## Stap4

De lift
Bijna niemand leeft meer volgens zijn eigen biologische klok.
Een wekker om wakker te worden, koffie bij het ontbijt, een ‘opkikkertje’ om vijf uur.
Hoe komt het dat we dat nodig hebben? Hoe werkt de biologische klok?
En hoe werkt dat in maatschappij van nu?
De chronobiologie bestudeert de werking van de biologische klok.
Cel
Inmiddels zijn er een tiental ‘klokgenen’ ontdekt: genen die invloed hebben op het interne, biologische ritme van levende materie.
Bij planten, dieren en mensen spelen verschillende genen een rol, maar ze werken wel op dezelfde manier.
De klokcyclus begint met het aflezen van de klokgenen en het vertalen daarvan in RNA. Het RNA beweegt vanuit de celkern naar buiten en wordt daar gebruikt om nieuwe klokeiwitten aan te maken.

1. Hoe noem je deze twee processen?
2. Deze klokeiwitten gaan terug naar de kern en voorkomen daar dat hun eigen klokgen nog verder wordt afgelezen.
   Hoe zou dat kunnen gaan?
3. Hoe noem je deze vorm van regeling?
4. Soms bindt een klokeiwit aan de promotor van een ander gen.
   Daardoor wordt het gen aangezet en is het af te lezen.
   Hoe noem je deze vorm van terugkoppeling?
5. In de loop van de tijd worden de klokeiwitten en het aanwezige klok-RNA weer afgebroken.
   Daardoor zijn de klokgenen niet meer geblokkeerd en kan de cyclus opnieuw beginnen.
   Stel dat iemand een mutatie heeft waardoor een klokeiwit net iets langzamer wordt afgebroken.
   Wat zou daarvan het gevolg kunnen zijn.

Orgaan
Met al die cellulaire biologische klokken naast elkaar in één lichaam is het wel belangrijk om ze goed op elkaar af te stemmen.
Het regelsysteem daarvoor wordt dé biologische klok genoemd en ligt in onze hersenen. Net boven de kruising van de oogzenuwen, in de hypothalamus, liggen twee kernen van ongeveer 8000 zenuwcellen; de supra chiasmatische nucleï (SCN).
Vanwege de ligging boven de oogzenuwen, staat de SCN sterk onder invloed van licht dat via onze ogen binnenkomt.
Dit licht zorgt ervoor, dat onze biologische klok dagelijks wordt gelijkgezet met de buitenwereld.

6. Via welke twee groepen stoffen kan de hypothalamus de cellen in het lichaam beïnvloeden?

Bij een gebrek aan licht geven cellen uit de SCN een seintje aan een andere hormoonklier in de hersenen, de pijnappelklier.
Deze gaat dan melatonine maken. Melatonine wordt via het bloed verspreid door het lichaam en maakt je slaperig.
Orgaanstelsel

7. Welke deel van het zenuwstelsel wordt geactiveerd door melatonine?
8. Wanneer door je (evt. gesloten) ogen licht binnenkomt, stoppen de seintjes van de SCN aan de pijnappelklier, en daarmee de aanmaak van melatonine.
   De productie van andere stoffen, zoals cortisol en dopamine nemen toe.
   Welk effect heeft dit op de bloedsomloop?

Organisme

9. Veel mensen kijken tot laat tv of zitten achter een laptop, tablet of smartphone.
   Het licht van deze apparaten bevat veel blauwtinten, wat door de SCN wordt opgevat als daglicht. Wat is daarvan het gevolg?
10. Welk advies zou je op grond hiervan doen aan mensen die slecht inslapen?
11. Avondmensen blijken een biologische klok te hebben die net iets langer is dan 24 uur. Wat is daarvan hert gevolg?
12. Wat raad je mensen aan die moeite hebben met de overgang van zomertijd naar wintertijd?
13. Veel medische meetwaarden variëren ook met een ritme van circa 24 uur
    (zie figuur).
    .

Een ander moment van toedienen van chemotherapie zou kunnen leiden tot een effectievere behandeling.
Hoe zou je dit effect kunnen verklaren?

14. Het chronotype (ochtendmens of avondmens) varieert met de leeftijd
    (zie figuur).
    Welke aanbeveling kun je uit de figuur afleiden voor het onderwijs.
15. Stel jij en je partner zijn beiden 20 jaar oud. Welk probleem zou je volgens de grafiek kunnen hebben, wat betreft chronotype?

Maatschappij

16. Welk risico zou het werken in ploegendiensten kunnen hebben?