Hoe de interne klok van het lichaam de algemene gezondheid beïnvloedt
Wat is een biologische klok & Circadiaans ritme?
Alle levende wezens (mensen, dieren, planten, schimmels en micro-organismen) hebben elk van hun biologische processen aangepast aan de 24-uurs dag-nacht cyclus.
Het circadiaans of circadiaans ritme, ook bekend als de “biologische klok”, regelt in elk levend organisme een aantal zeer noodzakelijke en belangrijke biologische functies, zoals de slaap-waakcyclus, de hormoonafscheiding, de bloeddruk en zelfs de stofwisseling!
De wetenschap die zich bezighoudt met de pijnappelklier en de hypofyse heet Chronologie en is gebaseerd op de studie van biologische ritmen.
Biologisch of circadiaan ritme is de dagelijkse cyclus die elk levend organisme volgt en wordt gekenmerkt door een ritmische afwisseling in niveaus van chemische componenten en hun homeostase in het lichaam en aanpassing van biologische functies.
Hoewel deze ritmen uitsluitend endogeen zijn, met vele biochemische paden betrokken bij hun regulatie, worden zij direct beïnvloed door het grote aanpassingsvermogen dat zij vertonen aan verschillende externe factoren zoals warmte en daglicht!
Recente ontdekkingen – Nobelprijs voor de fysiologie
Het is vermeldenswaard dat de Nobelprijs voor de fysiologie en de geneeskunde dit jaar is toegekend aan Jeffrey Hall, Michael Rosbash en Michael Young, wetenschappers van Amerikaanse afkomst, die zijn bekroond voor hun ontdekkingen over de moleculaire mechanismen die het circadiane ritme regelen, .
Deze ontdekkingen werden bekroond omdat zij de noodzakelijke verklaringen verschaften voor de wijze waarop elk levend organisme erin slaagt zijn biologisch ritme zo aan te passen dat het synchroon loopt met de omwenteling van de aarde.
Dit werd bereikt door het gen te isoleren dat het biologisch ritme controleert, waarbij werd aangetoond hoe dit gen verantwoordelijk is voor de codering van een eiwit dat zich ’s nachts in de cellen bevindt en overdag wordt afgebroken.
Biologische – circadiane ritmen worden in de loop van de tijd beïnvloed door gedragspatronen en externe stimuli.
In een nadere analyse zijn de kernactiviteiten die met de biologische klok samenhangen en in staat zijn deze gereguleerd te houden of geleidelijk te ontregelen, de volgende:
– De slaap wordt gereguleerd door de biologische klok, waarbij licht de belangrijkste externe stimulus is die deze ingesteld houdt.
– Voedsel is de belangrijkste stimulus voor het synchroniseren van de circadiane ritmen van de perifere weefsels van het lichaam.
– Het metabolisme staat in direct verband met het circadiaans ritme en de voedselinname, omdat het de enige is die verantwoordelijk is voor de planning van de energieproductie die overeenkomt met de activiteiten die iedereen binnen de dag geacht wordt te verrichten.
– De immuunrespons is effectiever tijdens de waaktoestand, wanneer de behoeften van het lichaam toenemen.
– Veroudering regelt het circadiaans ritme niet. Dit leidt ertoe dat ouderen moeilijkheden ondervinden bij elementaire dagelijkse activiteiten, zoals slaap, energieproductie, enz.
– Transatlantische of intercontinentale reizen veroorzaken lichamelijke en geestelijke uitputting en desoriëntatie van biologische ritmen.
– Celcyclus en celdifferentiatie schijnen door circadiane ritmen te worden beheerst, zonder dat nog bekend is op welke wijze.
Wetenschappelijke gegevens
Het centrum van de biologische functies van het menselijk lichaam bevindt zich in de bovenste hypothalamus van de hersenen, de hyperchumorische kern genaamd. Jarenlang is deze beschouwd als de enige klok die bestaat uit neuronen die reageren op het ritmische slaap-waak- en voedingsgedrag.
Deze centrale klok is betrokken bij het sturen van fundamentele fysiologische processen in het hele lichaam. Tot voor kort was het helemaal niet duidelijk hoe deze centrale klok werkt, noch hoe zij de vele verschillende cellulaire fysiologische functies communiceert.
Onlangs is ontdekt dat de functies van het menselijk organisme, evenals variaties daarvan, niet alleen door een centrale klok kunnen worden geactiveerd. Onderzoekers hebben ontdekt dat elke cel, met inbegrip van microben, een op zichzelf staande en volledig functionele klok heeft.
Meer in het bijzonder blijkt elk weefsel en elk orgaan unieke dagcycli te hebben, die verantwoordelijk zijn voor specifieke biologische functies, maar ook voor unieke metabolische functies van elk orgaan.
Dus kunnen we er zeker van zijn dat elke individuele cel in het lichaam bestaat uit een genetische basisklok, als een kern, en dan is er een breed scala van verschillende hulpritmes met genetische cycli die verantwoordelijk zijn voor de synchronisatie van het metabolisme, alsmede voor het gedrag van elke cel, weefsel en orgaan.
Het is de moeite waard op te merken dat de manier waarop al deze autonome en verschillende cirkels met elkaar in verband staan en gesynchroniseerd zijn met de centrale klok, die neurologische boodschappen en hormonen stuurt naar een 24-uurs dag-nacht cyclus, pas ontdekt is
Verschuivingen in de biologische klok beïnvloeden de fysiologie van het menselijk lichaam
Menselijke cellen bestaan uit een groot aantal genen en functioneren in een 24-uurs cyclus. Het is een van de grootste sets van genetische netwerken die van invloed zijn op de belangrijkste functies van de fysiologie.
Deze netwerken worden voornamelijk beïnvloed door:
- blootstelling aan daglicht en duisternis van de nacht,
- uren van eten en slapen.
Elke verandering in het biologische ritme beïnvloedt de communicatie tussen cellen en weefsels, wat resulteert in hun geleidelijke deregulering.
Genetische en epigenetische netwerken produceren specifieke tijden voor het uitvoeren van bepaalde functies die moeilijk of onmogelijk op hetzelfde moment zouden kunnen worden uitgevoerd. Deze ritmische cirkels van circadiane ritmen optimaliseren de productie en het gebruik van energie voor elke noodzakelijke activiteit.
In feite kan de stoornis van deze processen leiden tot verschillende metabole ziekten, zoals diabetes mellitus, hyperlipidemie, obesitas, schildklieraandoeningen, en osteoporose.
Recent onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat strikte voedings- en vastentijden een positief effect kunnen hebben op abnormale ritmen om zelfs chronische ziekten te genezen!
De variabelen die interageren met de biologische klok controlecentra zijn gerelateerd aan energiebalans, voeding en vasten, evenals licht en duisternis. Deze variabelen omvatten zowel temperatuur als lichamelijke activiteit.
Misschien wel de meest onderzochte variabele is een speciaal dieet dat een vast bepaald dieet wordt genoemd (d.w.z. elke dag op dezelfde tijd eten). Dit heeft interacties met energiebalanscycli die absorptie, opslag van moleculen en het gebruik ervan omvatten.
Er bestaat geen twijfel meer over dat de timing van levensactiviteiten, met name eten en slapen, van grote invloed is op de vraag of we meerdere ziekten ontwikkelen.
Gecentraliseerde klokken zenden ritmische signalen uit die veel cellulaire functies synchroniseren met de lichaamsweefsels. Individuele cellen hebben echter hun eigen klokken, evenals specifieke metabolische cycli, maar ook cycli die samenhangen met specifieke functies in de weefsels.
Op de een of andere manier wordt dit alles gecoördineerd op het niveau van de hersenen, de lichaamsorganen en de individuele cellen.
We weten misschien al dat cellen weten hoe groot ze moeten zijn, wat hun positie is, en wat hun functies zijn op het web. Wat we nog niet 100% zeker weten is de manier waarop ze met elkaar communiceren. Dit is een proces dat uiterst gecompliceerd lijkt.
Een overzicht van circadiane klokken voor de menselijke stofwisseling
Ochtends vroeg
1) stopt de melatonineproductie
2) stijgt de bloeddruk
3) wordt de darmbeweging gestimuleerd
4) stijgt het testosteron