Biologické hodiny mozgu: ako funguje cirkadiánny rytmus, chronotyp a spánok

Biologické hodiny mozgu sú vnútorný časovací systém, ktorý riadi približne 24-hodinový cirkadiánny rytmus, synchronizuje spánok a bdenie a ovplyvňuje hormóny, telesnú teplotu, metabolizmus, náladu, imunitu aj kognitívny výkon. Ich hlavným nastavovačom je svetlo, no významnú úlohu majú aj pravidelnosť režimu, načasovanie jedla, pohyb, stres a práca na zmeny.

Hlavné biologické hodiny sa nachádzajú v mozgu v oblasti tesne nad miestom, kde sa krížia zrakové nervy, a tvorí ich približne dvadsaťtisíc nervových buniek. Takmer všetky tkanivá a orgány však majú vlastné biologické hodiny, ktoré hlavné hodiny v mozgu koordinujú a udržujú v synchronizácii.

Čo sú biologické hodiny a cirkadiánny rytmus

Cirkadiánne rytmy sú zmeny v tele, mozgu a správaní, ktoré prebiehajú v 24-hodinovom cykle. Väčšina živých organizmov vrátane zvierat, rastlín a baktérií je ovplyvnená týmito prirodzenými procesmi, ktoré reagujú najmä na svetlo a tmu.

Jedným z príkladov je cirkadiánny cyklus spánku v noci a bdenia počas dňa. Biologické hodiny sú zabudované časomiery, ktoré riadia cirkadiánny rytmus vo všetkých živých organizmoch.

Živá hmota sa dá popísať pohybom, priestorom a časom. Okrem jednoduchého lineárneho plynutia času, od raňajok k obedu, či od narodenia k smrti, živá hmota sa mení periodicky, v cykloch.

Tieto môžu byť buď veľmi krátke (ultradiánne), s periódou od milisekúnd po hodiny, ale aj veľmi dlhé, s periódou dní, týždňov, mesiacov alebo dokonca rokov (infradiánne). Medzi nimi sa nachádzajú cirkadiánne rytmy, s periódou približne (cirka) 24 hodín (dies = deň).

Zvyčajne myslíme práve na tieto cirkadiánne rytmy, keď hovoríme o biologických hodinách, a preto sa im budeme teraz podrobnejšie venovať.

Prečo má mozog biologické hodiny

Život vznikol a vyvíjal sa pod vplyvom pravidelného striedania dňa a noci a živočíchy, vrátane človeka, sa mu museli prispôsobiť. Striedanie dňa a noci umožňuje organizmu predvídať pravidelné zmeny v prostredí a pripraviť na ne jednotlivé telesné procesy.

Našim prapredkom muselo byť zrejmé, že cez deň treba loviť, či zbierať niečo pod zub, a v noci oddychovať niekde v jaskyni, kde vchod zvládol strážiť len jeden člen kmeňa. Bolo im jasné, že mnohé zvieratá sa v noci orientujú lepšie ako človek a sú pre neho oveľa nebezpečnejšie ako cez deň.

Existencia endogénnych cirkadiánnych rytmov (hodín) umožňuje organizmom merať čas a porovnávať ho so zmenami vonkajších podmienok prostredia. Týmto spôsobom je organizmus schopný predvídať pravidelné zmeny v prostredí.

A to jednak zmeny počas dňa (hodiny), ale aj počas roka. Preto môže slúžiť aj ako kalendár, ktorý môže napríklad určovať čas odletu pre sťahovavé vtáky.

Živočíchom umožňuje predvídať, kedy je v prostredí najviac predátorov, alebo naopak potravy. Tie živočíchy, ktoré poslúchajú svoje biologické hodiny, majú väčšiu šancu prežiť.

Sú biologické hodiny vnútorného pôvodu?

Otázka endogénnosti, čiže vnútorného generovania rytmov v organizme, alebo iba jeho pasívnej odpovede na zmeny svetlo-tma v prostredí, vyvolávala vášnivé diskusie niekoľko storočí.

Prvé exaktné argumenty pre vnútornú podstatu týchto rytmov poskytli experimenty, ktoré uskutočnil francúzsky astronóm a prírodovedec, Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, približne pred tristo rokmi, v rokoch 1721-1729.

Izbovú rastlinu citlivku obyčajnú (Mimosa pudica) umiestnil do pivnice, do konštantnej tmy, a jednoduchým zaznamenávajúcim zariadením zistil, že denný rytmus pohybu jej listov pretrváva aj v týchto konštantných podmienkach.

Tento kľúčový poznatok predbehol dobu, ako je dosť časté v ľudskom skúmaní a poznaní, a zostal zabudnutý. Bol znovu objavený až začiatkom dvadsiateho storočia, keď americký profesor Nathaniel Kleitman a jeho študent Bruce H. Richardson strávili 32 dní v jaskyni bez prístupu svetla.

Zistili, že aj v týchto podmienkach sa u nich pravidelne striedali cykly bdenia a spánku. Usúdili teda, že tieto rytmy musia byť generované vo vnútri organizmu a nie sú len pasívnou odpoveďou na striedanie svetla a tmy.

Ich výsledky však neboli všeobecne akceptované a hlavným argumentom bolo, že sú založené len na skúsenosti dvoch ľudí a nie na exaktných pokusoch s dostatočným počtom zúčastnených osôb.

Ako sa cirkadiánne rytmy skúmali u ľudí

Exaktné výsledky poskytli experimenty, ktoré uskutočnil jeden zo zakladateľov modernej chronobiológie, prof. Jürgen Aschoff so svojím tímom v bunkri na Ústave Maxa Plancka pre fyziológiu správania v Seewiesen/Andechs, v Nemecku začiatkom druhej polovice dvadsiateho storočia.

Skupiny učiteľov a študentov Mníchovskej univerzity tu strávili niekoľkotýždňové pobyty v absolútnej izolácii, počas ktorých si s typickou nemeckou pedantnosťou zaznamenávali viaceré fyziologické ukazovatele (najmä bazálnu teplotu, cykly spánku a bdenia, množstvo a chemické zloženia moču a pod.).

Ich výsledky, ale následne aj mnohé ďalšie experimenty, jednoznačne dokázali, že cirkadiánne rytmy v správaní, biochémii a fyziológii v konštantných podmienkach nevymiznú, ale pretrvávajú s dĺžkou (periódou), ktorá sa líši od 24 h.

U denných živočíchov, vrátane človeka, je endogénna perióda spravidla dlhšia ako 24 hodín. Jednoduchým dôkazom, že naše biologické hodiny nie sú presné, je fakt, že cez dovolenku alebo dni voľna máme tendenciu vstávať ráno z postele stále neskôr.

V dôsledku toho musia byť naše biologické hodiny neustále „znovu nastavované“ ranným svetlom, determinovaným otáčaním Zeme okolo svojej osi. Týmto spôsobom sú organizmy najlepšie zosynchronizované s podmienkami vonkajšieho prostredia, keďže dĺžka dňa sa na rozdiel od iných podmienok prostredia (napr. teploty) z roka na rok nemení.

Kde sa biologické hodiny nachádzajú

Jednotlivé orgány majú tiež svoje časové mechanizmy. A nad tým celým bdie asi dvadsaťtisíc nervových buniek nachádzajúcich sa tesne nad miestom, kde sa v mozgu krížia zrakové nervy, prichádzajúce od očí.

Neurónov, zodpovedných za správne fungovanie nášho cirkadiálneho rytmu, ako sa odborne nazýva chod našich biologických hodín, je dvadsaťtisíc. Dalo by sa teda povedať, že máme dvadsať tisíc hlavných biologických hodín.

Z pohľadu mozgu, ktorý obsahuje pätnásť až tridsaťtri miliárd neurónov je počet dvadsať tisíc skoro nič. Ale ak si uvedomíme, že máme dvadsať tisíc hodiniek, tak je to obrovské množstvo.

To ukazuje, ako dôležité je správne fungovanie tohto časového centra. Hlavné hodiny nachádzajúce sa v mozgu koordinujú všetky biologické hodiny v živom organizme a udržujú ich v synchronizácii.

Ako svetlo nastavuje biologické hodiny mozgu

Čo teda najviac ovplyvňuje naše biologické hodiny? Sme živočíchmi, ktorých hlavným orientačným zmyslom je zrak.

Preto neprekvapí, že jedným z hlavných faktorov, ktorý naše biologické hodiny ovplyvňuje, je svetlo. Ale nejde tu len o jeho intenzitu, oveľa dôležitejšie je jeho spektrum.

Až do začiatku využívania elektrických zdrojov svetla boli naši predkovia nútení vykonávať svoje aktivity pri dennom svetle a keď slnko zapadlo, mali k dispozícii nejakú formu ohňa ako svetlo alebo museli ísť spať.

Svetlo sa skladá z rôznych vlnových dĺžok, ktoré reprezentujú určité farby. Na jednej strane viditeľného spektra je modrá farba, najviac prítomná v prirodzenom dennom svetle.

Na druhej strane je oranžová a červená, prítomná vo svetle zapadajúceho slnka a vo svetle ohňa. A presne tak sa vyvinuli aj naše biologické hodiny.

Sietnica našich očí obsahuje špeciálne receptory, obsahujúce pigment nazývaný melanopsín. Ten reaguje na vlnové dĺžky modrého svetla.

Receptory sietnice obsahujúce melanopsín sú priamo spojené s našimi hlavnými biologickými hodinami v mozgu a dávajú im signál, že je deň.

Ranné svetlo preto pomáha biologické hodiny synchronizovať s vonkajším dňom. Naopak, jasné a modré svetlo večer alebo v noci môže mozgu signalizovať, že ešte nenastal čas na spánok.

Melatonín, kortizol a prechod medzi bdením a spánkom

Biologické hodiny potrebujú dostať informáciu, či je deň, alebo noc, aby pripravili telo na cyklické zmeny, ako je spánok alebo príjem potravy.

Pokiaľ sú hodiny správne nastavené, prichystajú telo na spánok, preto sa cítime večer ospalí. A kým sa prebudíme, hodiny aktivujú potrebné procesy v tele.

Ak vám do očí udrie ranné slnečné svetlo, váš mozog okamžite zastaví produkciu melatonínu (spánkového hormónu) a naštartuje vylučovanie kortizolu (hormónu bdelosti).

Mozog si skrátka myslí, že začína nový deň, a vy prebdieme celé dopoludnie. Večerné svetlo z elektronických zariadení môže naopak posunúť tvorbu melatonínu na neskoršiu dobu.

Biologické hodiny pred narodením a v detstve

Mechanizmus biologických hodín v našich bunkách funguje už pred naším narodením. Ich správne nastavenie nefunguje hneď od narodenia.

To je práve dôvod, prečo novorodené deti nemajú pravidelný denný rytmus. Striedavo spia, budia sa, a pre svoj rýchly rast potrebujú aj častejšie jesť.

Až okolo jedného roku veku sa denný rytmus začína pomaly nastavovať a deti začnú viac spať v noci a bdieť cez deň. Aj dĺžka spánku, ktorú potrebujú, sa postupne skracuje.

Molekulárny mechanizmus biologických hodín

Dôkazom dôležitosti cirkadiánnych rytmov ako bazálneho adaptačného mechanizmu bolo aj udelenie Nobelovej ceny za Fyziológiu alebo Medicínu v roku 2017 trom americkým vedcom: Jeffrey Hall, Michael Rosbach a Michael Young - za „objav molekulárnych mechanizmov riadiacich cirkadiánne rytmy“ - ako je uvedené v oficiálnom dokumente.

Uvedení vedci vo svojich pokusoch s vínnou muškou drozofilou objavili prvé hodinové gény. Prvý bol gén per (period), ktorý určuje dĺžku periódy rytmu pohybovej aktivity a jeho mutácie predlžujú normálny cirkadiánny rytmus až na 27 hodín alebo ho skracujú na 21 hodín.

Druhý hodinový gén bol tim (timeless), ktorého proteín sa viaže s PER proteínom a spolu sú transportované do jadra, kde blokujú prejav per génu. Táto spätno-väzobná regulačná slučka bola revolučným objavom.

Vysvetľovala, ako jediný gén a jeho proteín môžu regulovať také komplexné správanie, ako je spánok a bdenie, pretože po mutácii tim génu strácali mušky rytmus dennej aktivity a stávali sa arytmické.

Uvedený objav inšpiroval okamžite chronobiológov, ktorí pracovali s cicavcami a človekom a veľmi skoro sa im podarilo identifikovať podobné gény aj u cicavcov a človeka.

Na rozdiel od hmyzu sú cirkadiánne rytmy cicavcov a človeka generované trochu zložitejším spôsobom, ale na tom istom princípe ako pri hmyze. U človeka však poznáme až 3 per gény, ktoré sa môžu funkčne zastupovať a dopĺňať.

Ich väzobnými partnermi sú gény cry, kódujúce u rastlín fytopigment kryptochróm, ktorý u cicavcov evolúciou získal novú funkciu.

Záhadou stále zostáva úloha tim génu u cicavcov a človeka. Štandardný postup identifikácie jeho funkcie (vyradenie=knockout) u myší nefunguje, pretože jeho prítomnosť je nevyhnutná pre prežívanie v skorých embryonálnych štádiách.

Čo biologické hodiny riadia

Následný intenzívny výskum viedol k objaveniu ďalších hodinových génov a aditívnych slučiek, ktoré predstavujú ďalšie kolieska v hodinovom stroji určujúcom naše správanie.

Boli objavené aj desiatky hodinami kontrolovaných génov, ktoré prenášajú endogénny cirkadiánny rytmus na všetky bunky nášho tela. Zistilo sa, že až 20 % našich génov sa zapína a vypína v cirkadiánnom rytme a táto regulácia má významnú úlohu v riadení biochemických, fyziologických a behaviorálnych procesov u všetkých organizmov, vrátane človeka.

Cirkadiánne biologické hodiny ovplyvňujú a riadia aktivitu nervového, hormonálneho a imunitného systému a tým našu výkonnosť, ale aj náladu a odolnosť oproti negatívnym stimulom z vonkajšieho a vnútorného prostredia.

Cirkadiánne cykly majú vplyv na váš metabolizmus, hladinu hormónov, telesnú teplotu, krvný tlak, spánkový režim a ďalšie procesy v tele. Správne nastavené hodiny zoptimalizujú všetky procesy v tele v očakávaní budúcich zmien počas dňa.

Chronotyp: prečo nie každý funguje najlepšie ráno

Chronotyp je termín označujúci prejav našich osobných biologických hodín a vzťahuje sa na vrodený sklon nášho tela ísť spať v danú hodinu, riadi cykly spánku a bdenia, ako aj hlad, fyzickú aktivitu a telesnú teplotu.

O chronotype človeka rozhoduje kombinácia genetických, environmentálnych a spoločenských faktorov. Známe rozdelenie ľudí na ranné vtáčatá a nočné sovy nemusí byť úplne presné.

Chronotyp predstavuje prirodzený denný cyklus bdelosti a únavy. Teda čas, kedy sa človek cíti najviac sústredený alebo naopak unavený.

Vedci identifikovali päť odlišných chronotypov spánku. Každý z nich ovplyvňuje zdravie, správanie aj riziko psychických či fyzických problémov.

Pomocou umelej inteligencie a rozsiahlych zdravotníckych dát z Veľkej Británie vedci analyzovali informácie od viac než 27-tisíc dospelých. Kombinovali údaje z dotazníkov, medicínske záznamy a snímky mozgu.

Výsledok? Päť unikátnych chronotypov. Z toho tri varianty nočných sov a dve verzie ranných vtáčat, pričom každá skupina má svoje špecifiká.

Päť biologických rytmov spánku

Jedna skupina ranných vtáčat sa vyznačovala najlepšími zdravotnými výsledkami zo všetkých. Mali menej psychických problémov aj nižšie riziko civilizačných ochorení.

Druhá skupina ranostajov však prekvapila symptómami podobnými depresii. V prípade nočných sov sa objavili tri profily.

Jeden vynikal v kognitívnych testoch, no trpel problémami s reguláciou emócií. Ďalší typ inklinoval k impulzívnemu správaniu a vyššiemu riziku srdcovocievnych ochorení.

Tretí bol výrazne prepojený s fajčením, depresiou a celkovo horším zdravotným stavom. Odborníci však zdôrazňujú, že chronotyp nie je len o tom, kedy chodia ľudia spať alebo kedy vstávajú.

Ide o kombináciu genetických predispozícií, prostredia a životného štýlu. Táto rôznorodosť zároveň vysvetľuje, prečo rovnaký denný režim môže mať na rôznych ľudí odlišný vplyv.

Kým niekomu skoré vstávanie prospieva, inému môže škodiť, a naopak. Klasické rady typu „choď spať skôr“ nemusia fungovať rovnako pre každého.

Kedy človek podáva najlepší výkon

Špičkové výkony v jednoduchých aj zložitých testoch kognitívnych a fyzických schopností sa výrazne líšia medzi skorými a neskorými chronotypmi, čiže „rannými vtáčatami“ a „nočnými sovami“.

V porovnaní s neskorými chronotypmi dosahujú skoré chronotypy svoje fyzické maximum skôr počas dňa. Na rozdiel od skorých chronotypov sú neskoré chronotypy počas dňa oveľa ospalejšie a ráno dosahujú horšie výsledky vo všetkých kognitívnych a fyzických testoch.

Ukázalo sa, že to, kedy sa zobudíme, ovplyvňuje náš cirkadiánny rytmus aj fyzický výkon. Vo viacerých štúdiách sa zistilo, že čas od prebudenia je najpresnejším prediktorom vrcholového výkonu.

To znamená že je možné nastaviť svoje telo tak, aby dosahovalo maximálny výkon v rôznych denných hodinách a to zmenou času kedy sa zobudíme.

Zladenie našich každodenných aktivít so svojimi biologickými hodinami má veľmi pozitívny vplyv nielen na zdravie, ale aj na fyzický či psychický výkon. Týmto súladom zvýšime efektivitu a využijeme tak svoj potenciál naplno.

Ako spoznať správne nastavené biologické hodiny

Jednoducho: cítite sa dobre vzhľadom k dennej dobe. Ráno nemáte problém vstať z postele, ideálne nepotrebujete budík, pretože vás biologické hodiny samy prebudia v správnom čase.

Necítite sa unavený, je pre vás ľahké vyraziť do práce. Počas dňa neupadáte do stavov zvýšenej únavy a ospalosti.

Večer nezaspávate extrémne dlho a spánok je odpočinkový. V takom prípade máte hodiny funkčné, správne nastavené a plnia svoju úlohu.

Ako biologické hodiny pripravujú telo na jedlo a spánok

Príroda ich skonštruovala tak, aby bežali autonómne s približne 24-hodinovým cyklom a každý deň sa nastavovali na správny čas.

Hodiny potrebujú dostať informáciu, či je deň, alebo noc, aby pripravili telo na cyklické zmeny, ako je spánok alebo príjem potravy. Napríklad akonáhle sa blíži čas jedla, začne procesy v črevách a pečeni, ktoré pripravia organizmus na to, že bude potrebné niečo stráviť.

Rovnako tak než zaspíme. Pokiaľ sú hodiny správne nastavené, prichystajú telo na spánok, preto sa cítime večer ospalí.

Správne nastavené hodiny zoptimalizujú všetky procesy v tele v očakávaní budúcich zmien počas dňa. Pravidelnosť preto nie je iba otázkou návyku, ale spôsobom, ako udržiavať synchronizáciu medzi mozgom, orgánmi a vonkajším prostredím.

Čo biologické hodiny rozlaďuje

Súčasný životný štýl nerešpektuje tento základný riadiaci princíp, čo má negatívny vplyv na výkonnosť a zdravie. Narušenie pravidelných svetelných podmienok v dôsledku ľudských aktivít vedie k narušeniu správnej funkcie biologických (cirkadiánnych) hodín s negatívnymi dôsledkami na naše správanie, fyziológiu a zdravie.

• Nadmerný stres a úzkostné stavy
• Zdravotný stav
• Lieky
• Jet lag alebo práca na zmeny
• Svetlo z elektronických zariadení
• Ponocovanie
• Sedavý spôsob života
• Expozícia umelému svetlu v noci
• Nedostatok pohybu na prirodzenom svetle
• Nesúlad medzi časom jedla a svetelným režimom

Tento regulačný mechanizmus spoľahlivo fungoval tisícročia a je intenzívne narušovaný až v posledných desaťročiach našim „moderným“ spôsobom života - napríklad ponocovaním, pozeraním do počítačov, mobilov či TV neskoro v noci, sedentárnym spôsobom života, expozíciou umelému svetlu v noci a nedostatkom pohybu na prirodzenom svetle.

Krátkodobé a dlhodobé dôsledky rozladeného rytmu

Uvedené zmeny môžu mať za následok krátkodobý aj dlhodobý negatívny vplyv na naše zdravie, napríklad problémy so spánkom či chronické ochorenia vrátane obezity, cukrovky, depresie a iných psychických ochorení.

Krátkodobé následky

• Problémy s pamäťou
• Nedostatok energie
• Pomalšie hojenie rán
• Zmeny v hormonálnom cykle, ktoré môžu ovplyvniť plodnosť
• Problémy s trávením a črevami
• Zmeny telesnej teploty

Dlhodobé následky

Cirkadiánne cykly majú vplyv na váš metabolizmus, hladinu hormónov, telesnú teplotu, krvný tlak, spánkový režim a ďalšie procesy v tele. Ak nie sú v rovnováhe, môžu narušiť naše zdravie.

Dlhodobé narušenie rytmu súvisí s problémami so spánkom, metabolizmom, náladou, imunitou a kognitívnym výkonom. Chronický nedostatok kvalitného spánku má vážne dôsledky.

Večerné používanie telefónu a mozgové hodiny

Je 22:30. Ešte 5 minút na Instagrame a idem spať, poviete si. Ležíte v posteli, scrollujete.

Stories. Reels. TikTok. Pozriete sa na hodiny - 23:47. „Dobre, teraz už naozaj idem spať." Vypnete telefón, zatvoríte oči.

A nič. Mozog beží na plné obrátky. Otáčate sa. Je 00:35. Stále bdiete.

Nakoniec zaspíte okolo druhej. Budík zvoní o šiestej. Vstávate ako po nočnej.

Modré svetlo je časť svetelného spektra z LED displejov, teda z telefónov, tabletov, počítačov. Oči ho detekujú a do mozgu posielajú signál: Je deň, zobuď sa.

Modré svetlo potláča tvorbu melatonínu - hormónu, ktorý určuje, že je čas na spánok. Cirkadiánny rytmus (vnútorné biologické hodiny) sa posúva a mozog si myslí, že je ešte deň.

Pri používaní telefónu pred spaním trvá zaspávanie v priemerne o 30 - 60 minút dlhšie. Kvalita spánku klesá, hlboký spánok trvá kratšie.

Nočný mód (teplé farby, oranžový filter) pomáha, ale nie je to zázrak. Znižuje modré svetlo, lenže neodstráni ho úplne.

A hlavne, večerný čas pred obrazovkou má oveľa viac problémov než len modré svetlo. Keď mozog ide na plný plyn, obrazovka ho zároveň vystavuje množstvu informácií, emócií a nepredvídateľných podnetov.

Prečo scrollovanie udržuje mozog v bdelosti

Prefrontálny kortex (oblasť zodpovedná za rozhodovanie) je nabudený - premýšľate, analyzujete, porovnávate. Amygdala (centrum emócií) je aktívna - emócie z videí sa nedajú len tak vypnúť.

Dopamínový systém je aktivovaný - každý swipe bol malá odmena, mozog chce viac. Kortizol (stresový hormón) môže byť zvýšený - najmä ak ste videli niečo znepokojujúce.

Výsledok? Ležíte v posteli a mozog ide na plný plyn. Neviete zaspať.

Sociálne siete používajú princíp premenlivej odmeny. Nikdy neviete, čo príde.

Táto neistota je presne to, čo vás drží. Je to ten istý mechanizmus ako hrací automat v kasíne.

A večer, keď sa dostaví únava a vaša sebakontrola je na minime, ste najzraniteľnejší/ia. Preto sa „len 5 minút" stáva hodinou.

Prečo na kvalite spánku záleží

Spánok má niekoľko fáz: ľahký spánok - prechod do spánku; hlboký spánok (deep sleep) - regenerácia tela a imunitného systému; REM spánok - spracovanie emócií, učenie, pamäť.

Keď večer scrollujete, najviac trpia hlboký spánok a REM spánok. A preto cítite únavu hneď po zobudení, aj keď ste spali dosť, horšiu pamäť a koncentráciu cez deň, podráždenosť a emočnú labilitu.

Spánok reguluje hormóny hladu a mozog počas neho konsoliduje spomienky. Narušený spánok preto môže ovplyvniť imunitu, metabolizmus, pozornosť, rozhodovanie aj kreativitu.

Ak potrebujete budík, aby ste vstali, prvú hodinu po prebudení ste ako „zombie“, potrebujete kofeín, aby ste fungovali, popoludní vás zaplaví únava alebo cez víkendy dospávate 2 - 3 hodiny navyše, váš spánok môže byť narušený.

Biologické hodiny a načasovanie jedla

Nový výzkum týmu z Fyziologického ústavu AV ČR ukazuje, že biologické hodiny v choroidním plexu - tkáni v mozkových komorách, která se podílí na tvorbě mozkomíšního moku - jsou řízeny nejen světlem, ale i načasováním příjmu potravy.

Výsledky studie publikované v časopise Cellular and Molecular Life Sciences odhalují, že tyto hodiny mohou být rychle přeprogramovány změnou doby příjmu potravy, což ovlivňuje i další fyziologické procesy v mozku.

Choroidní plexus tak může být klíčovým „senzorem“ životního stylu, který propojuje světelné a stravovací signály. Výsledky nové studie naznačují, že nesoulad mezi světelným režimem a načasováním jídla môže viesť k rozladeniu vnútorného prostredia mozgu.

Ak sa myšiam posunulo krmenie na denní dobu, kdy by normálně spaly, seřídily se jejich vnitřní hodiny v choroidním plexu podle času příjmu potravy rychleji než v jiných oblastech mozku.

„Zásadní je, že hodiny v tomto případě následují čas jídla, nikoli světelný cyklus,“ zdůrazňuje Alena Sumová, vedoucí Oddělení biologických rytmů z Fyziologického ústavu AV ČR.

Mechanismus zahrnuje jídlem způsobené zvýšení hladin inzulinu, glukózy a tělesné teploty, ktoré priamo ovplyvňujú molekulárne hodiny.

„Výsledky naší studie ukazují, že choroidní plexus je unikátní mozkovou strukturou, která dokáže přímo reagovat jak na světelný režim, tak na změny v načasování potravy - a tím upravovat produkci mozkomíšního moku a další klíčové procesy spojené s ochranou a výživou mozku,“ vysvětluje Alena Sumová.

Práca na nočné zmeny a biologické hodiny

Práca na nočné zmeny je pre ľudský organizmus obrovskou výzvou. Naše telo je od prírody naprogramované tak, aby cez deň fungovalo a v noci regenerovalo.

Keď tento rytmus otočíme, biologické hodiny (tzv. cirkadiánny rytmus) zažijú šok. Dlhodobá práca v noci bez správnych návykov môže viesť k vyhoreniu, chronickej únave a vážnym zdravotným problémom.

Ak je však nočná práca vaším trvalým chlebíčkom, lekári odporúčajú príliš nemenit spánkový režim ani počas dní voľna.

Ak cez víkend zrazu otočíte režim o 180 stupňov a v pondelok opäť nastúpite na nočnú, vaše telo zažije permanentný „jet lag“ (pásmovú chorobu), čo vedie k obrovskému vyčerpaniu.

Stravovanie počas nočnej zmeny

Najväčšou chybou pri práci v noci je nekontrolované jedenie ťažkých, mastných jedál alebo sladkostí. Okolo druhej či tretej ráno prichádza najväčšia kríza a telo podvedome žiada rýchlu energiu - cukor a tuky.

Žalúdok a črevá však v noci spia a ich aktivita je utlmená. Ak ich zaťažíte, namiesto energie získate len pocit ťažoby, nafukovanie a ešte väčšiu ospalosť.

Posledné veľké jedlo si dajte pred zmenou: Okolo 18:00 až 20:00 večer si doprajte plnohodnotnú večeru bohatú na bielkoviny a komplexné sacharidy.

Počas noci len ľahké snacky: Medzi polnocou a štvrtou ráno jedzte len minimálne. Ideálne sú orechy, proteínová tyčinka s nízkym obsahom cukru, biely jogurt alebo kúsky zeleniny.

Káva alebo energetický nápoj vám pomôžu na začiatku zmeny. Lekári však odporúčajú vysadiť kofeín minimálne 4 až 5 hodín pred koncom šichty.

V opačnom prípade vám síce pomôže prežiť záver zmeny, ale doma kvôli nemu nezaspíte. Predtým, ako si doma ľahnete do postele, si dajte len niečo veľmi malé, aby vás zo spánku nebudil hladný žalúdok.

Cesta domov po nočnej

Súboj o kvalitný denný spánok začína už vo chvíli, keď vyjdete z brány fabriky alebo kancelárie. Ak vám do očí udrie ranné slnečné svetlo, váš mozog okamžite zastaví produkciu melatonínu a naštartuje vylučovanie kortizolu.

Hneď po skončení nočnej zmeny si nasaďte tmavé slnečné okuliare - a to aj v prípade, že je zamračené. Obmedzíte tým prísun modrého a jasného svetla do sietnice a váš organizmus zostane v „nočnom“ režime až domov.

Denná spálňa

Zaspať o ôsmej ráno, kedy vonku hučia autá, susedia prerábajú byt a cez okná svieti slnko, je umenie. Denný spánok býva často povrchný, nespĺňa regeneračnú funkciu a človek sa budí dolámaný.

Aby ste tomu zabránili, musíte svoju spálňu premeniť na jaskyňu. Izba musí byť taká tmavá, že si neuvidíte vlastnú ruku pred tvárou.

• Zatemňovacie (blackout) závesy alebo žalúzie obmedzia prenikanie denného svetla.
• Štuple do uší a maska na oči pomáhajú znížiť vplyv ranného ruchu a svetla.
• Pred spaním izbu vyvetrajte a udržujte v nej teplotu okolo 18 °C.
• Po príchode domov nepozerajte do telefónu ani nezapínajte televízor.
• Telefón dajte do režimu „Lietadlo“ alebo „Nerušiť“, aby vás nezobudil kuriér alebo telefonát od známych.

Režim medzi zmenami

Ak pracujete na nočné zmeny len občas, po poslednej šichte sa snažte čo najskôr vrátiť do normálu - pospite si cez deň len 3 až 4 hodiny, zobuďte sa poobede a večer choďte spať v normálnom čase s ostatnými.

Ak pracujete v nepretržitej prevádzke, príliš výrazná zmena spánkového režimu počas voľna môže zhoršiť návrat na nočnú zmenu. Dôležité je, aby zvolený režim zohľadňoval pracovný rozvrh a zostal čo najpravidelnejší.

Digitálna hygiena pre správne nastavenie mozgových hodín

Prvý a najdôležitejší krok je nastavenie konkrétneho času, keď vypnete všetky obrazovky. Vyberte si čas 60 až 90 minút pred spaním.

Ak idete spať o 23:00, obrazovky vypnite o 21:30. Telefón môžete dať aj do lietadlového režimu a zavrieť do zásuvky alebo nechať v inej miestnosti.

Nastavte si budík alebo pripomienku 15 minút pred časom na vypnutie obrazoviek. Prvé týždne to budete potrebovať.

Váš mozog potrebuje signál, aby sa pripravil na spánok. Bez telefónu budete mať pocit prázdnoty, preto potrebujete náhradu.

• teplá sprcha alebo kúpeľ
• jemný strečing alebo joga
• príprava vecí na druhý deň
• čítanie papierovej knihy
• počúvanie podcastu alebo audioknihy
• písanie denníka
• dychové cvičenia
• progresívna svalová relaxácia
• meditácia bez sledovania obrazovky

Nenahrádzajte telefón počítačom ani televízorom. Obrazovka je obrazovka.

Vaša spálňa by mala byť iba na spánok, nie kanceláriou, kinom či posilňovňou. Nepracujte v posteli, nejedzte v posteli a nescrollujte v posteli.

Na spánok je ideálnych 18 až 20 °C. Úplná tma podporuje spánok a proti hluku z ulice použite štuple do uší alebo takzvaný biely zvuk z reproduktora, nie z telefónu.

Čo robiť, ak telefón musí zostať pri posteli

Ideál je telefón úplne vypnúť alebo odložiť v inej miestnosti. Ak ho ale z nejakého dôvodu musíte mať pri sebe, aspoň ho nastavte správne.

• Vypnite všetky notifikácie okrem telefónnych hovorov od vybraných kontaktov.
• Zapnite stmavenie obrazovky.
• Zapnite úplný nočný mód.
• Znížte jas na minimum.
• Zapnite čiernobiely režim.
• Dajte telefón do zásuvky obrazovkou dolu.
• Ak ho používate ako budík, postavte ho na druhý koniec miestnosti.

Nočný mód nie je zázračné riešenie. Pomáha, ale nič nemení na fakte, že obrazovka stimuluje mozog.

Ranné svetlo ako reset cirkadiánneho rytmu

Večerný čas pred obrazovkou úzko súvisí s ranným. Ak sa ráno zobudíte a prvé, čo urobíte, je pozriete na telefón, deň začínate v reaktívnom režime.

Prvých 30 - 60 minút po prebudení strávte bez telefónu. Otvorte okno a pustite si svetlo do očí.

Voliteľne sa krátko prejdite vonku, 10 minút denného svetla ráno prispeje k lepšiemu spánku večer. Denné svetlo resetuje cirkadiánny rytmus a večer sa vám chce viac spať.

Keď začnete deň bez telefónu, váš mozog začína pokojne a vytvárate si nový vzorec. Ranné svetlo patrí medzi najsilnejšie signály, ktoré biologické hodiny synchronizujú s dňom.

Biologické hodiny a zdravie mozgu

Nový výskum ukazuje, že cielené narušenie niektorých biologických hodín v mozgu môže nečakane spomaliť priebeh Alzheimerovej choroby, čím otvára nový smer jej liečby.

Vedci zistili, že niektoré vnútorné biologické mechanizmy, ktoré za normálnych okolností pomáhajú telu fungovať - napríklad regulovať spánok či metabolizmus -, môžu mať v prípade Alzheimerovej choroby neželaný vplyv.

Konkrétne ide o tzv. biologické hodiny, ktoré riadia denný rytmus tela (cirkadiánny systém). Za bežných okolností sú pre naše zdravie dôležité.

Výskum publikovaný v časopise Nature Aging ukázal, že pri Alzheimerovej chorobe môže jedna ich súčasť, ktorou je bielkovina s názvom REV-ERBα, paradoxne prispievať k poškodeniu mozgu.

Keď vedci tento proteín cielene zablokovali myšiam s Alzheimerovými príznakmi, došlo k spomaleniu rozvoja neurodegenerácie. To však neznamená, že celkové narušenie rovnováhy tela je prospešné.

Skôr ide o to, že pri Alzheimerovej chorobe môžu niektoré inak zdravé procesy začať fungovať nesprávne a poškodzovať mozog. Práve preto sa vedci zamerali na hľadanie spôsobov, ako tieto procesy cielene ovplyvniť.

REV-ERBα, amyloid beta, tau a NAD+

REV-ERBα je bielkovina, ktorá je súčasťou vnútorných biologických hodín. Reguluje rôzne procesy v tele, najmä metabolizmus a zápal.

Amyloid beta je bielkovina, ktorá sa pri Alzheimerovej chorobe hromadí v mozgu a vytvára škodlivé usadeniny (plaky). Tie poškodzujú nervové bunky.

Tau proteíny sa v chorom mozgu zhlukujú do toxických štruktúr - hovoríme o tzv. patológii tau, ktorá je typická nielen pre Alzheimerovu chorobu, ale aj pre iné neurodegeneratívne poruchy.

NAD+ (nikotínamid adenín dinukleotid) je molekula, ktorá je pre zdravie buniek nevyhnutná. Pomáha pri výrobe energie, oprave DNA a celkovom fungovaní nervového systému.

Nižšie hladiny NAD+ sú spojené so starnutím a zhoršovaním funkcií mozgu. V experimentoch geneticky odstránili REV-ERBα v celom tele jednej skupiny myší a v inej skupine len v astrocytoch.

V oboch prípadoch sa zvýšili hladiny NAD+, čo naznačuje, že blokovanie tohto proteínu má priamy vplyv na metabolizmus mozgu.

Blokovanie REV-ERBα, či už geneticky, alebo pomocou lieku, zvýšilo hladiny NAD+ a zároveň znížilo tvorbu toxických tau proteínov. Tým chránilo mozog myší pred neurodegeneráciou.

Výsledky tohto výskumu naznačujú, že cielené ovplyvnenie biologických hodín mozgu môže mať ochranný účinok na nervové bunky. Ak sa tieto výsledky potvrdia aj v ďalších štúdiách, nový liek blokujúci REV-ERBα by sa mohol stať nádejným terapeutickým nástrojom pri liečbe Alzheimerovej choroby.

Biologické hodiny a kognitívne myslenie

Pozornosť, koncentrácia a kognitívny výkon podliehajú prirodzeným výkyvom v priebehu dňa a ovplyvňujú ich okrem iného cyklus spánku a bdenia, hormóny ako melatonín a kortizol a chronotyp daného jedinca.

Ľudia preto môžu podávať odlišné výkony v závislosti od dennej doby, hoci ich základné schopnosti zostávajú nezmenené. Zladenie času náročných úloh s vlastným chronotypom môže pomôcť lepšie využívať pozornosť a pracovnú kapacitu.

Táto štúdia tento časový vplyv neskúmala. Budúci výskum by však mohol objasniť, či mozgové siete zodpovedné za logické myslenie podliehajú tiež určitým denným výkyvom.

Ako udržiavať biologické hodiny v rovnováhe

• Snažte sa každý deň dodržiavať určitý režim.
• Trávte čas vonku, najmä na slnku.
• Dodržiavajte pravidelný spánkový režim.
• Venujte sa pravidelnému pohybu.
• Vyhýbajte sa kofeínu, nikotínu a alkoholu pred spaním.
• Obmedzte vystavenie umelému svetlu pred spaním.
• Nespite neskoro popoludní alebo večer.
• Jedzte pravidelne a vyhýbajte sa veľkým jedlám tesne pred spánkom.
• Počas dňa využívajte prirodzené svetlo.
• Večer obmedzte elektronické zariadenia a psychicky stimulujúci obsah.

Každý má svoje vlastné potreby a požiadavky. Dôležitý je pravidelný režim.

Napríklad máte byť o 8.00 v práci a kvôli tomu musíte o 6.00 vstávať. Mali by ste zvládnuť osem hodín kvalitného spánku a hodinu pred zaspaním už sa chystať, že pôjdete spať.

Keď toto hodinám dovolíte, budú vás pravidelne budiť pred tou šiestou hodinou. Ideálne je byť čo najviac zladený so solárnym cyklom, kedy ráno musia hodiny dostať jasný signál.

Preto ak chceme kvalitnejší spánok, podávať lepšie výkony, schudnúť či sa jednoducho lepšie cítiť, nechoďme „hlavou proti múru“ a prispôsobme sa nášmu vlastnému telu, odvďačí sa nám!

tags: #biologicke #hodiny #mozgu