H7: Chronobiologie - slaap en de biologische klok

Question 1

op welke manier verlopen de meeste fysiologische processen?

Answer 1

cyclisch

Question 2

waarom verlopen de meeste fysiologische processen cyclisch? (2 redenen)

Answer 2

• zich aanpassen aan/beschermen tegen cycli in de natuur
• constant metabolisme is slecht (hersenen + hart hebben nood aan rustfasen)

Question 3

welke tijdcycli in de natuur zijn astronomisch bepaald? hoelang duren ze?

Answer 3

• dag (24u)
• maand (27,32 dagen)
• jaar (365,25 dagen)

Question 4

hoe wordt een cyclus van 24u nog genoemd?

Answer 4

een circadiaan ritme

Question 5

bespreek lichaamstemperatuur obv cicardiaan ritme

Answer 5

overdag hoog, na middernacht laagste
- lichaamstemperatuur koud als planeet koud is
- ook interne klok (bij allemaal constanten schommelt de lichaamstemperatuur ook

Question 6

wat is een zeitgeber?

Answer 6

een factor die zorgt dat je interne klok juist staat, die aangeeft wat het ritme is van de astronomische eenheden

Question 7

tussen welke 2 soorten maancycli wordt er een onderscheid gemaakt? hoelang duren ze?

Answer 7

• gravitationele maancyclus: tijd tss maan die 2 keer dichtst tegen de aarde staat -> 27,32 dagen
• synodische maancyclus: tijd tss 2 volle manen -> 29,53 dagen (aarde heeft zich intussen ook verplaatst en dit duurt dus langer)

Question 8

van wat is de maancyclus een (zwak) voorbeeld?

Answer 8

een zeitgeber

Question 9

wat is het verband tss de maancyclus en iemand zijn slaappatroon? hoe werd dit onderzocht?

Answer 9

registratie bij dorp zonder, met weinig, met veel elektriciteit, en stad waar men de maan niet kan zien
- volle maan (veel licht) -> weinig slapen (later slapen maar op zelfde moment wakker)
- nieuwe maan (wenig licht) -> veel slapen
=> zelfs zo bij mensen die maan niet kunnen zien of die niets afweten van de standen vd maan

Question 10

breng maandstonden in verband met de maandcyclus: wat hebben ze met elkaar te maken? hoe verschillen vrouwen van verschillende leeftijden? wanneer menstrueren vrouwen tov maancyclus?

Answer 10

• maancycylus = 28 dagen, menstruatiecyclus ook
• vrouwen > 35 jaar: cyclus v 26d
• vrouwen < 35 jaar: cyclus v 28-30d
• start menstruatie: meestal bij nieuwe of volle maan
• start bij volle maan = ovulatie bij nieuwe maan (= vroeg in bed + meer vruchtbaar -> meer kans op voortplanten)

Question 11

hoe hebben jaarritmes/seizoensvariatie invloed op dieren?

Answer 11

ze houden een winterslaap, lente is meestal het voortplantingsseizoen

Question 12

hoe hebben jaarritmes/seizoensvariatie invoed op de mens? hoe kan je ze zien?

Answer 12

• winter = langer slapen
• stemming : winter blues
• lichaamsgewicht schommelt per seizoen
• meer geboortes in het najaar

Question 13

waarom komen 17-jaars-cicaden maar om de 17 jaar uit de grond?

Answer 13

17 is een priemgetal. als ze elk jaar zouden voorkomen, zouden de roofdieren telkens terugkomen. als ze een paar jaar niet komen, blijven roofdieren op den duur ook weg. een priemgetal is voor hen moeilijk bij te houden en dit is positief voor de voortplanting van de cicaden. het is dus zo geëvolueerd

Question 14

hoe toonde De Mairian aan dat cycli van bloemen onafhankelijk zijn van de natuur?

Answer 14

ze behouden hun ritme bij constante temperatuur, een voortdurend lichte doos …
wanneer een bloem werd vervoerd in een doos van parijs naar ny, bleef de bloem parijs tijd aanhouden tot de doos openging

Question 15

wat ontdekte Linnaeus als het gaat om de cycli van bloemen?

Answer 15

de bloemenklok is tot op 30 minuten nauwkeurig

Question 16

wat zijn de kenmerken van onze interne klok? hoe kan dit onderzocht worden?

Answer 16

mensen in een tijdvrije ruimte plaatsen zodat er geen enkele zeitgeber aanwezig is
- we vertrouwen puur op onze interne klok
1 cycli = tss 23 en 28 uur (gemiddeld 24,5)
-> om 24 uur te behouden in het echte leven, doen we een constante aanpassing aan licht
- mogelijkheid om interne klok bij te stellen/te synchroniseren

Question 17

welke 2 dingen zorgen voor ons 24-uurs ritme?

Answer 17

• interne klok
• externe factoren (zeitgebers)

Question 18

waarom stellen we onze interne klok elke dag bij? wat zijn de limieten hiervan?

Answer 18

zodat we ons kunnen synchroniseren met de buitenwereld -> zo kunnen we in een andere tijdszone leven of over een jetlag geraken
- we kunnen maar 1a2 uur per dag onze klok bijstellen

Question 19

wat zorgt ervoor dat we onze biologische klok elke dag kunnen bijstellen?

Answer 19

verschillende zeitgebers:
- licht (retinale fotoreceptoren)
- voedsel (lever)

Question 20

wat zijn de eventuele gevolgen van het dagelijks bijstellen van onze interne klok?

Answer 20

• phase-advance (slaap- en opsta-tijd komt vroeger in de dag)
• phase-delay (slaap- en opsta-tijd komt later in de dag)

Question 21

hoe heet de fysiologische klok? uit wat bestaat hij? hoe wordt hij nog genoemd?

Answer 21

de suprachiasmatische nucleus / circadian oscillator / pacemaker
-> 2 x 10 000 neuronen in de hypothalamus
-> ‘klokgenen’

Question 22

wat hebben klokgenen te maken met onze fysiologische klok? wat beïnvloedt een klokgen nog?

Answer 22

klokgen = eiwit (dna->rna->eiwit)
eiwit onderdrukt zijn eigen expressie + werkt uit na 24u (na 24u nieuw eiwit en klokgen aanmaken) -> 24u=ook interne klok
-> klokgen beïnvloedt aantal AP per seconde

Question 23

op welke manier regelen lichtsignalen onze interne klok?

Answer 23

1. lichtsignaal op de retina
2. induceren van melanopsine: melanopsine houdt activiteit van suprachiasmatische nucleus (fysiologische klok) tegen
   => neurale verbinding tss retina en suprachiasmatische nucleus -> zo interne klok bijstellen
   EN
   inhiberen v afscheiding melatonine (slaaphormoon)
   => donker: inhibitie valt weg -> slaaphormoon geproduceerd door pijnappelklier

Question 24

als je weet hoe lichtsignalen de interne klok regelen, wat zou dan kunnen helpen tegen jetlag en slapeloosheid?

Answer 24

melatoninepillen (pillen met slaaphormoon)

Question 25

door welke 2 processen wordt onze waak-slaapcyclus aangestuurd?

Answer 25

- C-proces: cardiaanse ritme (ongeveer 24u) -> overdag wakker, 's nachts niet - S-proces: bepaalt slaapdruk door adenosineopbouw -> als we slapen neemt de slaapdruk af

Question 26

hoe werkt de adenosineopbouw?

Answer 26

- adenosine bindt zich doorheen de dag op adenosine receptoren - hoe meer verbindingen, hoe vermoeider, hoe hoger de slaapdruk (cummulatief proces) - slapen = adenosine receptoren weer vrij = slaapdruk weg

Question 27

als je kijkt naar het verband tss het C-proces en het S-proces, wanneer zijn we dan het meest wakker en het meest slaperig?

Answer 27

- meest wakker: kleine afstand tss de 2 lijnen op een grafiek - meest slaperig: grote afstand tss de 2 lijnen op een grafiek

Question 28

hoe zorgt cafeïne ervoor dat we niet slaperig worden?

Answer 28

cafeïne blokkeert de adenosine-receptoren er kan dus geen adenosine op binden -> er wordt geen slaapdruk opgebouwd -> we blijven actief

Question 29

bespreek het proces van slaaponthouding (nachtje door)

Answer 29

's avonds beginnen 1. slaapdruk (adenosine) blijft zichzelf opbouwen 2. tijdens nacht -> zeer slaperig (door melatonine productie 3. ochtend -> iets minder slaperig (licht inhibeert melatonine productie) -> afstand tss 2 processen verkleint 4. volgende avond: hele grote afstand tss 2 processen (grote slaapdruk + melatonine productie) -> zeer slaperig

Question 30

welke 2 soorten slaap bestaan er? hoe verhouden ze zich tot elkaar?

Answer 30

slow wave slaap en REM slaap -> ze wisselen elkaar af

Question 31

wat zijn kenmerken van REM-slaap? (5)

Answer 31

1. EEG desynchroniteit (snelle, onregelmatige hersenactiviteit) 2. snelle oogbewegingen (rapid eye movement) 3. dromen 4. erectie of vaginale secretie 5. gebrek aan activiteit skeletspieren

Question 32

wat zijn kenmerken van de slow wave slaap, (4)

Answer 32

1. EEG synchroniteit (langzame hersengolven met grote amplitude -> neuronen vuren min of meer tegelijkertijd) 2. gebrek aan genitale activiteit 3. trage of geen oogbewegingen 4. matige activiteit skeletspieren

Question 33

welke breinregio's zijn actief tijdens de REM-slaap? en welke juist niet?

Answer 33

WEL 1. occipitale cortex (behalve striate cortex) 2. extrastriate cortex (hallucinaties tijdens het dromen) NIET 1. striate cortex (gebrek aan visuele input) 2. prefrontale cortex (structuur en logica -> komt niet in dromen voor)

Question 34

wat is het verband tussen slaap en de hersenen?

Answer 34

hersenen zijn de hele dag actief, maar 's nacht wordt alle informatie geconsolideerd (=vastgelegd) en herschikt

Question 35

er is een onderzoek geweest over het verband tussen slaap en de hersenen. wat was het onderzoek? wat waren de resultaten?

Answer 35

ONDERZOEK pp voert taak uit -> daarna nog een taak met verschillende condities RESULTATEN - geen slaap: veel slechtere prestatie - alleen slow wave slaap: bijna hetzelfde, iets slechter - slow wave slaap + REM-slaap: veel betere prestatie

Question 36

waarom is slaap evolutionair gezien niet interessant? en wat spreekt dit argument tegen?

Answer 36

we kunnen opgegeten worden tijdens onze slaap, maar slaap bestaat nog -> het heeft dus een zeer belangrijke functie

Question 37

hoe slapen dolfijnen? welke dieren doen dit nog? hoe kan je dit vergelijken met hoe mensen slapen?

Answer 37

DOLFIJNEN afwisseling tss linker- en rechterhemisfeer laten slapen VOGELS wisselen ook tussen hemisferen (rechter vogel laat rechterhemisfeer slapen) MENSEN er is een rollenpatroon voor slaap -> waakfunctie

Question 38

wat hebben verschillende chronotypes bij mensen te maken met slaap?

Answer 38

verschillende chronotypes -> we hebben niet allemaal hetzelfde bioritme bv. tieners gaan later slapen bv. vroege vogel vs nachtuil

Question 39

wat is een social jetlag? hoe kan je dit aantonen

Answer 39

hoeveel het opgelegde ritme afwijkt van het bioritme AANTONEN hoe laat sta je verplicht op in de week? tot hoe laat slaap je uit in het weekend?

Question 40

waarom bevalt de mens vaker 's nachts?

Answer 40

het is evolutionair gezien veiliger