zirkadiane Rhythmen

Zirkadiane Rhythmen – auch circadiane Rhythmik – sind innerorganismische physiologische Rhythmen, die den Organismus auf täglich wiederkehrende Phänomene einstellen, etwa der Schlaf-Wach-Rhythmus. Zu diesen Prozessen im 24-Stunden-Rhythmus gehören z. B. die Produktion bestimmter Hormone wie des Serotonins, die Regulation der Körpertemperatur, der Kaliumausscheidung, des Blutdrucks und des Schlafs. Der Begriff wurde 1959 von Franz Halberg eingeführt.

Der wichtigste äußere Zeitgeber für den zirkadianen Rhythmus ist der Wechsel von Hell- und Dunkelperioden. Das neuronale Zentrum der zirkadianen Rhythmik, der also angeborene endogene Zeitgeber, sitzt im suprachiasmatischen Kern des Hypothalamus, der Efferenzen aus der Retina erhält, ihn also ohne Umschaltung mit Helligkeitsinformationen versorgen. Andere hypothalamische Kerne, Hypophyse, Zirbeldrüse, Septum, die aktivierenden und REM-Schlaf erzeugenden Regionen des Hirnstamms, Rückenmark und die cholinergen basalen Strukturen des Vorderhirn erhalten ebenfalls Efferenzen des suprachiasmatischen Kerns des Hypothalamus, der wiederum  über die Freisetzung von Hormonen und die rhythmische Entladung seiner Neurone anderen Strukturen den endogenen Rhythmus vorgibt. Zirkadiane Rhythmen müssen trotz des genetisch festgelegten Kerns allmählich entwickelt werden, was zu den frühen Entwicklungsaufgaben eines Säuglings gehört.

Allgemeiner Hinweis zu Rhythmen: Zahlreiche Rhythmen bestimmen das Leben des Menschen, etwa in Form der Jahreszeiten, dem Tagesverlauf, in den Frequenzen des Gehens oder Laufens, aber auch beim Herzschlag und bei der Atmung. Einige Rhythmen werden von außen gesteuert, andere intern von Neuronensystemen erzeugt und organisiert, ein Neuronencluster im Zwischenhirn etwa schwingt im Tag-Nacht-Rhythmus, spezialisierte neuronale Netzwerke im Hirnstamm und Rückenmark sind weitere zentrale Rhythmuserzeuger und lassen die Arme und Beine im Wechsel vor und zurück schwingen, und bringen so das Grundmuster des Gehens hervor, und zwar weitgehend unabhängig von der Steuerung durch die Großhirnrinde. Ein wichtiges Netzwerk im hinteren Hirnstamm erzeugt den Rhythmus von Einatmen und Ausatmen, wobei einige Neuronen das Einatmen steuern, andere die Pause nach dem Einatmen, in der man etwa zu sprechen beginnt, und eine weitere Gruppe organisiert schließlich das Ausatmen. Dabei steuert das Gehirn nicht nur die Atmung, sondern die Atmung beeinflusst auch Funktionen des Gehirns. Bewusst langsam und tief zu atmen, beruhigt und hebt die Stimmung, etwa bei einer Form der Achtsamkeitsmeditation, bei welcher man die Aufmerksamkeit auf den Atem richtet, um negative Emotionen zu dämpfen.

Literatur

Halberg, F. & Stephens, A. N.  (1959). Susceptibility to ouabain and physiologic circadian periodicity. Proc. Minn. Acad. Sci., 27, 139–143.





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