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Titel: Entwicklung des circadianen und ultradianen Biorhythmus bei Frühgeborenen
Autor: Dorn, Franziska
Weitere Beteiligte: Maier, Rolf (Prof. Dr. med.)
Veröffentlicht: 2017
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2017/0660
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2017-06608
DOI: https://doi.org/10.17192/z2017.0660
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Development of the circadian rhythm and the ultradian rhythm in preterm infants
Publikationsdatum: 2017-09-20
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0

Dokument

Schlagwörter:
Aktivitätsverhalten bei Frühgeborenen, Preterm infants, circadianer Rhythmus, activity and sleep behaviour by preterm, Biorhythmus, Schlafverhalten bei Frühgeborenen, circadianer Rhythmus, Biorhythmus, Aktivitätsverhalten bei Frühgeborenen, Frühgeborene, circadian rhythm, Frühgeborene, Schlafverhalten bei Frühgeborenen

Zusammenfassung:
Entwicklung des circadianen und ultradianen Biorhythmus bei Frühgeborenen Zusammenfassung Hintergrund: Viele physiologische Funktionen des Menschen wie Hormonsekretion, Schlaf-Wach-Rhythmus oder Körpertemperatur unterliegen einem sich regelmäßig wiederholenden Muster, dem biologischen Rhythmus. Externe Umwelteinflüsse wie Licht, Temperatur, Nahrungsaufnahme und soziale Kontakte stellen entscheidende externe Zeitgeber dar, die zur Ausbildung biologischer Rhythmen beitragen und endogene Rhythmen fortwährend synchronisieren. Bereits bei Feten können circadiane Rhythmen, getriggert durch die Mutter, beobachtet werden. Nach der Geburt muss sich diese „innere Uhr“ in Synchronisation mit den externen Zeitgebern erst wieder neu einstellen. Frühgeborene sind in den ersten Lebenstagen zudem oft unausweichlichen Stressfaktoren durch intensivmedizinische, diagnostische, therapeutische oder pflegerische Maßnahmen ausgesetzt. Über die Entwicklung von circadianen Rhythmen bei Frühgeborenen gibt es in der Literatur bislang nur wenige und teilweise widersprüchliche Daten. In der vorliegenden Studie wurde bei Frühgeborenen die Reifung des endogenen Rhythmus bezüglich des Aktivitäts-Ruhe-Verhaltens und der Cortisolkonzentration im Speichel in den ersten Lebenswochen untersucht. Methodik: 62 Frühgeborene mit einem Gestationsalter von 30<37 SSW und einem postnatalen Alter <10 Lebenstagen wurden in die Studie eingeschlossen. An den Studientagen 1, 7 und 14 wurde bei allen Studienkindern über 24 Stunden das Aktivitäts-Ruhe-Verhalten mit Hilfe eines Aktometers aufgezeichnet. Bei 22 dieser Frühgeborenen wurden zusätzlich an den drei genannten Studientagen zu je sieben standardisierten Zeitpunkten Speichelproben für die Bestimmung (ELISA) der Cortisolkonzentration entnommen. Die Berechnung der Tag-Nacht-Rhythmik erfolgte mittels der Lomb-Scargle-Methode (Least Squares Spectral Analysis (LSSA)) und die Auswertung der Daten anhand eines angepassten linear gemischten Modells. Ergebnisse: Eine circadiane Rhythmik bezüglich des Hormons Cortisol konnte nur bei einem Frühgeborenen am ersten Studientag beobachtet werden. Ansonsten ließ sich weder ein circadianer noch ultradianer Rhythmus der Cortisolkonzentration erkennen. Am ersten Studientag war die Cortisolkonzentration im Mittel des gesamten Tages (= 24 Std.) signifikant (p < 0,05) höher als an den darauffolgenden Studientagen (Gesamttag 1: Median=16,5 nmol/L, Gesamttag 7: Median=9,8 nmol/L; Gesamttag 14: Median=10,0 nmol/L). Besonders die nächtliche Cortisolkonzentration der Frühgeborenen reduzierte sich signifikant (p < 0,05) im Studienverlauf (Nacht 1: Median=17,1 nmol/L; Nacht 7: Median=9,6 nmol/L; Nacht 14: Median=9,8 nmol/L). Das Aktivitäts-Ruhe-Verhalten der Frühgeborenen wurde durch einen ultradianen Rhythmus mit einer vierstündigen Periodenlänge in den ersten Lebenswochen dominiert. Bei 12 Kindern konnte an einzelnen Studientagen eine circadiane Periodenlänge beobachtet werden. Die Aktivitätsanalyse zeigte eine signifikante Zunahme des prozentualen Anteils von Ruhephasen während der ersten Lebenswochen (p < 0,05) (Tag 1: 55%; Tag 7: 61%; Tag 14: 60%). Die durchschnittliche Gesamtschlafzeit verlängerte sich signifikant (p < 0,05) von 66% an Studientag 1 auf 72% an Studientag 7. Schlussfolgerung: In den ersten vier Lebenswochen konnte bei den Frühgeborenen noch keine stabile circadiane Rhythmik gefunden werden. Hinsichtlich des Aktivitäts-Ruhe-Musters zeigte sich eine dominierende ultradiane Rhythmik von vier Stunden. Höhere Cortisolkonzentrationen und stärkere Aktivität der Frühgeborenen zu Beginn des Untersuchungszeitraumes sind möglicherweise auf stressreiche Umwelteinflüsse, wie z.B. intensivmedizinische Behandlungen oder medizinische Interventionen zurückzuführen. Weitere Studien sind in Bezug auf die Cortisolkonzentration und das Aktivitäts-Ruhe-Verhalten bei Frühgeborenen notwendig, um den Einfluss von wichtigen Umwelteinflüssen, wie Stressfaktoren und Krankheitsprozesse, aufzuzeigen sowie ggf. die Behandlung und Pflege optimieren zu können.

Summary:
Summary Background: Many physiological processes in humans like hormone secretion, activity-rest patterns or body temperature regulation underlie cyclic patterns, so-called biological rhythms. Environmental influences such as light-dark cycle, food ingestion, sleep-wake cycles and social cues are major determinants in synchronizing human circadian rhythm. The foetal circadian system is mainly synchronized by the maternal circadian rhythm; however, neonates lose this circadian rhythm after birth which needs time to adapt to the extra-uterine life. Preterm infants are exposed early to medical and caregiving interventions, which can be a reason of stress for preterm infants. To date, only few and inconsistent results exist about the development of the circadian rhythm of preterm infants in the literature. The purpose of this study was to examine the biologic rhythm of preterm infants during their first weeks of life by measuring circadian cortisol levels and their activity-rest behaviour. Methods: 62 preterm neonates with gestational age between 30 and 37 completed weeks and a postnatal age of less than ten days were included in the study. Actographic monitoring was used to record the activity and rest patterns of the preterm continuously over 24 hours on day one, seven and fourteen. Additionally, saliva samples were obtained from 22 preterm neonates at seven predefined time points of those days. Cortisol and activity data were analysed by Least Squares Spectral Analysis (LSSA) to assess periodic characteristics and frequencies. Hierarchical Linear Modeling was further performed for statistical analysis. Results: The cortisol rhythm analysis indicated a circadian rhythm pattern for only one premature infant, the majority of the neonates showed no circadian or ultradian rhythm of the hormone cortisol. Furthermore, the cortisol level of the premature neonates was significantly higher on the first day of study (p < 0.005) compared to day seven and fourteen of the study (day 1: median=16.5 nmol/L, day 7: median=9.8 nmol/L; day 14: median=10.0 nmol/L). Notably, cortisol levels at night declined significantly (p < 0.05) during the study period (night 1: median=17.1 nmol/L; night 7: median=9.6 nmol/L; night 14: median=9.8 nmol/L). The activity-rest rhythm of the preterm neonates was dominated by ultradian rhythm patterns with a period length of four hours in the first weeks of life. 12 preterm infants showed a circadian pattern of activity-sleep-rhythm at one time point during the study. The duration of resting phases (low activity frequencies) increased significantly during the observation period (day 1: 55%; day 7: 61%; day 14: 60%). In addition, the sleep duration of the infants increased significantly (p < 0.05) from 66% of day one to 72% of day seven. Conclusion: No stable circadian rhythm was found during the first four weeks of life of the examined preterm infants. An ultradian rhythm of the acitivity-rest behaviour with a period length of four hours could be detected in a subgroup of these infants. The study population showed higher cortisol levels and higher activity frequencies at earlier time points after birth which may reflect difficulties in the adaptation process of neonates after birth, e.g. intensive care or medical interventions. Further studies are necessary to better understand the correlation between stress processes, illnesses, extra uterine adaption and cortisol concentration as well as the activity-rest behaviour of preterm infants in order to optimize treatment and nursing of preterm infants.

Bibliographie / References

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