Wat zijn circadiane ritmes en hoe werken ze?

De ritmes van biologische processen werden in de 18e eeuw beschreven, maar het duurde tot 1959 voordat men begon te praten over circadiane ritmes. Zo ontstond in 1960 een nieuwe biologische discipline genaamd chronobiologie.
Wat zijn circadiane ritmes en hoe werken ze?

Laatste update: 07 november, 2021

Circadiane ritmes zijn verantwoordelijk voor het in evenwicht houden van het lichaam en hun basis is licht en duisternis. Alle levende wezens hebben oscillerende functies (Engelse link), 24 uur per dag. Deze veranderen echter volgens het licht en het seizoen van een bepaalde plaats op de planeet.

Een biologisch ritme is een regelmatige variatie van een organische functie gerelateerd aan het tijdsverloop. Er zijn verschillende soorten biologische ritmen volgens de biologische variaties van de tijd, namelijk: circadiaans, infradiaans en ultradiaans.

Zo verwijzen circadiane ritmes naar ritmes die de hele dag plaatsvinden. Infradische ritmes zijn ritmes waarvan de regelmatige variaties over een periode langer dan 24/7 registreren. Daarnaast verwijst het ultradiaanse ritme naar de variaties die zijn geregistreerd gedurende een periode van minder dan 24 uur.

Hoe werken circadiane ritmes?

De eerste die de term circadiaans ritme gebruikte, was Dr. Franz Halberg. Etymologisch betekent het “cyclus van ongeveer 24 uur.” Sommige auteurs zijn echter van mening dat deze cyclus eigenlijk schommelt tussen 24 en 25. De organisatie van het circadiane systeem omvat:

  • Een visuele component geïntegreerd door fotoreceptoren.
  • Pacemakerstructuren die het circadiane signaal genereren.
  • Efferente paden van de pacemakers naar de effectorsystemen.

De suprachiasmatische kern is onder andere verantwoordelijk voor het ontvangen van alle informatie over de omgeving. Bovendien ontvangt het via de zenuwen informatie rechtstreeks van de helderheid van de omgeving.

De pijnappelklier is een andere structuur die van groot belang is als het gaat om circadiane ritmes. Het scheidt melatonine af, dat deze samen met andere fysiologische processen reguleert.

 

Circadiane ritmes

Elk hierboven genoemd onderdeel heeft een functie:

  • De suprachiasmatische kern interageert in stadia van slaap of in bepaalde processen wanneer wakker. Deze kern ontvangt informatie over de helderheid van de buitenkant via de hypothalamische retinohypothalamische zenuwen. Deze fungeren als een circadiane klok die verantwoordelijk is voor de slaap-waakcyclus. Het licht moet worden teruggevangen door lichtgevoelige ganglioncellen in het netvlies om deze actie te genereren. Zo transformeert het in zenuwimpulsen die de NSQ bereiken.
  • De locatie van de pijnappelklier is in de epithalamus tussen de twee superieure quadrigeminale knobbeltjes. Deze klier ontvangt informatie over licht uit de omgeving via:
    • De retinale route (NSQ).
    • Aflopende autonome projecties naar de cervicale tussenliggende kolom (superieure cervicale sympathische ganglia).
    • Postganglionaire pijnappelklier sympathische innervatie.

Deze klier synthetiseert melatonine, dat de regulatie van het neuro-endocriene systeem beïnvloedt en de circadiane ritmen en andere fysiologische processen reguleert. Bovendien is de variatie van licht en duisternis in de melatoninesynthese het essentiële feit dat de betrokkenheid van de klier verklaart.

Zo opent de fysiologie van biologische ritmes melatonine de poorten van de slaap met als doel het remmen van de wake-bevorderende activiteit van de adrenocorticale kern.

historische aspecten

Sinds de oudheid hebben mensen geprobeerd zich te houden aan de schema’s die zijn vastgesteld door de rotatie van de aarde. Dit is namelijk de reden waarom mensen hun activiteiten overdag uitvoeren en de nachtelijke uren reserveren voor rust. Dit veranderde dankzij het het verschijnen van de gloeilamp, waardoor het nachtleven mogelijk werd.

De ritmen van biologische processen werden in de 18e eeuw beschreven. Het was echter pas in 1959 dat onderzoekers circadiaanse ritmes begonnen te beschrijven. Zo ontstond in 1960 een nieuwe biologische discipline genaamd chronobiologie en 11 jaar later verscheen de medische chronobiologie.

Later, in 2007, hebben de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) vastgesteld dat verstoring van het circadiane ritme een oorzaak kan zijn van kanker bij mensen.

Een schilderij van Dalí

Het lijkt erop dat veranderingen in het circadiane ritme een patroon bepalen dat moet worden gecorrigeerd om bepaalde problemen van het lichaam te voorkomen, zoals met de:

  • Spijsvertering
  • Cardiovasculair
  • Slaap
  • Adrenalinesynthese
  • Gedragsmatige problemen
  • Hormonale activiteit

De invloed van melatonine en biologische ritmes op homeostase moet verder worden onderzocht. Bovendien zijn chronobiologie, chronofarmacologie en chronotoxicologie enkele van de wetenschapsgebieden die circadiaanse ritmes en hun activiteit in het menselijk lichaam onderzoeken.

Dit werpt vaak licht op ziekten zoals kanker. Daarom is het zo belangrijk om te blijven nadenken over hoe circadiaanse ritmes de menselijke levenscyclus beïnvloeden. Wellicht ook interessant voor jou

Soorten slapeloosheid: oorzaken en behandeling
Verken je geest
Lees het op Verken je geest
Soorten slapeloosheid: oorzaken en behandeling

Wanneer we slaapproblemen hebben, dan denken we vaak dat we aan slapeloosheid lijden. Wist je dat er verschillende soorten slapeloosheid bestaan?



  • Torres, J. S. S., Cerón, L. F. Z., Amézquita, C. A. N., & López, J. A. V. (2013). Ritmo circadiano: el reloj maestro. Alteraciones que comprometen el estado de sueño y vigilia en el área de la salud. Morfolia, 5(3).
  • Dvorkin, M., & Cardinali, D. (2003). Best&Taylor Bases Fisiológicas de la práctica Médica. Décimo tercera edición en español. Madrid España. Editorial Medica Panamericana.
  • Martínez, G. (2009). Regulación circadiana del comportamiento: diferencias entre especies diurnas y nocturnas. Universitas Psychologica, 8(2), 487-496.
  • Ángeles-Castellanos, M., Rodriguez, K., Salgado, R., & Escobar, C. (2007). Cronobiología médica. Fisiología y fisiopatología de los ritmos biológicos. Rev Fac Med UNAM, 50(6), 238-41.
  • Sigurdardottir, L. G., Valdimarsdottir, U. A., Fall, K., Rider, J. R., Lockley, S. W., Schernhammer, E., & Mucci, L. A. (2012). Circadian disruption, sleep loss, and prostate cancer risk: a systematic review of epidemiologic studies. Cancer Epidemiology and Prevention Biomarkers, 21(7), 1002-1011.