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Questions and Answers
Welche Aussage beschreibt am besten den Begriff 'Oszillation' im Kontext biologischer Rhythmen?
Welche Aussage beschreibt am besten den Begriff 'Oszillation' im Kontext biologischer Rhythmen?
- Eine plötzliche, einmalige Veränderung in physiologischen Prozessen.
- Systematische, rhythmische Aktivitätsunterschiede in Physiologie und Verhalten. (correct)
- Eine zufällige Schwankung, die keine Vorhersage über zukünftige Zustände erlaubt.
- Ein linearer, kontinuierlicher Anstieg von Aktivität ohne zyklische Wiederholung.
Infradiane Rhythmen sind Rhythmen, die häufiger als einmal täglich auftreten.
Infradiane Rhythmen sind Rhythmen, die häufiger als einmal täglich auftreten.
False (B)
Nennen Sie ein Beispiel für einen circadianen Rhythmus beim Menschen.
Nennen Sie ein Beispiel für einen circadianen Rhythmus beim Menschen.
Schlaf-Wach-Rhythmus
Externe Faktoren, die endogene Rhythmen synchronisieren, werden als ______ bezeichnet.
Externe Faktoren, die endogene Rhythmen synchronisieren, werden als ______ bezeichnet.
Ordnen Sie die folgenden Rhythmustypen ihrer ungefähren Periodenlänge zu:
Ordnen Sie die folgenden Rhythmustypen ihrer ungefähren Periodenlänge zu:
Was ist die Hauptfunktion von Zeitgebern im Kontext biologischer Rhythmen?
Was ist die Hauptfunktion von Zeitgebern im Kontext biologischer Rhythmen?
Entrainment bezieht sich auf die Fähigkeit eines endogenen Rhythmus, sich von äußeren Zeitgebern zu entkoppeln.
Entrainment bezieht sich auf die Fähigkeit eines endogenen Rhythmus, sich von äußeren Zeitgebern zu entkoppeln.
Was passiert mit dem Rhythmus blinder Ratten in den Studien von Richter?
Was passiert mit dem Rhythmus blinder Ratten in den Studien von Richter?
Die ______ im Hypothalamus ist ein wichtiger Regulator für circadiane Rhythmen.
Die ______ im Hypothalamus ist ein wichtiger Regulator für circadiane Rhythmen.
Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen im Kontext der Chronobiologie zu:
Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen im Kontext der Chronobiologie zu:
Welche Konsequenz hat eine Läsion des Nucleus suprachiasmaticus (SCN)?
Welche Konsequenz hat eine Läsion des Nucleus suprachiasmaticus (SCN)?
Der Tractus retino-hypothalamicus ist ein Signalweg von der Retina zum visuellen Kortex.
Der Tractus retino-hypothalamicus ist ein Signalweg von der Retina zum visuellen Kortex.
Welche Rolle spielt Melanopsin im Tractus retino-hypothalamicus?
Welche Rolle spielt Melanopsin im Tractus retino-hypothalamicus?
Die Proteine Clock und Cycle aktivieren die Transkription der Gene ______ und ______.
Die Proteine Clock und Cycle aktivieren die Transkription der Gene ______ und ______.
Ordnen Sie die folgenden Proteine ihren Funktionen im molekularen Mechanismus der biologischen Uhr zu:
Ordnen Sie die folgenden Proteine ihren Funktionen im molekularen Mechanismus der biologischen Uhr zu:
Was ist der Hauptmechanismus, durch den Per und Cry ihre eigene Produktion hemmen?
Was ist der Hauptmechanismus, durch den Per und Cry ihre eigene Produktion hemmen?
Der Jetlag tritt auf, wenn der Zeitgeber konstant bleibt und das Verhalten verschoben wird.
Der Jetlag tritt auf, wenn der Zeitgeber konstant bleibt und das Verhalten verschoben wird.
Nennen Sie einen Unterschied zwischen Jetlag bei Reisen ostwärts und westwärts.
Nennen Sie einen Unterschied zwischen Jetlag bei Reisen ostwärts und westwärts.
Die Bestimmung des Chronotyps erfolgt häufig durch den ______.
Die Bestimmung des Chronotyps erfolgt häufig durch den ______.
Ordnen Sie die folgenden Erkrankungen ihren potentiellen Ursachen im Zusammenhang mit Schichtarbeit zu:
Ordnen Sie die folgenden Erkrankungen ihren potentiellen Ursachen im Zusammenhang mit Schichtarbeit zu:
Was wird unter dem Begriff 'freilaufender Rhythmus' verstanden?
Was wird unter dem Begriff 'freilaufender Rhythmus' verstanden?
Chronomedizin befasst sich hauptsächlich mit der Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung von Schlafstörungen.
Chronomedizin befasst sich hauptsächlich mit der Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung von Schlafstörungen.
Welche Bedeutung hat das Experiment mit Hamstern, die zu Bewegung passend zum neuen Rhythmus gezwungen wurden, im Zusammenhang mit Jetlag?
Welche Bedeutung hat das Experiment mit Hamstern, die zu Bewegung passend zum neuen Rhythmus gezwungen wurden, im Zusammenhang mit Jetlag?
Im Gehirn dient der ______ als zentraler Taktgeber für viele circadiane Rhythmen.
Im Gehirn dient der ______ als zentraler Taktgeber für viele circadiane Rhythmen.
Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren entsprechenden Beschreibungen zu:
Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren entsprechenden Beschreibungen zu:
Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Einfluss von Licht auf den SCN?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Einfluss von Licht auf den SCN?
Die Läsion des Tractus retino-hypothalamicus hat keine Auswirkungen auf den Tag-Nacht-Rhythmus.
Die Läsion des Tractus retino-hypothalamicus hat keine Auswirkungen auf den Tag-Nacht-Rhythmus.
Nennen Sie einen Mechanismus, durch den der SCN die Aktivität anderer Gehirnbereiche beeinflusst.
Nennen Sie einen Mechanismus, durch den der SCN die Aktivität anderer Gehirnbereiche beeinflusst.
Ein Symptom von Schichtarbeit ist die ______ des Verhaltens.
Ein Symptom von Schichtarbeit ist die ______ des Verhaltens.
Ordnen Sie die folgenden Beispiele ihren jeweiligen Rhythmustypen zu:
Ordnen Sie die folgenden Beispiele ihren jeweiligen Rhythmustypen zu:
Welcher der folgenden Faktoren spielt keine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Chronotypen?
Welcher der folgenden Faktoren spielt keine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Chronotypen?
Der Abbau des Per-Cry-Komplexes führt zur Hemmung der Transkription von per und cry.
Der Abbau des Per-Cry-Komplexes führt zur Hemmung der Transkription von per und cry.
Nennen Sie zwei Beispiele für Maßnahmen zur Minimierung der Auswirkungen von Schichtarbeit.
Nennen Sie zwei Beispiele für Maßnahmen zur Minimierung der Auswirkungen von Schichtarbeit.
Das Konzept des ______ beschreibt, wie endogene Rhythmen an äußere Zeitgeber angepasst werden.
Das Konzept des ______ beschreibt, wie endogene Rhythmen an äußere Zeitgeber angepasst werden.
Ordnen Sie die folgenden Tageszeiten ihren typischen Merkmalen im Zusammenhang mit circadianen Rhythmen zu:
Ordnen Sie die folgenden Tageszeiten ihren typischen Merkmalen im Zusammenhang mit circadianen Rhythmen zu:
Welche Aussage trifft am ehesten auf die Forschung von Jürgen Aschoff zu?
Welche Aussage trifft am ehesten auf die Forschung von Jürgen Aschoff zu?
Die Aktivität des Per-Cry-Komplexes führt zur Aktivierung der Gene per und cry.
Die Aktivität des Per-Cry-Komplexes führt zur Aktivierung der Gene per und cry.
Flashcards
Oszillationen
Oszillationen
Systematische, rhythmische Aktivitätsunterschiede in Physiologie und Verhalten.
Ultradiane Rhythmen
Ultradiane Rhythmen
Rhythmen mit einer Periodenlänge von weniger als 24 Stunden, z.B. Schlafstadien
Circadiane Rhythmen
Circadiane Rhythmen
Rhythmen mit einer Periodenlänge von ungefähr 24 Stunden, z.B. Schlaf-Wach-Rhythmus
Infradiane Rhythmen
Infradiane Rhythmen
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Zeitgeber
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Biologische Uhr
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Entrainment
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Freilaufender Rhythmus
Freilaufender Rhythmus
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Nucleus suprachiasmaticus (SCN)
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Tractus retino-hypothalamicus
Tractus retino-hypothalamicus
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Clock & Cycle
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Jetlag (Ostwärts)
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Jetlag (Westwärts)
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MSF (Mid-Sleep on Free days)
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Chronotypen
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Study Notes
- Hier sind Lernzettel zu Rhythmen und biologischen Uhren
Oszillation & Rhythmusarten
- Oszillationen: Systematische, rhythmische Aktivitätsunterschiede in Physiologie und Verhalten
- Einteilung nach Periodenlänge (tau):
- Infradiane Rhythmen: Perioden dauern < 24 Stunden; z. B. Menstruation, Vogelzug, Winterschlaf
- Ultradiane Rhythmen: Perioden treten > 1/Tag auf; z. B. Schlafstadien, BRAC, Hormonausschüttung
- Circadiane Rhythmen: Perioden dauern ≈ 24 Stunden; z. B. Schlaf-Wach-Rhythmus, Körpertemperatur, Cortisol; können synchron oder phasenverschoben sein
Chronobiologie & Chronomedizin
- Chronobiologie: Erforschung zeitlicher Organisation physiologischer Prozesse und Verhalten
- Chronomedizin: Untersuchung der klinischen Relevanz, z. B. mehr Herzinfarkte morgens, Probleme bei Schichtarbeit
Zeitgeber & Biologische Uhr
- Zeitgeber: Externe Faktoren (z. B. Licht, Temperatur, Futterzeiten), die endogene Rhythmen synchronisieren
- Biologische Uhr: Endogener Oszillator, interner Schrittmacher (z. B. circadiane Uhr)
- Entrainment: Anpassung endogener Rhythmen an äußere Zeitgeber
- Freilaufender Rhythmus: Bei Isolation (z. B. Bunker): ca. 25h Rhythmus. Entkopplung verschiedener Rhythmen (z. B. Schlaf vs. Körpertemperatur); also müssen sie anderen Steuermechanismen unterliegen
Jürgen Aschoff & Tierstudien
- Aschoff: Isolationsexperimente, Beleg für endogene circadiane Rhythmen
- Rattenstudien (Richter):
- Normale Ratten: Nachtaktiv, klarer Rhythmus
- Blinde Ratten: ca. 25h Rhythmus → innere Uhr ohne äußere Zeitgeber
- Hypothalamus-Läsion: Kein Rhythmus, auch bei sehenden Ratten → Hypothalamus wichtig
Nucleus suprachiasmaticus (SCN)
- Sitz im Hypothalamus, oberhalb Chiasma opticum
- Zellen mit rezeptive Feldern, reagieren ab 1000 Lux (bewölkter Tag)
- Zentrale biologische Uhr:
- Läsion des nucleus suprachiasmaticus: Rhythmus gestört, Schlafdauer bleibt gleich (Richter, 1965)
- Transplantation (Ralph et al., 1990): Rhythmus des Spenders wird übernommen → einziges Beispiel für Verhaltenstransfer durch Hirngewebetransplantation; und: Schlafrhythmus wird vererbt
- Tractus retino-hypothalamicus: Signalweg von der Retina (mit Melanopsin in Ganglienzellen, reagiert auf blaues Licht) zum SCN; dieser wird durch Licht neu synchronisiert (Uhrmechanismus)
- Läsionen vor dem SCN: Tag-Nacht-Rhythmus gestört
- Läsionen nach dem SCN: Tag-Nacht-Rhythmus kann weiter synchronisiert werden
Molekularer Mechanismus der biologischen Uhr
- Clock & Cycle aktivieren die Transkription
- Die Proteine Clock und Cycle binden an die DNA und aktivieren die Gene per und cry.
- Dadurch wird die Produktion der Proteine Per und Cry angestoßen.
- Per und Cry werden gebildet
- Die mRNA von per und cry wird transkribiert und verlässt den Zellkern.
- Im Zytoplasma werden daraus die Proteine Per (rot) und Cry (blau) synthetisiert.
- Per & Cry binden an Tau und hemmen ihre eigene Produktion
- Sobald eine kritische Konzentration erreicht ist, wird die Transkription von per und cry gehemmt → negative Rückkopplung.
- Abbau des Per-Cry-Komplexes → Zyklus beginnt von vorne
- Der Per-Cry-Komplex wird abgebaut, wodurch die Hemmung aufgehoben wird.
- Clock & Cycle können per und cry erneut aktivieren, wodurch der Zyklus erneut startet.
- Selbstregulierendes System → ca. 24h Rhythmus
- Dieser Zyklus bildet die Grundlage des circadianen Rhythmus
### Störungen circadianer Rhythmik
- Jetlag:
- Ostwärts: Phasenvorverlagerung (schwieriger)
- Westwärts: Phasenverzögerung (leichter, evtl. da innerer Rhythmus ≈ 25h)
- Symptome: Tagesmüdigkeit, Schlafprobleme, Leistungsabfall
- Therapie: Licht, Bewegung, Essenszeiten anpassen (Beleg durch Experiment mit Hamstern, die zu Bewegung passend zum neuen Rhythmus gezwungen wurden)
- Schichtarbeit:
- Zeitgeber konstant, Verhalten verschoben → Desynchronisation -Folgen: Müdigkeit, Magen-Darm-Probleme, Herz-Kreislauf-Erkrankungen -Maßnahmen: Helles Licht, Schichtwechsel mit Ruhepausen, Phasenverzögerung -Beispiele: Tschernobyl, Harrisburgh – Fehler in den frühen Morgenstunden
Chronotypen
- Morgentypen (Lerchen) vs. Abendtypen (Eulen)
- Einfluss durch Körpertemperaturverlauf, genetische Disposition (Clock-Gene), Entwicklung (Kinder früher, Jugendliche später Chronotyp)
- Bestimmung durch MCTQ (Munich Chronotype Questionnaire), Ermittlung des MSF (Mid-Sleep on Free days: Uhrzeit-Mitte zwischen Einschlaf- und Aufwachzeiten)
- Studie: Schüler (11–18 J.) – Lerchen schneiden vormittags bei Prüfungen besser ab als Eulen
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