VL 4 Chronobiologie at Universität Göttingen | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für VL 4 Chronobiologie an der Universität Göttingen

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TESTE DEIN WISSEN

Chronobiologie - Definition

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TESTE DEIN WISSEN

zeitliche Organisation von physiologischen Prozessen und wiederholten Verhaltensmustern bei Organismen.

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TESTE DEIN WISSEN

Beispiele von zyklisch wechselnden Umwelten in denen wir leben

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TESTE DEIN WISSEN
  • Tag / Nacht
    • 24 h 
    • Aktivität - Ruhe
  • Jahreszeiten
    • 365 T 
    • Aktivität - Ruhe, Fortpflanzungen, (Tier-)Wanderungen
  • Mondzyklus
    • 29,5 T 
    • Fortpflanzung, Gezeiten des Meeres
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TESTE DEIN WISSEN
Beispiele für wiederholt periodisch wiederkehrendes Verhalten
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TESTE DEIN WISSEN
  • Pflanzen:
    • Öffnen / Schließen der Blüten, Laubwechsel 
  • Tiere:
    • Aktivität - Ruhe, Fortpflanzung, Winterschlaf, Vogelzug
  • Mensch:
    •  Aktivität-Ruhe, Menstruationszyklus
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TESTE DEIN WISSEN

Endogene Rhythmik

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TESTE DEIN WISSEN

Prozesse oder Verhaltensweisen, die auch ohne exogene zyklische Umwelt zyklisches Verhalten zeigt

(endogen = " im Körper selbst, im Körperinneren entstehend, von innen kommend ")


Nachweis für endogene Rhythmik:

Konstante Umwelt, "ohne Zeitgeber": zB Gartenbohne hebt und senkt sich im Tagesrhythmus, auch im Dauerdunkel. => Exogene Reize sind nicht notwendig

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TESTE DEIN WISSEN

Beispiele für Parameter mit endogener Rhythmik

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TESTE DEIN WISSEN
Physiologische Parameter
  • Körpertemperatur (morgens Tiefpunkt, abends Anstieg)
  • Hormone
  • Ionenhaushalt
  • Anzahl Rezeptoren an Synapsen
  • Schmerzempfindlichkeit


Psychologische Parameter

  • Rechengeschwindigkeit
  • Zeitschätzen
  • Reaktionszeit
„Es gibt fast keinen Parameter, der keiner Rhythmik folgt“
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TESTE DEIN WISSEN

Versuch zum testen der endogenen Rhythmik beim Menschen

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TESTE DEIN WISSEN

Höhlenversuch (Michel Siffre, 1962)

2 Monate ohne Uhr in Dunkelheit

=> konstante Umwelt, Dauerdunkel

Meldung des Schlaf-Wachrhythmus über Telefon

=> Rhythmus bleibt bestehen

=> ENDOGENE RHYTHMIK (allerdings nicht 24h)

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TESTE DEIN WISSEN

Beispiele für die Erfassung endogener / circadianer Rhythmik

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TESTE DEIN WISSEN
  • Tierexperiment: Aktivität übers Laufband aufzeichenen
  • Historisch: Aktogramm
    • Aufzeichnung auf Papierstreifen
    • Streifen der Aktivitätsmuster werden in 24h-Abschnitten übereinander gelegt
  • Messwiederholungen für eindeutigere Ergebnisse
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TESTE DEIN WISSEN

"im Freilauf" - Begriff im Bezug auf Experimente

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TESTE DEIN WISSEN

= ohne externen Zeitgeber

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TESTE DEIN WISSEN

Beispiele für Freilauf-Experimente

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TESTE DEIN WISSEN
  • Bsp. Bohnenpflanze
    • Blätter heben u. senken sich im Tagesryhthmus, auch wenn in kontinuierlicher Dunkelheit
    • vermutlich keine exogenen Auslöser, sondern endogene Faktoren dominierend (endogene Rhythmik)
  • Bsp. Neurospora crassa (Schimmelpilz)
    • Sporenbildung folgt 24-Stunden-Zyklus
    • Im Freilauf (Dauerdunkel, ohne Zeitgeber) folgt die endogene Rhythmik einem 22-Stunden-Zyklus
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TESTE DEIN WISSEN

"Innere Uhr" allgemeine Fakten

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TESTE DEIN WISSEN
  • Molekularer Mechanismus der circadianen Rhythmik
  • Grundprinzip der Rückkopplungsschleife
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TESTE DEIN WISSEN
Die „Innere Uhr“ als generelles Prinzip
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TESTE DEIN WISSEN
  • “Uhrenproteine” (z.B. Per / Cry) beeinflussen in Rückkopplungsschleifen ihre eigene Produktion durch die Inhibition der Transkription von “Uhrengene” (z.B. per / cry)
  • => diese Feedback-Regelung oszillierender Transkriptionsraten ist das grundlegede Prinzip der circadian-rhythmischen Proteinsynthese und eine Systemeigenschaft der Zelle, d.h. praktisch in jeder Zelle vorhanden.
  • => im Organismus ist eine Vielzahl von “peripheren Uhren”, z.B. Organe oder sekretorische Gewebe (Hormondrüsen) vorhanden.
  • => diese endogenen peripheren Uhren müssen innerhalb des Organismus und zur Aussenwelt synchronisiert werden.
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TESTE DEIN WISSEN

Zirbeldrüse (=Pinealorgan)

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TESTE DEIN WISSEN
  • Schüttet Melatonin aus (= macht uns müde)
  • SCN ist aktiv bei Licht (neuronal) , Zirbeldrüse bei Dunkelheit => asynchrone Aktivität
  • Herunterregulierung physiologischer Prozesse, Regulation von Schlaf
  • Zirbeldrüse folgt auch circannualen Rhythmen (= Jahreszeit)
    • Seasonal Affective Disorder (SAD)
      • v.a. in Wintermonaten, wenn wenig Tageslicht u. dieses nur zur Arbeitszeit, also genau dann, wenn wir uns im Bürolicht befinden (und dieses entspricht nicht dem Tageslicht)
      • Vermehrte Melatonin-Ausschüttung führt zu Antriebslosigkeit
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Q:

Chronobiologie - Definition

A:

zeitliche Organisation von physiologischen Prozessen und wiederholten Verhaltensmustern bei Organismen.

Q:

Beispiele von zyklisch wechselnden Umwelten in denen wir leben

A:
  • Tag / Nacht
    • 24 h 
    • Aktivität - Ruhe
  • Jahreszeiten
    • 365 T 
    • Aktivität - Ruhe, Fortpflanzungen, (Tier-)Wanderungen
  • Mondzyklus
    • 29,5 T 
    • Fortpflanzung, Gezeiten des Meeres
Q:
Beispiele für wiederholt periodisch wiederkehrendes Verhalten
A:
  • Pflanzen:
    • Öffnen / Schließen der Blüten, Laubwechsel 
  • Tiere:
    • Aktivität - Ruhe, Fortpflanzung, Winterschlaf, Vogelzug
  • Mensch:
    •  Aktivität-Ruhe, Menstruationszyklus
Q:

Endogene Rhythmik

A:

Prozesse oder Verhaltensweisen, die auch ohne exogene zyklische Umwelt zyklisches Verhalten zeigt

(endogen = " im Körper selbst, im Körperinneren entstehend, von innen kommend ")


Nachweis für endogene Rhythmik:

Konstante Umwelt, "ohne Zeitgeber": zB Gartenbohne hebt und senkt sich im Tagesrhythmus, auch im Dauerdunkel. => Exogene Reize sind nicht notwendig

Q:

Beispiele für Parameter mit endogener Rhythmik

A:
Physiologische Parameter
  • Körpertemperatur (morgens Tiefpunkt, abends Anstieg)
  • Hormone
  • Ionenhaushalt
  • Anzahl Rezeptoren an Synapsen
  • Schmerzempfindlichkeit


Psychologische Parameter

  • Rechengeschwindigkeit
  • Zeitschätzen
  • Reaktionszeit
„Es gibt fast keinen Parameter, der keiner Rhythmik folgt“
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Q:

Versuch zum testen der endogenen Rhythmik beim Menschen

A:

Höhlenversuch (Michel Siffre, 1962)

2 Monate ohne Uhr in Dunkelheit

=> konstante Umwelt, Dauerdunkel

Meldung des Schlaf-Wachrhythmus über Telefon

=> Rhythmus bleibt bestehen

=> ENDOGENE RHYTHMIK (allerdings nicht 24h)

Q:

Beispiele für die Erfassung endogener / circadianer Rhythmik

A:
  • Tierexperiment: Aktivität übers Laufband aufzeichenen
  • Historisch: Aktogramm
    • Aufzeichnung auf Papierstreifen
    • Streifen der Aktivitätsmuster werden in 24h-Abschnitten übereinander gelegt
  • Messwiederholungen für eindeutigere Ergebnisse
Q:

"im Freilauf" - Begriff im Bezug auf Experimente

A:

= ohne externen Zeitgeber

Q:

Beispiele für Freilauf-Experimente

A:
  • Bsp. Bohnenpflanze
    • Blätter heben u. senken sich im Tagesryhthmus, auch wenn in kontinuierlicher Dunkelheit
    • vermutlich keine exogenen Auslöser, sondern endogene Faktoren dominierend (endogene Rhythmik)
  • Bsp. Neurospora crassa (Schimmelpilz)
    • Sporenbildung folgt 24-Stunden-Zyklus
    • Im Freilauf (Dauerdunkel, ohne Zeitgeber) folgt die endogene Rhythmik einem 22-Stunden-Zyklus
Q:

"Innere Uhr" allgemeine Fakten

A:
  • Molekularer Mechanismus der circadianen Rhythmik
  • Grundprinzip der Rückkopplungsschleife
Q:
Die „Innere Uhr“ als generelles Prinzip
A:
  • “Uhrenproteine” (z.B. Per / Cry) beeinflussen in Rückkopplungsschleifen ihre eigene Produktion durch die Inhibition der Transkription von “Uhrengene” (z.B. per / cry)
  • => diese Feedback-Regelung oszillierender Transkriptionsraten ist das grundlegede Prinzip der circadian-rhythmischen Proteinsynthese und eine Systemeigenschaft der Zelle, d.h. praktisch in jeder Zelle vorhanden.
  • => im Organismus ist eine Vielzahl von “peripheren Uhren”, z.B. Organe oder sekretorische Gewebe (Hormondrüsen) vorhanden.
  • => diese endogenen peripheren Uhren müssen innerhalb des Organismus und zur Aussenwelt synchronisiert werden.
Q:

Zirbeldrüse (=Pinealorgan)

A:
  • Schüttet Melatonin aus (= macht uns müde)
  • SCN ist aktiv bei Licht (neuronal) , Zirbeldrüse bei Dunkelheit => asynchrone Aktivität
  • Herunterregulierung physiologischer Prozesse, Regulation von Schlaf
  • Zirbeldrüse folgt auch circannualen Rhythmen (= Jahreszeit)
    • Seasonal Affective Disorder (SAD)
      • v.a. in Wintermonaten, wenn wenig Tageslicht u. dieses nur zur Arbeitszeit, also genau dann, wenn wir uns im Bürolicht befinden (und dieses entspricht nicht dem Tageslicht)
      • Vermehrte Melatonin-Ausschüttung führt zu Antriebslosigkeit
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