Over Biologische klokken: het zonnestelsel in ons brein

Avondlezing door prof.dr. R.A. Hut georganiseerd door de Groningse Chemische Kring.

Biologische klokken: het zonnestelsel in ons brein

Samenvatting

1. Neuro-biochemische basis van dagelijkse ritmiek
   Biologische ritmiek is overal: in planten en dieren en zelfs in bacterien. Bij mensen kunnen we de werking van de biologische klok duidelijk zien aan ons slaap-waak ritme, maar ook aan allerlei fysiologische en moleculaire processen in ons lichaam. In bacteriën wordt deze ritmiek gegenereerd door een chemische oscillator gebaseerd op de fosforilatie graad van het eiwit, KaiC, in interactie met KaiA en KaiB. Zelfs in een reageerbuis blijft dit systeem oscilleren. Bij hogere organismen zijn deze oscillatoren gebaseerd op genetische transcriptie/translatie met een zelfregulerende negatieve feedback. Alle lichaamscellen kunnen zulke oscillaties laten zien, maar ze zijn vooral sterk aanwezig in twee kleine hersenkernen in de hypothalamus van alle zoogdieren; de zogenaamde supra chiasmatische kernen. De zenuwcellen in deze kernen zorgen voor synchronisatie van ritmiek in het gehele lichaam. We noemen deze kernen daarom ook vaak ‘de biologische klok’.
2. Synchronisatie aan de omgeving
   De intrinsieke aard van de biologische klok wordt duidelijk bij mensen die lange tijd in een grot verblijven, hun slaap waak ritme gaat door met een periodiciteit van gemiddeld 24,2 uur. Vandaar dat we deze ritmiek van Circadiane ritmiek noemen (Circa=ongeveer; dies=dag). In het dagelijkse leven zal de biologische klok zich dagelijks gelijk zetten met de externe lichtdonker cyclus, waardoor het dagelijkse ritme van ons lichaam precies 24 uur wordt. De effecten van licht op de neuronen van de biologische klok worden gemedieerd door speciale photoreceptoren in de retina.
3. Een kalender in ons brein
   Bij de meeste zoogdieren is er nog een tweede klok in de hypothalamus aanwezig. Deze klok wordt ook wel de circannuele klok genoemd en deze klok kan ook gezien worden als een seizoenskalender. Deze klok stuurt met name de reproductie bij veel dieren aan en zorgt ervoor dat de meeste jongen bij vogels en zoogdieren in het voorjaar worden geboren.
4. De circadian klok bij de mens: slaap-waak ritmiek en chronotype
   Door verschillende oorzaken laat de circadiane klok van mensen veel variatie zien. Hierdoor zijn er mensen die vroeg slapen en mensen die laat slapen. Met name bij laat slapers levert dit veel problemen op in de maatschappij in de vorm van ‘sociale jet-lag’.  Wij zullen ons eigen chronotype bepalen en bespreken hoe klachten rond slaap en sociale jet-lag vermeden kunnen.

 Loopbaan Prof. dr. Roelof A. Hut

Introducé(e)s zijn van harte welkom.

Graag vooraf bericht als u verwacht te komen.
Stuur daartoe een mail naar gck@kncv.nl.