Abstract
Die Lebensäußerungen der meisten Organismen, vom Einzeller bis zum Menschen, verlaufen periodisch, mit typischer Zuordnung der beobachtbaren Maxima und Minima zu bestimmten Tageszeiten. Die zahlreichen Messungsergebnisse der verschiedenen Funktionssysteme des Menschen bilden bei graphischer Darstellung eine „Phasen-Karte”; ihr lassen sich unter anderem die kritischen Zeiten besonders hoher Empfindlichkeit gegen Umweltreize entnehmen. Die Tagesperiodik ist nicht eine passive Reaktion des Organismus auf die mit der Erddrehung wechselnden Umweltbedingungen. Sie beruht vielmehr auf einer endogenen, genetisch fixierten Periodizität, die die Eigenschaften einer selbsterregten Schwingung hat. Unter konstanten Laboratoriumsbedingungen entwickeln Tiere eine der Erddrehung zwar ähnliche, jedoch um einen bestimmten Betrag von ihr abweichende Spontanfrequenz. Diese ist eine Funktion der jeweiligen Beleuchtungsstärke, die auch noch andere Meßgrößen der Schwingung beeinflußt, so zum Beispiel das Verhältnis der Aktivitätszeit des Tieres zu seiner Ruhezeit. Die an unterschiedlichen Arten gewonnenen Versuchsergebnisse lassen sich in eine einheitliche Hypothese zusammenfassen, die davon ausgeht, daß sich das Niveau der Schwingung mit der Beleuchtungsstärke gegen eine (konstant bleibende) Schwelle verschiebt. Frequenz und Niveau sind bei lichtaktiven Tieren positiv, bei dunkelaktiven Tieren negativ mit der Beleuchtungsstärke korreliert. Periodisch wechselnde Beleuchtung, etwa beim natürlichen Tag-Nacht-Wechsel, synchronisiert die endogene Periodik durch Phasensteuerung auf 24 Stunden. Auch am Menschen läßt sich eine Spontanfrequenz nachweisen. Voraussetzung hierfür ist der völlige Abschluß der Versuchsperson von allen Zeitmarken der Umwelt. In einem solchen Isolationsversuch liegt, bei frei gewähltem Beleuchtungswechsel, die spontane Periode zwischen 25 und 26 Stunden. Sie ist offenbar in ähnlicher Weise wie bei anderen lichtaktiven Tieren eine Funktion der Beleuchtungsstärke. Die genauere Kenntnis der menschlichen Spontanfrequenz und ihrer Phasensteuerung durch Zeitgeber ist für eine Reihe von Fragen angewandter Physiologie wie praktischer Medizin bedeutungsvoll. Most organisms, from unicellular ones to man, show a periodicity of biological rhythms which typically have peaks and troughs at certain times of the day. From the results of measuring numerous and different functional systems in man, plotted graphically, a “phase map” may be produced. From this one may, among others, obtain the critical times at which there is particularly great sensitivity towards environmental stimuli. — Diurnal periodicity is not a passive reaction of the organism to changing environmental conditions associated with rotation of the earth. Rather it is based on an endogenous, genetically fixed periodicity which has the characteristics of self-stimulating oscillations. Under constant laboratory conditions animals develop spontaneous swings, the frequency of which is similar to the rotation of the earth but deviates from it by a certain amount (circadian rhythm). The frequency is a function of the intensity of light illumination which also influences other measurable characteristics of the oscillation, such as the relationship between times of activity and rest in an animal. The results obtained by a variety of experimental methods may be expressed by a unified hypothesis, based on the observation that the level of oscillations is altered, depending on the intensity of illumination, above or below an otherwise constant baseline. In the light-active animal, frequency and level of oscillations are directly related to the intensity of illumination, while in dark-active animal they are inversely related. Periodically changing illumination, as for example in the natural day and night rhythm, synchronizes the endogenous periodicity by regulating the phases for 24 hours. Spontaneous frequency can also be demonstrated in man, but depends on complete exclusion of all environmental time references. In experiments of complete isolation the spontaneous periodicity is between 25 and 26 hours if the subject can change the times of illumination at will. Apparently, the duration of this period is a function of the intensity of illumination, in a manner similar to that in other light-active animals. Knowledge of human spontaneous rhythms and the regulation of their phase by external time reference is of importance to a number of problems both in applied physiology and in medicine. Leyes de la periodicidad biológica diaria Las manifestaciones vitales de la mayor parte de los organismos, desde los unicelulares hasta el hombre, transcurren periódicamente, con una clasificación típica de los máximos y mínimos observables en determinados períodos del día. Los numerosos resultados de medición de los diversos sistemas funcionales del hombre constituyen en la representación gráfica un „mapa de fases”; del mismo se pueden deducir, entre otros detalles, los períodos críticos de una sensibilidad especialmente alta a los estímulos del ambiente. — Los períodos diarios no son una reacción pasiva del organismo a las condiciones del ambiente, que cambian con arreglo a la rotación terrestre, sino que se basan en una periodicidad endógena, genéticamente fijada, que tiene las propiedades de una oscilación autoexcitada., En condiciones de laboratorio constantes desarrollan animales una frecuencia espontánea parecida a la rotación terrestre, pero que difiere de la misma por una cifra determinada. Esta frecuencia espontánea es una función de la intensidad de iluminación concreta, que influye...