title: Entwicklung des circadianen und ultradianen Biorhythmus bei Frühgeborenen
title: Development of the circadian rhythm and the ultradian rhythm in preterm infants
Creators: name: Dorn, Franziska
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
Frühgeborene
activity and sleep behaviour by preterm
circadianer Rhythmus, Biorhythmus
Preterm infants, circadian rhythm
Schlafverhalten bei Frühgeborenen
Aktivitätsverhalten bei Frühgeborenen
Biorhythmus
Frühgeborene, circadianer Rhythmus
Aktivitätsverhalten bei Frühgeborenen, Schlafverhalten bei Frühgeborenen

description: 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&lt;37 SSW und
      einem postnatalen Alter &lt;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 &lt; 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 &lt; 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 &lt; 0,05) (Tag 1: 55%; Tag 7: 61%; Tag 14:
      60%). Die durchschnittliche Gesamtschlafzeit verlängerte sich
      signifikant (p &lt; 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.
description: 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 &lt; 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 &lt; 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 &lt; 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.