Was ist der zirkadiane Rhythmus?
Die zirkadiane Uhr besteht aus einem Cluster von etwa 20.000 Neuronen, die als suprachiasmatischer Nukleus (SCN) bekannt sind. Dieses Cluster befindet sich im Hypothalamus an der Basis des Gehirns.
Wenn die Augen tagsüber Licht wahrnehmen, aktivieren sie Signale, die über eine Nervenbahn zum SCN wandern, der dem Gehirn mitteilt, dass es Zeit ist, wach zu sein.
Der SCN schüttet dann eine Reihe von Hormonen aus, darunter auch Cortisol, die dafür sorgen, dass du wach und munter für dein Meeting um 9:00 Uhr morgens bist.
Mit Hilfe von Licht und anderen Signalen, den so genannten Zeitgebern, stellt der Körper fest, ob es Tag oder Nacht ist und synchronisiert den zirkadianen Rhythmus entsprechend.
Licht gilt als der wichtigste Zeitgeber für den zirkadianen Rhythmus. Auch wenn unsere Augen geschlossen sind, nehmen die Augen Licht wahr und aktivieren Signale an den SCN.
Weitere Zeitgeber sind körperliche Aktivität, Nahrungsaufnahme, Körpertemperatur und soziale Interaktion. Zirkadiane Rhythmen regulieren die Produktion verschiedener Hormone während eines 24-Stunden-Zyklus.
Wenn die Sonne morgens aufgeht, produziert der Körper Cortisol, ein Hormon, das dafür sorgt, dass wir uns erfrischt und wach fühlen.
Nach dem Aufwachen wird ein gesunder Mensch im Laufe des Tages immer müder, bis die Sonne untergeht und das Gefühl der Müdigkeit seinen Höhepunkt erreicht.
Wenn die Sonne unterzugehen beginnt, schüttet die Zirbeldrüse Melatonin aus, ein Hormon, das die Wachheit und Aufmerksamkeit reduziert.
Zirkadiane Rhythmen regulieren auch Hunger und Verdauung, Körpertemperatur, Stimmung, Flüssigkeitshaushalt und andere wichtige physiologische Prozesse.
Bei den meisten gesunden Erwachsenen stellt sich die zirkadiane Uhr alle 24 Stunden neu ein. Es gibt jedoch Variationen, wann sich Menschen im Laufe des Tages müde und wann sie sich wach fühlen.
Zwei Beispiele sind „Frühaufsteher“, die zu Bett gehen und früh aufwachen, und „Nachteulen“, die relativ spät zu Bett gehen und dann ausschlafen. Ihr Schlafrhythmus entwickelt und verändert sich auch mit dem Alter.
Ältere Menschen neigen beispielsweise dazu, früher am Tag einzuschlafen und aufzuwachen als jüngere Menschen, während Babys in mehreren Phasen über den Tag und die Nacht verteilt schlafen.
Wie funktioniert der zirkadiane Rhythmus?
Zirkadiane Rhythmen sorgen dafür, dass die Prozesse im Körper zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraums optimiert werden.
Der Begriff zirkadian kommt von dem lateinischen Ausdruck „circa diem“, was „um einen Tag herum“ bedeutet. Zirkadiane Rhythmen gibt es in allen Arten von Organismen.
Sie sorgen zum Beispiel dafür, dass sich Blumen zur richtigen Zeit öffnen und schließen und halten nachtaktive Tiere davon ab, ihren Unterschlupf während des Tages zu verlassen, wo sie mehr Fressfeinden ausgesetzt wären.
Beim Menschen sorgen zirkadiane Rhythmen für die Koordination mentaler und physischer Systeme im gesamten Körper.
Das Verdauungssystem produziert Proteine, um sich an den typischen Zeitpunkt der Mahlzeiten anzupassen, und das endokrine System reguliert Hormone, um sich an den normalen Energieaufwand anzupassen.
Die zirkadianen Rhythmen im gesamten Körper sind mit einer Hauptuhr verbunden, die manchmal als zirkadianer Schrittmacher bezeichnet wird und sich im Gehirn befindet. Genauer gesagt befindet er sich im suprachiasmatischen Nukleus (SCN), der sich in einem Teil des Gehirns befindet, der Hypothalamus genannt wird.
Zu verschiedenen Tageszeiten senden die Uhrengene im SCN Signale, um die Aktivitäten im gesamten Körper zu regulieren.
Der SCN ist hochgradig lichtempfindlich, was als wichtiger externer Hinweis dient, der die vom SCN gesendeten Signale zur Koordinierung der inneren Uhren im Körper beeinflusst.
Aus diesem Grund sind die zirkadianen Rhythmen eng mit Tag und Nacht verbunden. Während andere Signale wie Bewegung, soziale Aktivität und Temperatur die Hauptuhr beeinflussen können, ist Licht der stärkste Einfluss auf zirkadiane Rhythmen.
Ist ein zirkadianer Rhythmus das Gleiche wie eine biologische Uhr?
Biologische Uhren helfen, den zeitlichen Ablauf körperlicher Prozesse zu regulieren, einschließlich zirkadianer Rhythmen.
Ein zirkadianer Rhythmus ist ein Effekt einer biologischen Uhr, aber nicht alle biologischen Uhren sind zirkadian.
Zum Beispiel passen sich Pflanzen an die wechselnden Jahreszeiten an, indem sie eine biologische Uhr verwenden, deren Timing sich von einem 24-Stunden-Zyklus unterscheidet.
Wie wirkt sich der zirkadiane Rhythmus auf den Schlaf aus?
Wenn Menschen über den zirkadianen Rhythmus sprechen, geschieht dies meist im Zusammenhang mit dem Schlaf.
Der Schlaf-Wach-Zyklus ist eines der deutlichsten und wichtigsten Beispiele für die Bedeutung des zirkadianen Rhythmus.
Während des Tages bewirkt die Lichteinwirkung, dass die Hauptuhr Signale sendet, die Wachsamkeit erzeugen und dazu beitragen, uns wach und aktiv zu halten.
Wenn es Nacht wird, initiiert die Hauptuhr die Produktion von Melatonin, einem Hormon, das den Schlaf fördert, und sendet dann weiterhin Signale, die uns helfen, die Nacht durchzuschlafen.
Auf diese Weise richtet unser zirkadianer Rhythmus unseren Schlaf und unser Wachsein auf Tag und Nacht aus, um einen stabilen Zyklus der erholsamen Ruhe zu schaffen, der eine erhöhte Aktivität am Tag ermöglicht.
Was beeinflusst der zirkadiane Rhythmus außer dem Schlaf?
Während der Schlaf-Wach-Zyklus einer der prominentesten zirkadianen Rhythmen ist, spielen diese 24-stündigen inneren Uhren eine wichtige Rolle in praktisch allen Systemen des Körpers.
In der Forschung werden weiterhin Details über zirkadiane Rhythmen aufgedeckt, aber es gibt Hinweise darauf, dass sie über die Regulierung von Blutzucker und Cholesterin mit dem Stoffwechsel und dem Gewicht in Verbindung stehen.
Zirkadiane Rhythmen beeinflussen auch die psychische Gesundheit, einschließlich des Risikos für psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen und bipolare Störungen sowie das Potenzial für neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz.
Es gibt Hinweise darauf, dass zirkadiane Rhythmen einen wichtigen Einfluss auf das Immunsystem sowie auf Prozesse der DNA-Reparatur haben, die an der Krebsprävention beteiligt sind. Frühe Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass zirkadiane Zyklen die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten beeinflussen können und dass neue Medikamente in der Lage sein könnten, sich die biologischen Uhren zunutze zu machen, um Krebszellen abzutöten.
Was passiert, wenn der zirkadiane Rhythmus gestört ist?
Wenn der zirkadiane Rhythmus gestört ist, bedeutet dies, dass die Systeme des Körpers nicht optimal funktionieren. Ein gestörter zirkadianer Schlaf-Wach-Rhythmus kann zu ernsthaften Schlafproblemen führen.
Ohne die richtigen Signale der inneren Uhr des Körpers kann ein Mensch Schwierigkeiten haben, einzuschlafen, während er nachts aufwacht oder nicht in der Lage ist, bis zum Morgen so lange zu schlafen, wie er möchte.
Der Gesamtschlaf kann reduziert sein, und ein gestörter zirkadianer Rhythmus kann auch einen flacheren, fragmentierten und qualitativ schlechteren Schlaf bedeuten.
Darüber hinaus wurden in Studien Störungen des zirkadianen Rhythmus als mögliche Ursache für obstruktive Schlafapnoe (OSA) identifiziert, eine Schlafstörung, die durch wiederholte Atemaussetzer gekennzeichnet ist.
OSA reduziert den Sauerstoffgehalt des Körpers und verursacht zahlreiche Schlafunterbrechungen während der Nacht.
Insgesamt kann ein falsch eingestellter zirkadianer Rhythmus den Schlaf in vielerlei Hinsicht negativ beeinflussen und das Risiko von Schlaflosigkeit und übermäßiger Tagesmüdigkeit erhöhen. Angesichts der wichtigen Rolle des Schlafs für die Produktivität und die allgemeine Gesundheit hat ein gestörter zirkadianer Rhythmus oft erhebliche Folgen.
Wie man seinen Schlafrhythmus ändert
Menschen können ihren zirkadianen Rhythmus und ihren Schlaf-Wach-Rhythmus aus unterschiedlichen Gründen ändern wollen.
Einige müssen Anpassungen vornehmen, nachdem sie einen neuen Job angetreten haben, der sie dazu zwingt, spät in der Nacht oder früh am Morgen zu arbeiten.
Andere finden, dass „Frühaufsteher“ oder „Nachteulen“ nicht genug Schlaf pro Tag bekommen und möchten eine gesündere Schlafroutine entwickeln. Wenn du im Begriff bist, über mehrere Zeitzonen zu reisen, kann die Anpassung an die lokale Zeit helfen, die Auswirkungen des Jetlags zu minimieren.
Eine genetische Veranlagung oder die Arbeit in der Nachtschicht können deinen zirkadianen Rhythmus in die eine oder andere Richtung verschieben. Einige Methoden, um den Schlafrhythmus zu verändern, sind weniger effektiv als andere.
Der Konsum von Alkohol ist ein Beispiel für eine weniger effektive Strategie. Alkohol ist ein Beruhigungsmittel für das zentrale Nervensystem, das nach dem Konsum ein Gefühl der Schläfrigkeit hervorruft, daher trinken viele Menschen, um sich vor dem Schlafengehen müder und entspannter zu fühlen.
Allerdings senkt Alkohol auch die Schlafqualität und -dauer und macht den Schlaf nicht erholsam, sondern unruhig. Auch Schlafmedikamente sind als langfristige Strategie fragwürdig.
Wenn sie richtig verschrieben werden, können einige Medikamente dabei helfen, sich an einen neuen Schlafrhythmus zu gewöhnen oder eine sehr stressige Phase zu überstehen, die deinen Schlaf beeinträchtigt. Allerdings sind Schlaftabletten nur eine vorübergehende Lösung und sie werden deine zirkadiane Uhr nicht verändern.
Außerdem können einige Schlafmittel dazu führen, dass du dich nach dem Aufwachen schläfrig fühlst.
Um deinen zirkadianen Rhythmus und deinen Schlaf-Wach-Rhythmus effektiv zu verändern, empfehlen wir die folgenden Techniken: Wachst du jeden Tag zur gleichen Zeit auf? Ein regelmäßiger Schlafrhythmus hilft dir, deinen zirkadianen Rhythmus zurückzusetzen.
Indem du jeden Tag zur gleichen Zeit schlafen gehst und aufwachst, lernt dein Körper, sich auf den neuen Rhythmus einzustellen.
Auch wenn du nicht in der Lage bist, zur gewünschten Zeit einzuschlafen, solltest du dir einen Wecker stellen und trotzdem zur eingestellten Zeit aufwachen. Dadurch bleibst du in der Spur.
- Lichttherapie: Die Exposition gegenüber hellem Kunstlicht kann den zirkadianen Rhythmus recht effektiv neu ausrichten. Eine zeitlich abgestimmte Lichttherapie eignet sich besonders gut für Schichtarbeiter oder Menschen, deren Arbeitszeiten späte Nachtstunden und/oder frühe Morgenstunden beinhalten. Es sind verschiedene Lichttherapiegeräte erhältlich, darunter Lichtkästen, Schreibtischlampen und Sonnenaufgangssimulatoren. Bevor du eines dieser Geräte kaufst, solltest du mit einem qualifizierten Schlaftherapeuten über die Lichtexposition und die Tageszeiten sprechen, die am besten zu deinem eigenen zirkadianen Rhythmus passen.
- Melatonin-Ergänzungen: Zusätzlich zu dem natürlichen Hormon, das in der Zirbeldrüse produziert wird, ist Melatonin auch in Form von Nahrungsergänzungsmitteln erhältlich. Melatonin-Präparate wurden nicht entwickelt, um Schlaflosigkeit zu behandeln, sondern um zu helfen, den zirkadianen Rhythmus bei richtiger Zeiteinteilung neu zu planen. Die Einnahme von rezeptfreien und verschreibungspflichtigen Melatoninpräparaten kann dazu beitragen, dass du zu unterschiedlichen Tageszeiten aufwachst und zu Bett gehst. Eine Standarddosis von Melatonin beträgt 0,5 Milligramm, und die Präparate sollten einige Stunden vor dem Schlafengehen unter der Anleitung und Sorgfalt eines Spezialisten für Schlafstörungen eingenommen werden. Spreche immer mit deinem Arzt, bevor du irgendwelche Ergänzungsmittel einnimmst.
- Unterschiedliche Essenszeiten: Der zirkadiane Rhythmus reguliert, wann wir uns hungrig fühlen und wie wir Nahrung verdauen. Einige Studien haben ergeben, dass das Vorziehen oder Aufschieben von Mahlzeiten den zirkadianen Rhythmus, der diese Prozesse reguliert, verändern kann, so dass du dich zu anderen Zeiten wach und müde fühlst als zu den Zeiten, an die du dich gewöhnt hast.
- Bewegung: Bewegung und Schlaf stehen in einer Art symbiotischen Beziehung zueinander. Richtiges Training kann die Schlafqualität und -dauer verbessern, während ein gesunder Schlaf-Wach-Rhythmus für mehr Kraft und Ausdauer sorgt, wenn du trainierst. Allerdings wirkt Bewegung auch stimulierend, wenn man zu kurz vor dem Schlafengehen trainiert. Solltest du feststellen, dass du nachts nicht genug Schlaf bekommst und deinen zirkadianen Rhythmus neu ausrichten willst, versuche, regelmäßigen Sport in deine Routine einzubauen. Aber wie bei allen Dingen, die mit dem zirkadianen Rhythmus zu tun haben, ist das richtige Timing wichtig, also trainieren in den letzten 1-2 Stunden vor dem Schlafengehen nicht.
- Koffein: Für Schichtarbeiter, Reisende mit Jetlag und andere Menschen, die unter Müdigkeit leiden, kann Koffein als kurzfristiger Energiespender eine sehr effektive – wenn auch vorübergehende – Lösung sein. Koffein hat bei einem gesunden Erwachsenen eine Halbwertszeit von 5 Stunden, was bedeutet, dass es durchschnittlich 5 Stunden dauert, bis der Körper die Hälfte der konsumierten Koffeinmenge wieder ausgeschieden hat. Die besten Ergebnisse erzielst du, wenn du in den ersten Stunden nach dem Aufwachen eine moderate Menge Koffein zu dir nimmst, aber mindestens 5-7 Stunden vor dem Schlafengehen aufhörst, Koffein zu konsumieren.
Wenn du deinen Schlafrhythmus ändern möchtest, berate dich mit deinem Arzt oder einem anderen anerkannten Arzt über die sichersten und gesündesten Maßnahmen, die für deine speziellen zirkadianen Ziele richtig sind.
Was kann den zirkadianen Rhythmus stören?
Störungen des zirkadianen Rhythmus können kurz- oder langfristig auftreten. Experten haben eine Reihe von Arten von Störungen des zirkadianen Schlaf-Wach-Rhythmus auf der Grundlage ihrer Merkmale und Ursachen identifiziert.
Jet-Lag-Störung
Dies tritt auf, wenn eine Person mehrere Zeitzonen in einem kurzen Zeitraum überquert und verdankt ihren Namen der Tatsache, dass dieser Zustand häufig bei Menschen auftritt, die Interkontinentalflüge unternehmen.
Bis sich der zirkadiane Rhythmus einer Person an den Tag-Nacht-Zyklus seines neuen Standorts akklimatisiert hat, wird man wahrscheinlich unter Schlafproblemen und Müdigkeit aufgrund des Jetlags leiden.
Schichtarbeitsstörung
Berufliche Verpflichtungen können den zirkadianen Rhythmus einer Person erheblich stören. Schichtarbeit, die erfordert, dass man die Nacht durcharbeitet und tagsüber schläft, bringt den Schlafrhythmus einer Person direkt in einen Konflikt mit den lokalen Tageslichtstunden.
Fortgeschrittene Schlafphasenstörung
Bei dieser Störung werden die Betroffenen früh am Abend müde und wachen morgens sehr früh auf. Auch wenn sie nachts später auf sein möchten oder morgens länger schlafen wollen, können Menschen mit einer fortgeschrittenen Schlafphasenstörung dies in der Regel nicht tun.
Diese Störung ist selten, sie betrifft etwa 1 % der Menschen im mittleren und höheren Alter, und tritt häufiger bei älteren Erwachsenen auf.
In einigen Fällen kann die fortgeschrittene Schlafphasenstörung mit einer vererbten genetischen Veranlagung zusammenhängen.
Verspätete Schlafphasenstörung
Diese Art der Störung des zirkadianen Rhythmus wird mit „Nachteulen“ in Verbindung gebracht, die nachts lange aufbleiben und morgens spät einschlafen.
In der breiten Bevölkerung ist diese Störung selten – sie betrifft nur 1 oder 2 von 1.000 Personen -, aber bis zu 16 % der Jugendlichen sind davon betroffen.
Die genaue Ursache ist unbekannt, kann aber mit der Genetik, körperlichen Grunderkrankungen und dem Verhalten einer Person zusammenhängen.
Nicht-24-Stunden-Schlaf-Wach-Störung
Dieser Zustand tritt hauptsächlich bei Menschen auf, die blind sind und keine lichtbasierten Signale für ihren zirkadianen Rhythmus empfangen können.
Ihr Körper folgt immer noch einem 24-Stunden-Zyklus, aber ihre Schlafzeiten verschieben sich ständig um Minuten oder Stunden nach hinten.
Unregelmäßige Schlaf-Wach-Rhythmus-Störung
Menschen mit dieser seltenen Störung haben kein konsistentes Schlafmuster und können viele Nickerchen oder kurze Schlafperioden während eines 24-Stunden-Tages haben.
Diese Störung wird häufig mit Erkrankungen des Gehirns in Verbindung gebracht, wie z. B. Demenz oder traumatische Hirnverletzungen, die das ordnungsgemäße Funktionieren der Hauptuhr im Hypothalamus einschränken.
Wie diese Liste zeigt, gibt es vielfältige Ursachen für zirkadiane Rhythmusstörungen. Einige Störungen des zirkadianen Rhythmus sind auf individuelles Verhalten zurückzuführen, z. B. durch Reisen oder Arbeit, die den Schlafplan aus dem Gleichgewicht mit der normalen Tageslichtexposition bringen.
Andere Störungen beruhen auf einem zugrundeliegenden Problem, das eine Störung des Empfangs oder der Verarbeitung von Umweltreizen verursacht, die die Hauptuhr des Körpers regulieren. In bestimmten Situationen können genetische Ursachen eine Rolle spielen, andere wiederum bleiben unbekannt.
Wie man einen gesunden zirkadianen Rhythmus aufrechterhält
Obwohl wir keine vollständige Kontrolle über unseren zirkadianen Rhythmus haben, gibt es Tipps für einen gesunden Schlaf, mit denen wir versuchen können, unsere 24-Stunden-Schlafzyklen besser zu steuern.
- Sorge für Sonne: Die Exposition gegenüber natürlichem Licht, besonders früh am Tag, hilft, den stärksten zirkadianen Hinweis zu verstärken.
- Befolge einen konsistenten Schlafplan: Wenn du deine Schlafenszeit oder deine morgendliche Aufwachzeit variierst, kann das die Fähigkeit deines Körpers, sich auf einen stabilen zirkadianen Rhythmus einzustellen, beeinträchtigen.
- Bewege dich täglich: Aktivität während des Tages kann deine innere Uhr unterstützen und dazu beitragen, dass du nachts leichter einschlafen kannst.
- Vermeide Koffein: Stimulanzien wie Koffein können dich wachhalten und das natürliche Gleichgewicht zwischen Schlaf und Wachsein durcheinanderbringen. Jeder Mensch ist anders, aber wenn du Probleme mit dem Schlafen hast, solltest du nach dem Mittag auf Koffein verzichten.
- Begrenze die Menge an Licht vor dem Schlafengehen: Künstliche Lichteinwirkung in der Nacht kann den zirkadianen Rhythmus stören. Experten raten, das Licht zu dimmen und elektronische Geräte vor dem Schlafengehen wegzulegen und sie aus dem Schlafzimmer und von der Schlafoberfläche fernzuhalten.
- Halte ein Nickerchen kurz und früh am Nachmittag: Späte und lange Nickerchen können die Schlafenszeit nach hinten verschieben und deinen Schlafrhythmus aus dem Gleichgewicht bringen.
Diese Schritte zur Verbesserung der Schlafhygiene können ein wichtiger Teil der Unterstützung eines gesunden zirkadianen Rhythmus sein, aber je nach Situation können auch andere Schritte notwendig sein.
Wenn du anhaltende oder schwere Schlafprobleme, Tagesmüdigkeit und/oder einen problematischen Schlafrhythmus hast, ist es wichtig, mit einem Arzt zu sprechen, der die Ursache am besten diagnostizieren und die beste geeignete Behandlung anbieten kann.
Matthias setzt sich leidenschaftlich dafür ein, Menschen mit Informationen zu versorgen, die sie nutzen können, um sinnvolle Entscheidungen über ihre Gesundheit zu treffen.
Als wissenschaftlicher Autor hat er mehr als ein Jahrzehnt damit verbracht, Patient*innen, Betreur*innen und Fachleute mit qualitativ hochwertigen, faktenbasierten Informationen zu versorgen und diese zu verfassen.
Wenn er nicht gerade schreibt, kocht Matthias gerne vegetarisch, wandert und schläft gerne aus.
Schlafrhythmus: Kann man seinen zirkadianen Rhythmus wiederherstellen, umstellen oder ändern?
Der menschliche Körper folgt einem inneren Zeitmesser, der als zirkadiane Uhr bekannt ist. Diese innere Uhr reguliert den natürlichen „zirkadianen Rhythmus“ des Körpers, deine täglichen Zyklen von Schlaf und Wachsein, Hunger und Verdauung, hormonelle Aktivität und andere körperliche Prozesse.
Das Wort zirkadian kommt von dem lateinischen Ausdruck „circa diem“, was „etwa einen Tag“ bedeutet und sich darauf bezieht, dass sich die meisten zirkadianen Rhythmen alle 24 Stunden automatisch neu einstellen.
Die zirkadianen Rhythmen orientieren sich an natürlichen Anzeichen wie Licht, Interaktion mit Menschen und geplanten Essenszeiten, die anzeigen, dass man wach sein sollte.
Einmal eingestellt, kann der zirkadiane Rhythmus jedoch nur schwer verändert werden, da der Rhythmus auch ohne die typischen Signale erhalten bleibt.
Übersicht
Was ist der zirkadiane Rhythmus?
Wie funktioniert der zirkadiane Rhythmus?
Ist ein zirkadianer Rhythmus das Gleiche wie eine biologische Uhr?
Wie wirkt sich der zirkadiane Rhythmus auf den Schlaf aus?
Was beeinflusst der zirkadiane Rhythmus außer dem Schlaf?
Was passiert, wenn der zirkadiane Rhythmus gestört ist?
Wie man seinen Schlafrhythmus ändert
Was kann den zirkadianen Rhythmus stören?
Wie man einen gesunden zirkadianen Rhythmus aufrechterhält
Schlafrhythmus: Kann man seinen zirkadianen Rhythmus wiederherstellen, umstellen oder ändern?
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