BIOLOGISCHE KLOKKEN


°

°

Evodisku2 biologische klokken.docx   <— Archief document 

Slaap en de biologische klok

Slaap is zo gewoon dat we er pas over na gaan denken als we er problemen mee hebben. Toch verslapen we zo’n 30% van ons leven. Er zijn aanwijzingen dat onze totale dagelijkse hoeveelheid slaap de laatste 100 jaar sterk is afgenomen, met alle gevolgen van dien. De ontwikkeling van een 24-uurs maatschappij, waarin we vaak moeten werken op tijden dat we behoren te slapen en slapen op onnatuurlijke en vaak sociaal onacceptabele tijden, is hier debet aan. In een enquête gaf ongeveer 40% van de ondervraagden boven de 18 jaar aan wel eens een periode met slechte slaap te hebben ervaren. Ongeveer 5 % van de bevolking gebruikt wel eens een slaapmiddel, 2 % slikt het dagelijks. De gevolgen van slaapgebrek, zoals ongelukken of fouten, brengen grote financiële kosten met zich mee voor de maatschappij. En ook al gebeuren er misschien niet direct ongelukken, toch moet rekening gehouden worden met een sterke afname in productiviteit en de alertheid .

Wat is slaap?

Slaap is een toestand die wordt gekenmerkt door lichamelijke rust en een laag bewustzijnsniveau.

Algemeen wordt aangenomen dat slaap vooral een herstellende functie heeft voor het lichaam en de hersenen. Deze aanname wordt ondersteund door waarnemingen dat de slaap een periode van fysieke opbouw is, waarin de productie van het groeihormoon een piek vertoont, het tempo van celdeling maximaal is en de aanmaak van eiwitten de afbraak overtreft. Ook zijn er aanwijzingen dat er in de hersenen herstelprocessen plaatsvinden. In deze zogenaamde hersteltheorie speelt de wisselwerking tussen slapen en waken een centrale rol. Verstoring van de één blijft niet zonder gevolgen voor de ander, zodanig dat de kwaliteit van de slaap samenhangt met de kwaliteit van het functioneren overdag.
Als we in slaap vallen blijven onze hersenen wel actief, maar zijn niet zo goed in staat zintuiglijke prikkels waar te nemen en er op te reageren. Metingen van de elektrische hersenactiviteit (het electro-encefalogram ofwel EEG) geven aan dat de rust tijdens de slaap wat betreft de hersenen zeer betrekkelijk is. Tijdens grote delen van de slaap zijn de hersenen zeer actief, maar op een andere manier dan tijdens de waaktoestand.

Tijdens de periode van indoezelen (aangeduid als ‘slaapstadium 1’)

worden we ons geleidelijk minder bewust van de omgeving en kunnen onze gedachten soms meer en meer op dromen gaan lijken (‘hypnagoge hallucinaties’). Ook lopen we de kans kortdurende, onwillekeurige spiertrekkingen in benen of armen te maken (‘hypnic jerks’), die soms hevig kunnen zijn.

Ook onze geheugenfunctie verandert, zodat we ons de gebeurtenissen die direct aan het inslapen voorafgingen niet meer goed kunnen herinneren.
Na het moment van inslapen treedt nog een korte periode lichte slaap op, gevolgd door een aanzienlijke periode diepe slaap.

Diepe slaap

concentreert zich vooral aan het begin van de slaap, ongeacht de tijd van de dag waarop geslapen wordt. De hoeveelheid diepe slaap is per persoon van dag tot dag vrij constant. Tenslotte is tijdens diepe slaap de kans dat een persoon spontaan ontwaakt het kleinst, is hij het moeilijkst te wekken en blijft de persoon ná het wekken nog enige tijd gedesoriënteerd (slaapdronkenschap ofwel ‘sleep inertia’ genoemd).
Het volgende slaapstadium is REM-slaap.

REM is de afkorting van ‘rapid eye movements’, de snelle oogbewegingen die zo kenmerkend zijn voor dit type slaap. Wordt iemand uit deze fase gewekt, dan is de kans groot dat hij een redelijk samenhangend, visueel gekleurd verslag uitbrengt: een droom. Bij andere slaapstadia is die kans veel kleiner. Andere kenmerken van de REM-slaap zijn de drastische verlaging van de spierspanning, zodat slechts af en toe enkelvoudige spiertrekkingen zijn waar te nemen, en het optreden van erecties bij mannen.
Het slaappatroon (‘hypnogram’) volgt in de regel een vast verloop, gekenmerkt door een regelmatig optreden van REM-slaap, afgewisseld door lichte en diepe slaap (samen ook wel aangeduid als nonREMslaap).

NonREM-slaap en REM-slaap vormen een cyclus van ongeveer 100 minuten die zich een aantal malen herhaalt. Naarmate de nacht vordert neemt het aandeel van de REM-slaap toe en dat van de diepe slaap af, zodat de slaap lichter van aard wordt. Vooral in de tweede helft van de slaap treden bovendien korte tussentijdse waakperioden op, waaraan we overigens nauwelijks enige herinnering bewaren.

Een volwassene slaapt gemiddeld 7 à 8 uren per nacht. Sommigen kunnen duidelijk met minder slaap toe (‘kortslapers’), anderen slapen gemiddeld langer (‘langslapers’). Deze slaapduur is sterk individueel bepaald en verandert met de leeftijd. Een korte slaapduur betekent dus niet automatisch een slaapstoornis, tenzij de persoon problemen heeft met de korte slaapduur.
Naast de slaapduur is ook de diepte van de slaap van belang. Hoe langer men wakker is des te dieper men daarna slaapt. Als men eens een keer laat naar bed gaat wordt dat dus niet alleen ingehaald door langer te slapen, maar vooral door dieper (‘intenser’) te slapen.

zie ook artikel : Slaperigheidstest

De biologische klok

We kunnen niet op elk gewenst moment van de 24 uur even gemakkelijk in slaap komen. De optimale tijd om te slapen wordt gedicteerd door de biologische klok die zich in de hersenen bevindt( suprachiasmatische kern )  en die de 24-uurs ritmen (ook wel circadiane ritmen genoemd) van de vele lichaamsfuncties coördineert.

suprachiasmatische kern
Deze interne klok zorgt ervoor dat we in de loop van de avond slaperig worden zodat we ‘op tijd’ naar ons bed verlangen. Hij zorgt er ook voor dat ons lichaam ‘s morgens vóór het wakker worden ‘op temperatuur’ is en over de energie kan beschikken die nodig is voor de verschillende activiteiten overdag. Kortom, de verschillende vitale functies worden door de biologische klok optimaal op elkaar afgestemd. Signalen uit de omgeving, met name de afwisseling van licht en donker, zorgen bovendien voor een goede en stabiele afstemming van onze biologische klok op de dag/nacht afwisseling. Dat dit niet voor iedereen op dezelfde manier gebeurt blijkt wel uit de verschillen tussen ochtend- en avondmensen.

zie ook artikel : Test je bioritme

Omdat deze klok biologisch verankerd is, is het moeilijk om ons ritme snel te veranderen. Dat merken we bijvoorbeeld als we een drastische verandering aanbrengen in ons dag-nacht ritme door bijvoorbeeld naar Japan te vliegen. Het duurt een aantal dagen voordat de circadiane ritmen van onze lichaamsprocessen zich aan de nieuwe situatie hebben aangepast. Dit kan gepaard gaan met klachten over vermoeidheid, slaapproblemen en slecht functioneren: de zogenaamde —> ‘jetlag’.
Ook mensen die in ploegendienst werken hebben last van een ‘verschoven’ levenspatroon ten opzichte van het ritme dat hun biologische klok aangeeft.

De signalen uit de omgeving kunnen nu niet helpen om de interne klok aan te passen aan de nieuwe situatie (het is donker als je juist actief moet zijn in de nachtdienst) en daarom zal aanpassing moeilijk zijn.

Ook is slapen overdag moeilijker, niet alleen doordat men afwijkt van wat de biologische klok aangeeft maar ook door het aanwezig zijn van meer geluid en licht.

zie ook artikel : Licht en het slaap-waakritme

Slaapstoornissen en hun behandeling

De meeste mensen hebben op enig moment van hun leven wel te maken met een tijdelijk slaapprobleem.

Als de slaapproblemen langdurig zijn en het dagelijks leven ernstig verstoren spreken we van een slaapstoornis. Er zijn op dit moment bijna 80 slaapstoornissen bekend. Ze worden gekenmerkt door problemen met in slaap vallen, tussendoor vaak wakker worden, of ‘s morgens erg vroeg wakker worden en niet meer in slaap kunnen vallen. In enkele gevallen is ook een overmatige slaapbehoefte aanwezig. Soms komen de verschillende klachten samen voor.
Er zijn slaapstoornissen waarvoor een duidelijke lichamelijke oorzaak aanwezig is. Ook psychiatrische stoornissen, zoals bijvoorbeeld een depressie, gaan vaak gepaard met slaapklachten. In andere gevallen kan er een duidelijke aanleiding vanuit de omgeving zijn of denkt men aan een verstoorde werking van de biologische klok. Echter in vele gevallen is de oorzaak van een slaapstoornis moeilijk te
achterhalen. Dit kan consequenties hebben voor de behandeling.
Er is al veel bekend over slaapstoornissen en de behandeling daarvan, met name in gespecialiseerde slaapklinieken. Soms kunnen algemene ‘slaaphygiënische’ adviezen de klachten al verhelpen. In andere gevallen is een specifiek op de slaap
gerichte gedragstherapie de aangewezen behandelwijze, terwijl in weer andere gevallen het gebruik van slaapmedicatie een oplossing kan bieden. Al deze behandelingen moeten onder deskundige begeleiding plaats vinden.

zie ook artikel : Slaapproblemen

WAARSCHUWING :

Bij problemen ga je  altijd  een arts raadplegen  ….zelf een “oplossing “zoeken op het internet  of in medische  informatieve artikeltjes  voor leken of zo  ….   is NIET de juiste manier 

http://mens-en-gezondheid.infonu.nl/lifestyle/110733-goed-slapen-leer-je-biologische-klok-kennen.html                       http://mens-en-gezondheid.infonu.nl/diversen/17605-slaapfasen-en-de-biologische-klok.html

°

Biologische klok beïnvloedt immuunsysteem

17 februari 2012   9

Worden we ziek of blijven we gezond? Nieuw onderzoek wijst erop dat onze biologische klok daar invloed op uitoefent.

De biologische  etmaal klok bij de mens  kent o.a.  een cyclus van ongeveer 24 uur( = een etmaal ). In die cyclus regelt de biologische klok de stofwisseling en de activiteiten die daaruit voortvloeien. Wanneer die biologische klok verstoord wordt, leidt dat vaak tot problemen: het immuunsysteem reageert minder alert en mensen worden sneller ziek. Onduidelijk was echter hoe het immuunsysteem precies door de biologische klok beïnvloed werd. Maar daar is nu verandering in gekomen.

TLR9
Wetenschappers van de universiteit van Yale experimenteerden met muizen. Zo ontdekten ze dat de biologische klok invloed heeft op het TLR9-gen. Dit gen is weer verantwoordelijk voor het functioneren van het stofje TLR9. Dit stofje detecteert bacteriën en virussen en waarschuwt het immuunsysteem. Maar er is niet de hele dag door evenveel TLR9 voorhanden: de activiteit van TLR9 volgt namelijk de cyclus van de biologische klok. De biologische klok beïnvloedt dus de mate waarin ons immuunsysteem op verschillende momenten in staat is om ziekteverwekkers op te merken.

Invloed
Wanneer er meer TLR9 voorhanden was, reageerde het immuunsysteem sterker en waren de muizen beter bestand tegen infecties, zo is in het blad Immunity te lezen. De onderzoekers zorgden ervoor dat de muizen een bloedvergiftiging opliepen. Het moment waarop de muis deze opliep, bleek bepalend voor het ziekteverloop. Wanneer er meer TLR-9 voorhanden was, verliep de infectie minder heftig. Dat is in lijn met eerdere observaties waaruit bleek dat bloedvergiftiging veel ernstiger is als mensen deze tussen 2 en 6 uur ‘s nachts oplopen.

Jetlag
De studie heeft ook implicaties voor mensen bij wie de biologische klok niet altijd even lekker loopt.

“Het lijkt erop dat verstoringen van de biologische klok onze vatbaarheid voor ziekteverwekkers beïnvloedt,” concludeert onderzoeker Erol Fikring.

Zo zou een jetlag bij kunnen dragen aan ziekten. En patiënten die in ziekenhuizen door lawaai de slaap niet kunnen vatten, lopen mogelijk ook een verhoogd risico op nog meer gezondheidsproblemen.

Maar ook wanneer we het immuunsysteem kunstmatig beïnvloeden, moeten we wellicht rekening houden met de biologische klok.( hie  =  Circadian clock )Fikring denkt dan bijvoorbeeld aan vaccinaties.

De biologische klok(ken)  van mensen kan mede bepalen wanneer deze beinvloedingen  het meest effectief zijn.

Bronmateriaal:
When body clock runs down, immune system takes time off” – Yale.edu
Circadian clock governs highs and lows of immune response” – Eurekalert.org
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Aaron Geller (cc via Flickr.com).

°

Biologische klok verklaart waarom we  ’s avonds willen eten

 01 mei 2013 r 4

Trek in ‘iets lekkers’ ‘s avonds: We weten dat het slecht is. Wetenschappers ontdekken nu dat er weinig aan te veranderen is, het zit namelijk van nature in ons biologische ritme om ’s avonds meer te eten.(1) 

We eten de hele nacht niets omdat we slapen, en toch hebben we ’s ochtends geen enorme eetzin. Onderzoekers van de Oregon Health & Science University en Harvard zochten naar een verklaring hiervoor. Hun onderzoek dat in het blad Obesitiy staat, toont aan dat de interne biologische klok, het circadiaanse ritme, de veroorzaker is van de minimale honger in de ochtend tegenover de honger voor het slapengaan in de avond.

Het onderzoek
De wetenschappers onderzochten twaalf gezonde volwassenen zonder overgewicht gedurende dertien dagen op al hun slaap- en eetgedrag. De deelnemers beoordeelden zelf hun eetlust en voedselvoorkeur op visuele analoge schalen. Met dit onderzoek konden de onderzoekers patronen vastleggen. Er was een circadiaans ritme te herkennen in honger met een dieptepunt in de ochtend (08:00 uur) en een piek in de avond (20:00 uur). Eenzelfde patroon zagen de onderzoekers bij de inschatting van de deelnemers over hoeveel zij konden eten en de voorkeur voor soorten voedingsmiddelen: bijvoorbeeld of iets zoet, zout, vezelrijk of eiwitrijk was.

Nachtvasten
Wanneer u gewoon ’s nachts slaapt blijkt de interne biologische klok ervoor te zorgen dat u voor de ‘vastperiode’ grotere maaltijden wil consumeren. U krijgt meer honger en heeft vooral trek in zoet, zout of vezelrijk eten. Een eetlustpiek die waarschijnlijk bedoeld is om u voor te bereiden op de nacht waarin u niets eet en het dus met de opgeslagen hoeveelheid energie moet doen.

Onze voorouders moesten overleven in tijden dat voeding schaars was en dit zou volgens de onderzoekers wel eens geleid kunnen hebben tot ons ingebouwde eet-ritme en ons verlangen naar iets lekkers voor het slapengaan.

Nu we genoeg kunnen eten – we hoeven maar naar de supermarkt te lopen en kunnen bij wijze voor 50 cent al een zak chips kopen – veroorzaakt de biologische klok overgewicht. We worden ‘aangestuurd’ ’s avonds meer te eten om een voorraadje aan te leggen terwijl we eigenlijk niets tekort komen.

Hoofdauteur van de studie, Steven Shea legt uit dat het lichaam anders omgaat met voedingsstoffen afhankelijk van het tijdstip. Zo kan het lichaam ’s avonds suiker minder goed verwerken. Het lichaam slaat de onnodige energie ’s avonds op, want we hebben deze, in tegenstelling tot de energie die we ‘s ochtends gebruiken om te werken, sporten of andere activiteiten te doen, niet meer nodig.

Toch skippen we ‘s ochtends vaker het ontbijt en dat heeft volgens de auteurs alles te maken met de biologische klok; van nature zijn we geneigd in de ochtend minder te eten zodat we ’s avonds juist meer kunnen eten.(2)

Bronmateriaal:
Study explains what triggers those late-night snack cravings” – Oregon Health & Science University.

  • (1)”Wetenschappers ontdekken nu dat er weinig aan te veranderen is”. Hebben ze werkelijk  ook  onderzocht of het te veranderen is? 

  • (2)  Simpel gezegd  ;   Hele dag werken ( of jagen , of anders actief zijn = energie opgebruiken )  tov hele nacht maffen, logisch dat je dan (meer) honger  zult  hebben . En ja het lichaamsritme zal daar ook wel op gesynchroniseerd zijn geraakt 

Molecule kan biologische klok resetten

Geschreven op 17 december 2010 1

Wetenschappers hebben een nieuwe molecule ontdekt met de naam ‘longdaysin’.

Deze molecule kan mogelijk onze biologische klok beïnvloeden, waardoor er wellicht betere medicijnen komen tegen jetlags en slaapproblemen. De nieuwe verbinding heeft de biologische klokken van larvale zebravissen al met meer dan tien uur weten te verlengen.

Om de molecule te ontdekken onderzocht een genetische onderzoeksrobot meer dan 120.000 moleculaire verbindingen die verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het circadiane ritme in een cel. Uiteindelijk vonden de wetenschappers één verbinding die verantwoordelijk was: longdaysin.

Uiteindelijk achterhaalden onderzoekers van het Scripps onderzoeksinstituut welke drie enzymen verantwoordelijk zijn voor de chronobiologische effecten van de molecule. Vervolgens werden er testen uitgevoerd met het weefsel van muizen en met zebravissen.

De verbinding kan gebruikt worden om de biologische klokken van reizigers te resetten.

En wat te denken van nachtwerkers met een verstoord dag-nacht ritme?

Het klinkt als een grote vooruitgang!

Bronmateriaal:
Jet lag pill that slows down body clock to help you ‘catch up’ one step closer” – Bioscholar

°

Het ‘wekker-gen’

 04 oktober 2011  

Ook als we de wekker niet zetten, worden we vroeg of laat wakker.

“Het lichaam is eigenlijk een verzameling klokken,” legt onderzoeker Satchindananda Panda uit. “We wisten ongeveer welk mechanisme de klok vertelde om ‘s avonds langzamer te gaan lopen, maar we wisten niet welk mechanisme de klok ‘s ochtends weer activeerde.”

Gen
Dankzij een uitgebreid onderzoek is dat echter nu ook helemaal duidelijk.

Het gen KDM5A zorgt er middels proteïne JARID1a voor dat ons lichaam wakker wordt.

De biologische klok gaat wat sneller lopen en zorgt ervoor dat onze stofwisseling weer op gang komt. Hierbij worden ook allerlei lichaamsfuncties actief en weet ons lichaam dat het nu toch echt tijd is om wakker te worden en op te staan.

Experimenten
Experimenten wijzen erop dat de onderzoekers op het goede spoor zitten. De wetenschappers zorgden ervoor dat fruitvliegjes te weinig van het proteïne JARID1a aanmaakten. Hierop verloren de dieren hun gevoel voor tijd: ze wisten niet meer wanneer ze moesten gaan slapen of wakker moesten worden en dutten ook gedurende de dag. Toen de vliegjes het proteïne weer kregen, herstelde hun biologische klok zich.

Het onderzoek kan meer duidelijkheid verschaffen over tal van slaapproblemen. “Nu kunnen we grondiger onderzoeken hoe onze biologische klok faalt als we ouder worden en chronisch ziek worden,” stelt Panda. “We kunnen nu onderzoeken waarom het ritme van sommige mensen niet klopt en misschien zelfs nieuwe manieren vinden om ze te helpen.”

Bronmateriaal:
‘Alarm Clock’ Gene Explains Wake-Up Function of Biological Clock” – Sciencedaily.com
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Alan Cleaver (cc via Flickr.com).

°

Winterslaap

°

De winterslaap van de egel

Een voorbeeld van een dier dat een winterslaap houdt, onze stekelige vriend de egel. Zijn normale lichaamstemperatuur is 39°C, maar die kan dalen tot slechts 7 of 8°C tijdens zijn winterslaap!

http://dier-en-natuur.infonu.nl/dieren/24334-de-winterslaap-van-de-egel.html

‘Korte winterslaap verlengt leven’

Laatste update:  14 september 2011 11:55 info

AMSTERDAM – Dieren die korte winterslaapjes houden, verlengen daarmee waarschijnlijk hun leven. Dat hebben wetenschappers uit Oostenrijk aangetoond.

Tijdens een korte winterslaap of torpor neemt de lichaamstemperatuur en de stofwisseling van dieren zoals hamsters gedurende enkele uren sterk af. Daardoor stopt de natuurlijke afbraak van chromosomen die leidt tot veroudering.

Dat meldt nieuwssite Physorg.com op basis van onderzoek aan de Universiteit van Wenen.

Licht

“Onze bevindingen gelden waarschijnlijk voor alle dieren die een torpor of andere vorm van winterslaap houden”, verklaart hoofdonderzoeker Christopher Turbill.

Djungarian hamsters displaying the typical winter and summer pelage.

Palchykova et al. BMC Neuroscience 2003 4:9   doi:10.1186/1471-2202-4-9
Download authors’ original image

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door hamsters( Experiments with Djugarian hamsters native to Siberia )  in een laboratorium bloot te stellen aan lage temperaturen en weinig licht. Daarmee lokten ze een kunstmatig winterslaapje uit bij de dieren.

  syrische goudhamster in winterslaap 

De lichaamstemperatuur en stofwisseling van de hamsters daalden op dezelfde manier als tijdens een natuurlijke torpor.

Telomeren

Uit aanvullend onderzoek bleek dat deze staat van hypothermie grote invloed had op de telomeren van de dieren. Telomeren zijn de uiteinden van chromosomen, die bepalen hoe vaak een cel zich kan delen.

Elke keer dat cellen zich delen, worden telomeren een stukje korter. Als de telomeren ‘versleten’ zijn en de cellen van een organisme zich daardoor niet meer kunnen delen, treedt uiteindelijk de dood in.

Herstel

Bij de hamsters die winterslaapjes hielden in het labotorium, werden de telomeren veel beter beschermd dan bij soortgenoten die sliepen onder gewone omstandigheden.

Soms herstelden de uiteinden van chromosomen zich zelfs tijdens de periodes van winterslaap. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Biology Letters.

Een staat van winterslaap is iets heel anders dan een gewone toestand van slaap”, verklaart hoofdonderzoeker Turbill.

Mensen  :  Volgens de wetenschapper zou ook het leven van mensen mogelijk kunnen worden verlengd als hun lichaamstemperatuur en stofwisseling zouden afnemen tijdens de slaap.

“Maar tot nu toe is de wetenschap nog niet in staat om mensen in een staat van winterslaap of torpor te brengen”, aldus Turbill.

Lemuur en winterslaap

 06 september 2013   2

lemuur

Een derde van ons leven brengen we slapend door. Maar waarom eigenlijk? Geloof het of niet, maar de wetenschap is er nog steeds niet uit wat het doel is van slapen. Een nieuw onderzoek helpt ons echter aan antwoorden en kan er wel eens voor zorgen dat ook wij mensen in de toekomst een winterslaap kunnen houden.

Er is al heel veel onderzoek gedaan naar slapen. Maar ondanks al die studies weten we nog steeds niet goed waarom we moeten slapen.

Sommige onderzoekers denken dat het ons helpt om informatie te verwerken, anderen vermoeden dat we moeten slapen om opgebouwde gifstoffen uit ons lichaam te verwijderen.

“We besteden bijna een derde van ons leven aan slapen, dus het moet een specifiek doel hebben,” denkt onderzoeker Andrew Krystal.

Lemuren
Krystal en zijn collega’s besloten naar dat specifieke doel op zoek te gaan. Ze bestudeerden daarvoor lemuren: primaten  die een soort winterslaap (ook wel torpor genoemd) houden.

Tijdens torpor stoppen ze met het regelen van hun lichaamstemperatuur. Vanaf dat moment stijgt en daalt hun lichaamstemperatuur met de temperatuur van de omgeving mee. Daardoor kan deze op één dag tijd wel 25 graden verschillen. Ook wordt hun stofwisseling vertraagd. Hun hartslag daalt van 120 slagen per minuut naar zes slagen per minuut. En ook de ademhaling verloopt trager.

De lemuren brengen ongeveer zeven maanden per jaar in torpor door.

Energie besparen
Doordat de lemuren hun lichaamstemperatuur niet langer ‘regelen’, besparen ze een hoop energie tijdens de winter op Madagaskar. In die periode is er weinig voedsel en water voorhanden. Wie naar de lemuren kijkt, zou denken dat thermoregulatie – het handhaven van een bepaalde lichaamstemperatuur door zelf warmte te creëren of af te geven (warmbloedig) of door toedoen van de omgeving op te warmen of af te koelen (koudbloedig) – de functie van slaap is.

De onderzoekers verdiepten zich verder in dat idee en bestudeerden de hersenactiviteit van lemuren in torpor.

Diepe slaap
Ze ontdekten dat de lemuren in torpor dagenlang oppervlakkig sliepen. Ze konden wel diep slapen, maar alleen als de temperatuur in hun omgeving boven de 25 graden Celsius steeg. Het onderzoek suggereert dat slapen een belangrijke rol speelt bij het regelen van de lichaamstemperatuur en de stofwisseling.

De onderzoekers willen in de toekomst nog meer zoogdieren die een winterslaap houden, bestuderen.

Zo hopen ze te kunnen bevestigen dat dit de belangrijkste functies van slaap zijn. En wellicht kunnen we zelfs nog iets van deze dieren leren.

Door te kijken naar de overeenkomsten tussen lemuren en andere winterslapende dieren, kunnen onderzoekers in de toekomst wellicht ook mensen zover krijgen dat ze een winterslaap houden, oftewel tijdelijk hun hartslag verlagen en hersenactiviteit terugschroeven.

Dat zou bijvoorbeeld handig kunnen zijn kort na een hartaanval (om de schade te beperken). Of tijdens een hele lange ruimtereis.

Bronmateriaal:
Hibernating Lemurs Hint at the Secrets of Sleep” – Duke.edu
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door xx (cc via Flickr.com).

Hart van beer werkt heel anders tijdens winterslaap

 08 februari 2011   2

Een grizzlybeer gaat elk jaar zo’n vijf tot zes maanden in winterslaap. Zijn hartslag daalt in die periode van 84 naar 19 slagen per minuut.

Normaal gesproken zou zo’n lage frequentie tot hartfalen leiden, maar de grizzly heeft daar iets op bedacht, zo blijkt uit een nieuwe studie. Het lijf van de beer gaat een andere soort proteïnen produceren om de winterslaap zonder kleerscheuren te overleven.

Door de lage hartslag verzamelt het bloed zich in de vier hartkamers en deze kamers zetten langzaamaan uit. De spieren worden zodoende zwakker en minder efficiënt. En dat leidt weer tot hartziektes. Maar niet bij de beer. “Beren zijn in staat om dat te vermijden,” vertelt onderzoeker Bryan Rourke.

Spieren
De onderzoekers stelden eerder al vast dat de spieren van de linker hartkamer van de beer tijdens de winterslaap stijf werden. Zo wordt voorkomen dat deze uitrekken. Maar die verstijving heeft nadelen. Het wordt namelijk lastiger om bloed door te pompen, doordat de kamer zo stijf is. “We bedachten dat er een soort mechanisme moet zijn dat ervoor zorgt dat de spier in de kamer niet slijt.”

Proteïne
De onderzoekers bestudeerden de harten van zowel wilde als in gevangenschap levende beren en ontdekten dat de beer zichzelf goed weet te beschermen. De samentrekking van spieren in het hart wordt geregeld door een proteïne. Dit proteïne komt in twee varianten voor: alfa en bèta. De alfa-versie produceert een snelle, maar iets zwakkere samentrekking dan de bèta. “We ontdekten dat de spier in de linkse kamer tijdens de winterslaap meer alfa-proteïnen produceert en dat resulteert in een iets zwakkere hartslag. Die kleinere kracht zorgt ervoor dat de kamer niet beschadigd raakt.” Zodra de beren wakker worden, winnen de bèta-proteïnen weer terrein en trekt het hart zich op een ‘normale’ manier samen.

De studie kan ook implicaties hebben voor mensen, zo menen de wetenschappers. “Beren zijn geen perfect model voor mensen, maar de manier waarop het hart van een beer verandert, kan ons helpen om menselijke ziektes te begrijpen.”

Bronmateriaal:
A change of heart keeps bears healthy while hibernating” – Eurekalert.org

Zwarte beer blijft opvallend warm tijdens winterslaap

18 februari 2011  

Wanneer een beer in winterslaap is dan vertraagt zijn stofwisseling met wel 25 procent. Wetenschappers dachten dan ook dat het lichaam van het dier ongeveer in dezelfde mate als de stofwisseling vertraagt, af moest koelen. Maar dat blijkt onjuist: de beer weet een temperatuur van zo’n 33 graden Celsius te handhaven. En daar kunnen wij mensen nog een hoop van leren!

De onderzoekers bestudeerden de stofwisseling, de hartslag, de lichaamstemperatuur en de hersenactiviteit van de beren. Zoals verwacht was de stofwisseling flink vertraagd, maar de lichaamstemperatuur daalde relatief weinig.

Stofwisseling
“We verwachtten dat de beperkte stofwisseling parallel zou lopen aan de daling van de temperatuur,” legt onderzoeker Craig Heller uit. Bij kleinere dieren die er een winterslaap op na houden, is dat namelijk wel zo. “In dit geval lijkt een groot deel van de afname in stofwisseling los te staan van de daling in temperatuur. Dat wijst erop dat een biochemisch mechanisme de stofwisseling onderdrukt.”

Mechanisme
Hoe dat mechanisme precies werkt, is nog onduidelijk. Maar dat de dieren het zo aanpakken, is ergens logisch. Een kleiner dier heeft minder moeite om zijn lichaam na de winterslaap weer op temperatuur te brengen en bij de start van de winterslaap weer te verlagen.

Voor de grote zwarte beer is die cyclus lastiger, zo legt bioloog Peter Klopfer aan de hand van een voorbeeld uit. “Als je een hot tub in een koud klimaat zet dan is het in de meeste gevallen goedkoper om deze warm te houden in plaats van elke keer af te laten koelen en weer op te warmen.”

De trucjes van de beer in winterslaap zijn van grote waarde voor ons mensen.

“Tijdens de zeven maanden inactiviteit worden de spieren of botten van de beren niet minder,” vertelt Heller. Als we erachter kunnen komen hoe de dieren hun lichaam zo goed weten te beschermen, kunnen we dat gebruiken in de medische wetenschap. Z

o zouden mensen die ongeneeslijk ziek zijn in een soort winterslaap kunnen worden gehouden totdat er een behandeling is. Of astronauten zouden op lange reizen kunnen slapen om zo te voorkomen dat hun lichaam onder de reis lijdt.

…waarom de lichaamstemperatuur van zoogdieren en mensen zo hoog is? Lees het hier!

Bronmateriaal:
Sleepy black bears stay warm through the winter” – Newscientist.com

Beer heelt zijn wonden tijdens winterslaap

21 maart 2012 om 09:37 uur door 2

Wetenschappers hebben ontdekt dat wondjes die een beer voor of tijdens de winterslaap oploopt in de winterslaap verdwijnen.

Dat schrijven de onderzoekers in het blad Integrative Zoology. Ze baseren hun conclusies op observaties onder Amerikaanse zwarte beren.

Amper littekens
Wondjes die de beren in een vroeg stadium van hun winterslaap opliepen, waren aan het einde van hun winterslaap (na twee tot drie maanden) helemaal genezen. In veel gevallen was er op de plaats van de wond zelfs al haar te vinden en was er vrijwel geen sprake van een litteken. En dat is opvallend. Want tijdens de winterslaap eet, drinkt, plast en poept een beer niet. Ook is de lichaamstemperatuur van de beer heel laag (zo’n 30 tot 35 graden Celsius). Niet de ultieme gelegenheid om energie te besteden aan het helen van wonden, zou u denken.

 

Voordeel
Maar het tegendeel is waar. En dat is maar goed ook, zo leggen de onderzoekers in hun paper uit. “Het helende vermogen van zwarte beren in winterslaap is een duidelijk voordeel wanneer dieren kort voor of tijdens de winterslaap gewond raken.”

Hoe het helingsproces tijdens de winterslaap in gang wordt gezet, is nog niet helemaal duidelijk.

De onderzoekers hopen dat in de toekomst uit te gaan zoeken. Want wij mensen kunnen daar nog wel eens baat bij hebben. Mogelijk kunnen we van de beren leren hoe we mensen die ondervoed en/of onderkoeld zijn het snelst kunnen genezen. Ook kunnen de beren ons leren hoe we wonden zonder al te erge littekens kunnen laten helen.

Bronmateriaal:
Wound healing during hibernation by black bears (Ursus americanus) in the wild: elicitation of reduced scar formation” – Integrative Zoology
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Alan Vernon (cc via Flickr.com).

Biologische klok –Kraaiende hanen

 19 maart 2013 3

haan

Hanen kraaien zodra het licht wordt. Maar kraaien ze nu, omdat ze zien dat het licht wordt of omdat ze over een interne klok beschikken die ze vertelt hoe laat het is?  (1) 

Nieuw onderzoek wijst erop dat sprake is van het laatste.

“De haan staat in heel veel landen symbool voor het aanbreken van de dageraad,” vertelt onderzoeker Takashi Yoshimura. “Maar het was onduidelijk of het kraaien wordt ingegeven door een biologisch klok of dat het simpelweg een reactie op externe prikkels is.”

Experiment
De onderzoekers zetten een aantal hanen in een ruimte waarin het licht 24 uur per dag gedimd scheen. Ondanks dat de hoeveelheid licht door de dag heen niet verschilde, kraaiden de hanen toch keurig op het moment dat de dageraad aanbrak. Het wijst erop dat hanen over een biologische klok beschikken die ze vertelt hoe laat het is en dus dat het tijd is om te kraaien. Dat schrijven de onderzoekers in het blad Current Biology.

Reactie
Dat zo lang onduidelijk was of hanen een biologische klok hadden of simpelweg op externe prikkels reageerden, is niet zo gek. Soms kraaien hanen namelijk ook midden op de dag. Bijvoorbeeld als de lampen van een auto op hun ren schijnen. Tijdens de experimenten keken de onderzoekers ook hoe hanen op dergelijke externe prikkels reageerden.

Ze ontdekten dat ook hun gedrag op die externe prikkels door de dag heen verschilde. Dat wijst erop dat zowel het kraaien dat ze ‘s ochtends laten horen als het kraaien dat overdag in reactie op prikkels klinkt, gebaseerd is op de biologische klok.

Het onderzoek smaakt naar meer. Zo willen de wetenschappers nu graag gaan achterhalen hoe het stemgeluid van de hanen is ontstaan

. “We weten nog steeds niet waarom een hond ‘woef’ zegt en een kat ‘miauw’.

We zijn benieuwd naar de mechanismen achter dit door genen gecontroleerde gedrag en denken dat kippen daar een uitstekend model voor zijn.”

Bronmateriaal:
Putting the clock in ‘cock-a-doodle-doo’” – Cell Press (via Eurekalert.org).
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door John Schneider (cc via Flickr.com).

 

  • (1) ….. Overal aanwezig is  de natuur. —> Bomen die beginnen te botten, het “lentegevoel” bij mens en dier enz … Is dat een gevolg van meer licht, temperatuurstijging of een gevolg van een biologische klok. Of misschien een combinatie van de twee  ?  

Biologische klok van plant ontdekt

op 12 maart 2012 1

Wetenschappers hebben de genen die ervoor zorgen dat een plant ‘s nachts ‘slaapt’ en overdag wakker is, ontdekt.

De onderzoekers baseren hun conclusies op computermodellen. Met behulp van deze modellen brachten ze netwerken van genen van een eenvoudige plant in kaart. Ze keken in eerste instantie welke rol het eiwit TOC1 speelde. Van TOC1 was reeds bekend dat het planten hielp om wakker te worden.

Circadiaan ritme
Uit het model blijkt dat twaalf genen nauw samenwerken. Ze voorzien de plant van een circadiaan ritme. Ze vormen het uurwerk van de plant en resetten dit uurwerk bij zonsopgang en zonsondergang.

TOC1 zorgt ervoor dat de activiteit van deze genen wordt afgeremd. Dat doet het eiwit in de avond en zo wordt er dus voor gezorgd dat de plant gaat ‘slapen’.

Seizoenen
Het onderzoek laat ook zien hoe planten zich aan seizoenen aanpassen. En wat er bijvoorbeeld voor zorgt dat een plant in het voorjaar gaat bloeien. De biologische klok – met een cyclus van ongeveer 24 uur – stelt de planten namelijk in staat om zich aan veranderingen aan te passen. Een voorbeeld van zo’n verandering is een nieuw seizoen.

De onderzoekers hopen dankzij deze studie een beter beeld te krijgen van de rol die de klok  in een plantenleven speelt. Zo kunnen ze ook weer uitzoeken welke invloed bijvoorbeeld klimaatverandering op dit circadiaan ritme heeft.

Bronmateriaal:
Gene helps plants flower in spring” – ED.ac.uk
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door eddybox43 (cc via Flickr.com).

Sleutel tot versnellen biologische klok ?

Laatste update:  4 september 2011

°  Onderzoekers van Yale Universiteit hebben een gen ontdekt dat ervoor zorgt dat de biologische klok van planten geen overuren gaat draaien.

Dankzij dit gen kunnen planten optimaal gebruikmaken van dag en nacht – en valt hun jaarlijkse groeicyclus precies binnen de juiste seizoenen.  In de natuur kunnen planten hierdoor zo efficiënt mogelijk overleven.

Voor boeren betekent het echter dat er maar één keer per jaar geoogst kan worden

Genetische modificatie  ? 

Bij planten die minder van het remmende gen hebben draait de biologische klok sneller, beschrijven de onderzoekers in het vakblad Molecular Cell.

Verdere genetische modificatie gericht op het afzwakken of uitschakelen van het nieuw ontdekte gen zou volgens hen kunnen leiden tot snellere groei en bloeitijden buiten de normale seizoenen om.

Voedselvoorziening of verdere  uitputting van de  draagkracht  van de biosfeer door overbevolking  ? 

Mogelijk kan zo ook de totale landbouwproductiviteit worden verhoogd.—>  Dit is volgens veel wetenschappers noodzakelijk om in de voedselbehoefte van een steeds verder groeiende wereldbevolking te kunnen blijven voorzien.

Volgens berekeningen van de VN Population Division werd rond 31 oktober  2011  , de 7 miljardste wereldburger geboren.

De voortdurende zoektocht naar extra landbouwgronden is bovendien de drijvende kracht achter ontbossing in tropische regenwouden, met uitstoot van CO2 en verlies aan biodiversiteit tot gevolg

Bloeiende Bamboe!

bloeiende bamboehelm  bloemetje Bamboe

Het blijft mysterieus: Bamboe in bloei.   Sommige soorten bloeien jaarlijks, andere eens in de 120 jaar

 S J GOULD    & JAPANESE BAMBOO   ……. zie bijvoorbeeld daarover  S J Gould  in hoofdstuk ESD 11     van  EVER SINCE DARWIN  01%20Ever%20Since%20Darwin[1]   <– pdf=   famous essay “Of Bamboos, Cicadas, and the Economy of Adam Smith” (which appeared in Gould’s first book Ever Since Darwin

of  een korte samenvatting van dit  hoofdstuk    :                                                                                                                                http://www.ecology.com/2013/05/14/cicadas-mathematical-brilliance/

or  the original  author   of this summary  published on Big Think.

   Cicade ) 

In de jaren ‘80 van de vorige eeuw bloeide de toen zeer populaire Fargesia murilae over de hele wereld.

De polvormende bamboesoort stierf na de bloei uiteindelijk helemaal af, waarna veel tuinliefhebbers teleurgesteld en met een beetje achterdocht ten opzichte van Bamboe achterbleven. De zaailingen die na deze bloeiperiode zijn opgekweekt en geselecteerd, kunnen echter zeker weer 60 jaar mee.

De bloeicyclus van deze soort blijkt namelijk ongeveer eens in de 80 jaar te zijn.

°Bamboebos Phyllostachys rubicunda, een woekerende soort met echt dikke halmen die wel 7 meter hoog kunnen worden. In China wordt deze soort veel aangeplant voor de houtproductie! De woekerende soorten sterven na een massale bloei bovengronds bijna helemaal af, om daarna vanuit de wortelstokken weer opnieuw te beginnen. (-=Dat hopen wij althans!)

De bloei is vooral vanwege het mysterieuze verhaal bijzonder, want de bloemetjes zelf zijn niet om aan te zien.

Verder wordt alle energie nu gebruikt om bloemen te vormen: nieuwe zijtakjes en bladeren worden niet meer gevormd waardoor het maar een kale boel is.

Overigens kun je als je goed naar de bloemetjes kijkt, zien dat Bamboe bij de Grassenfamilie hoort!

°

Blinde vissen hebben ‘dubbel etmaalritme’

Laatste update:  12 september 2011

 Een blinde vissoort uit Somalië heeft een ‘dubbel etmaalritme’ vergeleken met andere diersoorten. Dat hebben Duitse wetenschapper vastgesteld.

The cavefish, Phreatichthys andruzzii has lived isolated for 2 million years beneath the Somalian desert. (Credit: Cavallari et al, PLoS One; doi:10.1371/journal.pbio.1001142)

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/09/110906181543.htm

Foto:  Karlsruhe Institute of Technology // Photagrapher  Saulo Bambi
Somalian cave fish (Phreatichthys andruzzii) evolved in the perpetual darkness of caves more than a million years ago. Even so, they have a working, albeit distorted, biological clock 

°

De vissen van de soort Phreatichthys andruzzii leven al meer dan 2 miljoen jaar in grotten onder de Somalische woestijn, waarin geen zonlicht doordringt.

De dieren hebben een dagritme ontwikkeld van ongeveer 47 uur. Dat meldt BBC Newsop basis van onderzoek aan het Karlsruhe Institute of Technology.

Voeding

De wetenschappers weten niet precies waarom de biologische klok van de dieren juist op dit dagritme is ingesteld.

“Mogelijk heeft het iets te maken met de beschikbaarheid van voedsel in hun leefomgeving”, aldus hoofdonderzoeker Nick Foulkes.

Het dagritme van mensen en dieren bestrijkt normaal gesproken iets meer dan 24 uur en wordt afgesteld onder invloed van het daglicht. Een reis per vliegtuig naar een gebied met een andere tijdzone leidt daarom vaak tot een jetlag. De interne lichaamsklok moet zich na de reis namelijk instellen op de nieuwe lichturen.

Licht

De onderzoekers kwamen tot hun bevindingen door de blinde vissen op regelmatige tijden te voeren en vervolgens in kaart te brengen in hoeverre de dieren hun dagritme daarop aanpasten.

Uit het onderzoek bleek al snel dat de vissen een dagritme aanhouden dat ongeveer twee keer zo lang duurt als het ritme van andere dieren. Ook ontdekten de wetenschappers dat de biologische klok van de dieren totaal niet meer gevoelig is voor licht. De resultaten van het experiment zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift PLoS Biology.

Verloren ritme

“Het kan zijn dat deze dieren bezig zijn om hun dagritme totaal te verliezen”, verklaart hoofdonderzoeker Foulkes. “Als de vissen over twee miljoen jaar opnieuw worden onderzocht hebben ze MISSCHIEN  helemaal geen biologische klok meer.”

Phreatichthys andruzzii и Danio rerio

°

Zeepissebed heeft twee lichaamsklokken

26 september 2013

°

Eurydice pulchra, een intertidale pissebed

Wetenschappers hebben ontdekt dat een in zee levende pissebed over twee lichaamsklokken beschikt.

Als bij een agaatpissebed(Eurydice pulchra)   de op het 24-uurs ritme gebaseerde circadiane klok wordt uitgeschakeld, blijft het dier elke 12.4 uur zwemmen.De dieren beschikken namelijk over twee lichaamsklokken, één gebaseerd op dag en nacht, de ander op het ritme van eb en vloed.Dat melden onderzoekers van Aberystwyth University in het wetenschappelijk tijdschrift Current Biology.

Zwemmen

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door met genetische manipulatie de circadiane lichaamsklokken van in hun laboratorium levende agaatpissebedden uit te schakelen. Vervolgens bleek dat dieren nog steeds op het ritme van eb en vloed bleven zwemmen.

Agaatpissebedden worden ongeveer vijf millimeter lang en leven aan de kust. Ze begraven zich diep in het zand bij eb. Als het vloed wordt, komen ze naar boven om in het zeewater te zwemmen en zich te voeden. Hierbij vertrouwen ze waarschijnlijk op hun ‘tweede’ biologische klok.

De dieren reageren echter ook op het ritme van dag en nacht. Overdag wordt het lichaam van de pissebedden donker van kleur als bescherming tegen uv-licht. ’s Nachts worden de organismen wit.

Doorbraak

Volgens hoofdonderzoeker David Wilcockson is de ontdekking van de tweede lichaamsklok van zeepissebedden een grote doorbraak. Het is voor het eerst dat het bestaan van een aparte, op eb en vloed gebaseerde biologische klok is aangetoond bij dieren.

“Het biedt ons een nieuw perspectief op hoe organismen biologische tijd definiëren”, verklaart hij op BBC News. “Dit is een volledig onontgonnen wetenschappelijk veld.

Ingekleurde gravures met een agaat-pissebed, zeewaterluis, zeerups en zeediertje, 1779.
Auteur: M. Slabber, 1779.  Bron: GAG, HB.  Tijdvak: 1785 – 1792

Door: NU.nl/Dennis Rijnvis

http://www.ecomare.nl/index.php?id=3634

Over tsjok45
Gepensioneerd . Improviserend jazzmuzikant . Instant composer. Jamsession fanaat Gentenaar in hart en nieren

3 Responses to BIOLOGISCHE KLOKKEN

  1. Pingback: WP EVODISKU INHOUD B | Tsjok's blog

  2. ramireziblog zegt:

    Interessant, nooit over nagedacht, maar het heeft iets logisch. Ik heb wat onderzoek gedaan op het wad en dan wordt ook heel je ritme bepaald door eb en vloed…

  3. tsjok45 zegt:

    Een veranderd ritme dat bepalend wordt , is (dacht ik ) een vorm van korte termijn ” aanpassing “( tijdens het individuele leven ) aan veranderende omstandigheden : Een zogenaamde acclimatisatie , die daarna gemakkelijk kan worden aangehouden en bijna een automatisme wordt … en dat kan eventjes duren vooraleer het gesmeerd loopt ( denk bijvoorbeeld aan jetlag ) , en met al dan niet zwaardere gevolgen op latere leeftijd ( denk bijvoorbeeld aan lopende band en nachtwerk die geacht worden later gezondheids problemen te kunnen veroorzaken ? ) MAAR WEL MET VOORDELEN OP KORTE TERMIJN in het veranderde/variante “leefmillieu ” … Blijkbaar zijn veel van de fenotypische verschijningsvormen en gedragingen ( bij dieren ook de neurologische “drivers” ?) NOGAL plastisch en flexibel inzetbaar ….

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers op de volgende wijze: