Der circadiane Rhythmus regelt viele unserer täglichen Aktivitäten, von wann wir schlafen und aufwachen, bis hin zu wann wir Hunger haben. Nicht jede menschliche biologische Aktivität tritt jedoch in einem 24-Stunden Zyklus auf. Es gibt in unserem Körper weitere Taktgeber, die Prozesse über einen langfristigeren Zeitrahmen überwachen. Eine aktuelle Studie beleuchtete die Aktivität von nicht-circadianen biologischen Rhythmen, wobei herausgefunden wurde, dass dieser das Wachstum und die Entwicklung regelt.

Die Wissenschaft der Entwicklung

Säugetiere entwickeln sich ähnlich, jedoch zu unterschiedlichen Zeiten. Eine Katze reift viel eher heran als ein Elefantenkalb. Verschiedene Wachstumsfaktoren lösen das Wachstum von Knochen, Muskeln und Organen auf koordinierte Weise aus. Zellen unterscheiden sich in Bezug auf die Signale und entwickeln sich in den für die Körperregion richtigen Zelltyp, in dem sie vorkommen. Diese Ereignisse sind eindeutig koordiniert, da sie zusammen passieren. Wenn Muskeln nicht zur selben Zeit wachsen würden wie Knochen, wären unsere Knochen schnell zu lang für das Gewebe, das sich an sie heftet. Organe wären nicht in der Lage mit den Anforderungen eines wachsenden Körpers mitzuhalten. Ärzte und Wissenschaftler bestätigen, dass eine Art Taktgeber dahintersteckt und diese Prozesse koordiniert, wir sind jedoch gerade erst dabei, den Mechanismus dieser nicht-circadianen Rhythmen zu verstehen.

Multidien Rhythmen: Nicht-circadiane biologische Rhythmen, der hinter dem Wachstum stecken

Warum entwickeln sich und reifen Ratten schneller heran als Menschen? Woher weiß unser Körper, wann er die vielen Prozesse, die hinter der Entwicklung stehen, ausführen soll? Um Antworten auf diese Fragen zu erhalten, haben sich Forscher auf die Zähne konzentriert.

In dieser Studie beobachteten die Wissenschaftler über einen Zeitraum von zwei Wochen jene Hormone, die in Schweinen (die biologisch gesehen dem Menschen sehr ähnlich sind) vorkommen. Sie fanden heraus, dass Hormone und Biochemikalien, die mit dem Wachstum und der Entwicklung verwandt sind, über den Zeitraum von fünf Jahren zyklisch ausgeschüttet wurden. Dieser Multidien, bzw. mehrere Tage-Rhythmus stimmte mit mikroskopischen Merkmalen der Zähne und Knochen dieser Tiere überein. Wenn sie mit einem Mikroskop untersucht werden, weisen Zähne und Knochen Wachstumslinien auf, die den Jahresringen eines Baumes ähneln.

Wachstumsrhythmen bei Säugetieren

Die ausgeprägten Wachstumslinien, die bei Schweineknochen und –zähnen zu sehen sind, können auch bei anderen Säugetieren wie Primaten gefunden werden. Rhesusaffen, die sich schneller entwickeln als Schweine, haben einen vier Tage Rhythmus. Menschen hingegen haben vermutlich multidien Rhythmen, die acht bis neun Tage anhalten, weshalb wir über den Zeitrahmen von fast zwanzig Jahren heranreifen.

Es scheint zwei unterschiedliche Prozesse zu geben, die über die multidien Rhythmen des Wachstums hinweg auftreten. Einer regelt das Wachstum, während der zweite Wachstumshormone abbaut, damit sie recycelt und beim nächsten Zyklus erneut verwendet werden können. Diese Zyklen werden vom Hypothalamus des Gehirns gesteuert, die gleiche Region, die beim Anreiz verschiedener Bereiche des circadianen Rhythmus beteiligt ist.

Zukünftige Anwendungsmöglichkeiten

Multidien Rhythmen sind nicht nur wichtig, um den Prozess des Heranreifens vom Neugeborenen zum ausgewachsenen Erwachsenen zu verstehen. Viele Prozesse wie Schwangerschaft und Altern scheinen von einem nicht-circadianen biologischen Rhythmus bestimmt zu werden. Zu wissen, wie dieser Prozess funktioniert, ermöglicht Medizinforschern neue Behandlungsmöglichkeiten dafür zu entwickeln, wenn diese Prozesse aus der Bahn geraten.

Die Rhythmen des menschlichen Lebens sind komplex; es gibt eine Vielzahl von täglichen, monatlichen und jährlichen Zyklen sowie mehrere Tage Zyklen, die jeden Prozess überwachen. Neue Technologien ermöglichen Wissenschaftlern mehr darüber zu verstehen, wie unsere Körper funktionieren, um Krankheiten und Störungen zu behandeln, die mit diesen Rhythmen in Verbindung stehen.