Lernmodul mit Lösungen für Aufgaben zum Thema: "Chronobiologie"

Roland Heynkes, 27.4.2020

Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben zum Lerntext Chronobiologie selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.

Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge.
1 Beschreibe zwei Arten von inneren Uhren im menschlichen Körper!
  1. Es gibt die innere Uhr im Inneren jeder noch lebenden Zelle, welche die zeitliche Abfolge vieler Stoffwechsel-Prozesse steuert.
  2. Wir haben außerdem eine aus einem Netzwerk von Nervenzellen bestehende zentrale innere Uhr im Gehirn, die mit Hilfe besonderer Lichtsinneszellen in den Augen auf den blauen Anteil des Sonnen-Lichts reagiert und sich dadurch täglich neu morgens und abends an den Stand der Sonne anpasst. So kann diese zentrale innere Uhr alle anderen inneren Uhren mit Hilfe von Hormonen immer auf den gleichen Stand bringen.
2 Nenne den Fehler, der in unserer modernen Gesellschaft zu Schlafmangel und sozialem Jetlag führt!
Zu Schlafmangel und sozialem Jetlag kommt es, wenn wir täglich vom Wecker geweckt werden, anstatt auszuschlafen.
3 Erkläre, warum Aachen die für Spätaufsteher schlimmste deutsche Großstadt ist!
Je weiter westlich in einer Zeitzone ein Mensch lebt, umso später wird er von der Sonne geweckt und umso stärker leidet er als Spätaufsteher unter der Diskrepanz zwischen den Zeitgebern Sonne und Wecker. So entsteht besonders im Westen Deutschlands täglich neu ein sozialer Jetlag.
4 Nenne durch Schlafmangel verursachte gesundheitliche Probleme!
Schlafmangel reduziert Leistungsfähigkeit, Lebensqualität und sehr wahrscheinlich auch die Lebenszeit. Nachtarbeiter haben nachweislich ein erhöhtes Risiko, an Krebs, Diabetes oder Depressionen zu erkranken.
5 Erkläre, warum der frühe Schulbeginn gerade in weiterführenden Schulen eigentlich eine Form von Körperverletzung ist!
Mit der Pubertät entwickeln sich fast alle jungen Menschen von Natur aus zu Spätaufstehern, die abends nicht einschlafen und morgens nicht leistungsfähig sein können. Wenn Schulen das nicht berücksichtigen und den Unterricht auch für die Jugendlichen schon um 8:00 beginnen lassen, dann verursachen sie durch ihre Mißachtung der menschlichen Natur bei den Jugendlichen eine stark reduzierte Leistungsfähigkeit und Lernfähigkeit und schaden sowohl ihrem Gedächtnis als auch dem Immunsystem. Es muss sogar mit der Möglichkeit gerechnet werden, dass chronischer Schlafmangel bei noch in der Entwicklung befindlichen Gehirnen zu Entwicklungsstörungen führt. Jedenfalls steigt das Risiko von Suchterkrankungen und Fettleibigkeit mit der Größe des sozialen Jetlag. Im Tier-Experiment konnte gezeigt werden, dass Schlafmangel im Gehirn zu den Alzheimer-typischen Veränderungen führen kann. Sollte das auch beim Menschen so sein, dann käme der zu frühe Unterrichtsbeginn einer schweren Körperverletzung gleich.
6 Erkläre, warum die Erkenntnisse der Chronobiologie auch für die Medizin lebenswichtig sind!
Durch Berücksichtigung der individuellen inneren Uhren konnten schon Erfolge in der Therapie von Krebs und Rheuma erzielt werden. Chronobiologen konnten zeigen, dass gesunde Zellen im gemeinsamen TagesRhythmus aktive und Ruhephasen haben. In ihren Ruhephasen überstehen die Zellen viel besser eine Chemotherapie, welche die ständig aktiven Krebszellen tötet. Eine weitere Erkenntnis der Chronobiologie ist, dass bei Rheumakranken am sehr frühen Morgen entzündungsfördende Stoffe ausgeschüttet werden und dass die Therapie genau zu diesem Zeitpunkt die beste Wirkung erzielt. Inzwischen gibt es zu diesem Zweck ein Medikament, das seinen Wirkstoff erst nach 4 Stunden freisetzt.
7 Beschreibe, wie man mit Licht unsere inneren Uhren austricksen oder unterstützen kann!
Unsere inneren Uhren brauchen tagsüber viel Licht mit ausreichendem Blauanteil sowie Bewegung und nachts Dunkelheit oder nur gelbliches Licht. Indem man das und die individuellen Tag-Nacht-Rhythmen in einem Altersheim bei Alzheimer-Patienten berücksichtigte, konnten deren Schlafstörungen bzw. nächtlichen Verwirrtheitszustände ohne Medikamente stark reduziert werden. Eher blaues Licht von Computermonitoren stört die innere Uhr und damt die Produktion des Schlafhormons Melatonin, wenn man es abends oder nachts sieht. Nachts hält einen das wach, aber am nächsten Tag ist man entsprechend müde.
8 Erkläre die Vor- und Nachteile von in der Nacht bei blauem Licht konsumierten Süßigketen!
Eine natürliche Schwäche unserer zentralen inneren Uhr besteht darin, dass unser Körper immer nur Insulin oder das Schlafhormon Melatonin produzieren kann. Wer nachts durch Licht mit hohem Blauanteil die Produktion des Schlafhormons stört, produziert zuviel Insulin und erhöht damit sein Diabetes-Risiko. Wer abends viel Zucker konsumiert, muss viel Insulin produzieren und kann dann nicht gleichzeitig ausreichend viel Melatonin herstellen. Das ist auf die Dauer ungesund, kann aber andererseits wie blaues Licht helfen, wenn man mal unbedingt eine Nacht durcharbeiten muss. Normalerweise sollte aber wenigstens ausreichend schlafen, wer sich nicht ausreichend bewegt und schlecht auf Süßigkeiten verzichten kann.
9 Erkläre, mit welch einfachen Trick man morgens müde Schüler munter und erfolgreich machen kann!
In einer Schule konnte Prof. Manfred Spitzer experimentell zeigen, dass eine Klassenbeleuchtung mit hohem Blauanteil zwar als eher unangenehm empfunden wurde, dass sich aber zumindest im Winter die Leistungen von Schülerinnen und Schülern deutlich verbessern lassen. In Tests machte die Klasse mit dem blauen Licht 30% weniger Fehler und erledigten außerdem ihre Aufgaben signifikant schneller als eine Vergleichsklasse mit normaler Beleuchtung, obwohl niemand durch die Klassenraumbeleuchtung zum Frühaufsteher wurde.

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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0