in de ruimte, worden gereguleerde cycli opgesteld om de 24-uurs dag te simuleren. Als men probeert het circadiaans ritme te doorbreken door een aantal dagen geen slaap te krijgen, beginnen psychische stoornissen te ontstaan. Het menselijk lichaam kan leren te functioneren in cycli tussen 18 en 28 uur, maar elke afwijking groter of kleiner dan dit doet het lichaam gewoonlijk terugkeren naar een 24-uurs cyclus. Zelfs in volledig verlichte gebieden, zoals de subpolaire schemerzone, kent het lichaam regelmatige cycli van slaap en waakzaamheid als de eerste aanpassing eenmaal is gemaakt.

Gebruik een Britannica Premium-abonnement en krijg toegang tot exclusieve inhoud. Abonneer u nu

Elke drastische verschuiving in de circadiane cyclus vereist een bepaalde periode om zich aan te passen. Elk individu reageert anders op deze veranderingen. Reizen door een aantal tijdzones gaat vaak gepaard met stress op het circadiane ritme, ook wel “jetlag” genoemd. Bijvoorbeeld, een vliegreis tussen Tokio en New York City creëert een tijdsverschil van 10 uur; het duurt meestal enkele dagen voordat het lichaam zich heeft aangepast aan het nieuwe dag-nachtpatroon. Te frequente verschuivingen in circadiane patronen, zoals meerdere transoceanische vluchten per maand, kunnen leiden tot mentale en fysieke vermoeidheid. Aanpassing voor of na de vlucht kan worden bereikt door het slaappatroon geleidelijk aan te passen aan dat wat in de nieuwe omgeving nodig zal zijn. De ruimtevaart is nog extremer. Astronauten worden voor het eerst geconfronteerd met snelle veranderingen in de dag-nacht cyclus terwijl ze zich in een baan om de aarde bevinden. Daarna wordt de leegte een constante duisternis zonder waarneembaar onderscheid tussen dag en nacht.

De circadiane cyclus kan de effectiviteit van sommige medicijnen veranderen. Zo lijkt de timing van de toediening van hormonale geneesmiddelen, zodat deze in overeenstemming is met hun natuurlijke circadiane productiepatroon, het lichaam minder te belasten en meer effectieve medische resultaten op te leveren.