Čo je to cirkadiánny rytmus a biologické hodiny? + Poruchy a 16 potravín, ktoré pomôžu lepšie zaspať

V roku 2017 bola trom americkým vedcom (Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash a Michael W. Young) udelená Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu, ktorú získali za svoj jedinečný výskum vnútorných biologických hodín. 

Priniesli mnoho nových informácii o regulácii týchto biologických hodín na bunkovej úrovni, objasnili ich význam pre ľudské zdravie a položili základné kamene pre vznik nového vedného odboru - cirkadiánnu biológiu.

Čo je to cirkadiánny rytmus?

Striedanie dňa a noci, teda svetla a tmy, ktoré je spôsobené otáčaním Zeme okolo svojej osi existuje od počiatku živej existencie. Všetky organizmy sa počas evolúcie na tieto zmeny prispôsobili vytvorením biologických rytmov. 

Podľa dĺžky periódy rozdeľujeme biorytmy na niekoľko druhov: 

• Cirkadiánny rytmus – dĺžka periódy je 24 ± 4 hodiny 
• Ultradiánny rytmus – perióda viac ako 24 hodiny 
• Infradiánny rytmus – s periódou menej ako 24 hodín
• Cirkaseptánny rytmus – ich perióda je 7 (± 3) dni
• Cirkannuálny rytmus –  s periódou okolo 1 roka (± 2 mesiace)

Cirkadiánny rytmus je definovaný ako spontánna regulácia tela, ktorá je odpoveďou na vonkajšie zmeny prostredia. Umožňuje telu pripraviť sa na podmienky, ktoré ešte len prídu.

Tak ako študent vie o koľkej skončí prednáška, kedy bude mať skúšku, alebo o koľkej ide v televízii večerné spravodajstvo, tak aj organizmus predpovedá zmeny, pripraví sa a dokáže ich tak lepšie zvládať. 

Okrem pravidelného rytmu dňa a noci, existujú v našom tele aj iné biorytmy, napr. rytmus telesnej teploty, spánku, príjmu potravy, frekvencie srdca, krvného tlaku, exkrécie hormónov atď. 

Ak sú tieto biorytmy synchrónne s vonkajším prostredím, sme výkonnejší, máme lepšiu náladu, lepšie fungujú naše orgány, imunitný systém a tým sme odolnejší voči rôznym, najmä civilizačným ochoreniam. 

Kde sídlia naše vnútorné hodiny a ako fungujú?

Každé hodiny majú svoj strojček, srdce celého mechanizmu.

V prípade vnútorných hodín je táto funkčná jednotka uložená v mozgu, v centre, ktoré sa nazýva suprachiazmatické jadrá a nachádzajú sa v hypotalame. 

Toto centrum udržuje biologické rytmy aj bez prítomnosti vonkajších stimulov. Je tzv. pacemaker, ktorý funguje na úrovni génov.

Pri udržiavaní cirkadiánneho rytmu striedania bdenia a spánku reagujú vnútorné hodiny na základe zmeny svetla a tmy. 

Ak je vonku svetlo, dopadajú svetelné lúče na sietnicu oka. Nervy zo sietnice vedú informáciu o svetle do suprachiazmatických jadier v hypotalame. Následne je informácia posunutá do epifýzy, ktorá vylúči malé množstvo hormónu spánku - melatonín.

Ten sadá na svoje receptory (melatonínové receptory) opäť v suprachiazmatickom jadre, kde inhibuje svoju ďalšiu produkciu. Takto je zabezpečené minimálne vylučovanie melatonínu počas dňa a svetla.

Keď je tma, melatonín sa vylučuje vo veľkých množstvách, pretože nie je ničím blokovaný.

Jeho vylučovanie začína pri súmraku a maximálne hodnoty sekrécie dosahuje okolo polnoci. Ráno opäť klesá. 

Melatonín má mnoho biologických účinkov v našom tele. Je to dané tým, že melatonínové receptory sa nachádzajú na rôznych orgánoch tela, ktoré reagujú na vylúčenie melatonínu zmenou svojej funkcie. 

Pre príklad uvedieme niekoľko účinkov melatonínu:

• naštartovanie imunitných systémov
• pozitívny vývoj reprodukčných orgánov
• zlepšuje plodnosť
• ovplyvňuje pamäť a učenie
• antioxidačné účinky

Ďalšie hormóny ovplyvňujúce cirkadiánne rytmy

Kortizol, najdôležitejší a životu potrebný stresový hormón, ktorý vylučujú nadobličky je taktiež sekreovaný podľa cirkadiánneho biorytmu. Počas dňa sa jeho koncentrácia mení.

Najväčšie množstvo kortizolu v krvi máme ráno po prebudení, približne okolo 8. hodiny.

Spánok o tomto čase môže inhibovať prirodzený vrchol sekrécie kortizolu. 

Naopak, večer v čase spánku, je jeho koncentrácia najnižšia.

Prerušovaný spánok a časté nočné budenie môže mať príčinu v nadmernom vylučovaní kortizolu počas spánku. 

Ďalším hormónom, ktorý podlieha cirkadiánnemu rytmu je rastový hormón vylučovaný hypofýzou. Jeho vylučovanie je priamo späté s cyklom bdenia a spánku.

Najintenzívnejšie sa rastový hormón vylučuje počas najhlbšej fázy spánku, tzv. slow wave fázy, teda fázy pomalých vĺn.

Časté prebúdzanie a prerušovanie tejto fázy spánku môže negatívne ovplyvniť vylučovanie rastového hormónu. 

Prolaktín je ďalším hormónom, ktorý vylučuje podmozgová žľaza - hypofýza. Taktiež jeho sekrécia priamo súvisí s biorytmom spánku. Prolaktín sa začína vylučovať približne hodinu po zaspatí a najvyššie koncentrácie dosahuje krátko pred prebudením. 

Pohlavný luteinizačný hormón sa začína vylučovať u detí počas spánku pred nástupom puberty. Tento fakt sa využíva pri identifikácii nástupu puberty u detí a to ešte pred viditeľnými sekundárnymi pohlavnými znakmi akým je napríklad zvýšené ochlpenie. 

Kedy je pre naše telo najzdravšie uložiť sa na spánok?

Áno, teraz si poviete, že ste radi, ak vás pred polnocou zlomí rovno do postele, lebo inokedy za bežných okolností zaspíte na gauči pred televízorom.

Avšak spánok je pre telo nesmierne dôležitý, orgány počas neho zahajujú svoju detoxikačnú funkciu, vylučujú sa dôležité hormóny, ktoré udržujú naše telo v rovnováhe, mozog tvorí nové nervové spojenia a ukladá všetky nové informácie.

Preto si spánok zaslúži našu pozornosť a trochu „naprogramovania”. 

Okrem vyššie popísaných cirkadiánnam rytmom, existuje ešte jeden dôležitý biorytmus nášho tela a to je jeho telesná teplota. 

Najnižšiu teplotu má naše telo medzi 3. až 5. hodinou ráno. Následne teplota postupne narastá a o 12 hodín opäť mierne klesne. Po tomto poklese sa teplota tela opäť k večerným hodinám zvyšuje, až kým opäť nadránom neklesne. 

Najzdravší spánok začína približne 5 - 7 hodín pred ranným teplotným minimom. Z toho vyplýva, že pre telo najzdravšie je uložiť sa na spánok ešte pred desiatou hodinou večer.

Samozrejme, okrem zaspávania je dôležitý aj čas prebúdzania. To by malo nastať 2 hodiny po teplotnom minime, teda najneskôr o 7 hodine ráno. 

Rýchlosť zaspávania a udržanie spánku ovplyvňuje už spomínaný hormón melatonín. Jeho sekréciu z epifýzy blokuje intenzívne modré svetlo a to najmä v čase, kedy je prirodzene vonku tma.

Preto, ak chcete rýchlo a zdravo zaspávať, nemali by ste pred spaním pozerať do silne osvetlených obrazoviek mobilného telefónu alebo televízie a v domácnosti by ste mali udržiavať tlmené osvetlenie.

Namiesto pozerania sa do obrazovky preferujte pred spánkom knihu. Svetlo z lampy na čítanie je prirodzenejšie a vhodnejšie pre oči.

Naopak ráno je osvetlenie vítané a skoré blokovanie melatonínu môže rýchlejšie naštartovať a osviežiť mozog. 

Zmeny biorytmov súvisia s vekom

Človek nemá „nastavené hodinky” od narodenia, ale tento proces sa vyvíja a mení s vekom. Súvisí to najmä so zmenou vylučovania hlavného spánkového hormónu melatonínu.

Novorodenci cirkadiánny rytmus nemajú.

Z tohto dôvodu je ich biorytmus nepravidelný a vonkajšiemu prostrediu sa prispôsobí až po niekoľkých mesiacoch. Samotný melatonín sa u nich začne vylučovať v troch mesiacoch veku. 

Po istom čase sa všetky funkcie a biorytmy nastavia podľa vonkajších podmienok a začne aj pravidelný cyklus spánku. Deti potrebujú až 9 - 10 hodín spánku denne, najlepšie počas noci.

Adolescenti síce už majú plne vyvinutý cirkadiánny rytmus, avšak zažívajú jeho posun, ktorý sa nazýva „oddialenie spánkovej fázy”. V praxi to vyzerá tak, že tínedžeri sa unavia na rozdiel od mladších jedincov oveľa neskôr.

Najväčšiu únavu pociťujú okolo tretej až siedmej hodiny ráno. Logicky tak potrebujú spať ráno dlhšie, keďže množstvo spánku sa u nich nemení a rovnako potrebujú ideálne 9 hodín nerušeného spánku. 

Tento fakt vám možno pomôže nájsť pochopenie pre svoje dospievajúce ratolesti, ktoré dlho vyspávajú a najunavenejší sú ráno, keď treba ísť do školy. 

Dospelí ľudia by mali mať stabilizovaný cirkadiánny rytmus.

Avšak pre jeho správnu funkciu je dôležité udržiavať pravidelnosť v návykoch a správnu spánkovú hygienu.

Najhlbší spánok majú dospeláci pred polnocou, po vylúčení melatonínu.

Paradoxne najunavenejší sa cítia v úplne iný čas a to medzi 1. - 3. hodinou poobede. Vtedy nastáva útlm.

Ak sa rozhodnete pre malý šlofík, je povolený, ale iba na krátky čas ideálne 45 - 60 minút. V neskorších hodinách alebo dlhšie vyspávanie sa neodporúča. 

Starší ľudia zažívajú opäť posun cirkadiánneho rytmu a to opačným smerom ako v puberte. Spať chodia omnoho skôr a takisto aj skôr vstávajú. 

Cirkadiánnym rytmom sa riadia aj prejavy niektorých ochorení

Už v minulosti si lekári všimli, že v istých fázach dňa je výskyt niektorých ochorení častejší. 

Napríklad ľudia s arteriálnou hypertenziou majú ráno po zobudení omnoho vyšší krvný tlak ako v iný čas merania počas dňa.

Čítajte tiež: 

• Meranie krvného tlaku, tepu či dychu doma. Ako sa vyznať v hodnotách?
• Meranie krvného tlaku: Aké sú zásady správneho postupu? + 10 zásad
• Čo je to maskovaná hypertenzia? Normálny krvný tlak u lekára, ale...
• Neliečená hypertenzia ohrozuje zdravie a život. Aké má komplikácie?

Vrchol výskytu epileptických záchvatov je skoro ráno a neskoro večer pred polnocou.

Záchvaty migrény sa objavujú najmä ráno, rovnako ako alergická nádcha či bolesť kĺbov pri reumatickej artritíde.

Pred poludním majú svoj čas srdcovo-cievne ochorenia. Najvyšší výskyt má v tomto čase angina pectoris, infarkt myokardu či náhla mozgová príhoda.

Popoludní sa objavujú ochorenia gastrointestinálho traktu, hlási sa najmä vredová choroba žalúdka alebo dvanástorníka. 

K večeru zvyknú exacerbovať kožné choroby, dermatózy, ekzémy, svrbenie a podobne. 

Veľmi nepríjemnou je tiež chronická bolesť alebo nádorová bolesť, ktorá v noci dosahuje svoje maximum a prebúdza zo spánku.

Poruchy cirkadiánneho rytmu

Medzi najbežnejšie typy porúch cirkadiánneho rytmu spánku patria nasledovné...

Porucha s oneskorenou fázou spánku

Pri tomto type poruchy rytmu spánku a bdenia pociťujete únavu a chuť na spánok omnoho neskôr ako iní ľudia vo vašom okolí. Váš spánok a následné prebúdzanie je posunuté minimálne o dve hodiny neskôr, ako je považované za normálne nastavenie biorytmu. 

Takýto ľudia sa často označujú za „nočné sovy“, pretože nemusia ísť spať a vydržia bdelí až do rána, napríklad do 2:00.

Avšak ich potreba spánku sa nemení od iných jedincov, preto spia až do obedňajších hodín. Ak musia ráno skoro vstávať do práce, sú večne unavení, nepozorní a ospalí. Často sú takíto ľudia vnímaní ako lenivci, nemotivovaní a bez snahy.

Ráno meškajú do školy, zamestnania či na pracovné stretnutia, čo nezanecháva dobrý dojem. 

Naopak neskoro večer a v noci sa cítia najproduktívnejší a kreatívnejší, sú pozornejší a výkonnejší.

Táto porucha môže mať rodinný výskyt, čiže ste ju mohli zdediť napríklad po rodičoch.

Pokročilá porucha spánkového rytmu

Ľudia s touto poruchou sú známi tým, že zaspávajú príliš skoro, často pri sledovaní televízie, sú ospalí aj na spoločenských akciách a v práci, ktorá pretrváva do večerných hodín. 

Naopak zobúdzanie je u nich až priskoré, často uprostred noci alebo nadránom, keď ešte všetci ostatní spia, okolo 2:00 až 5:00 hodiny. Typické je, že aj napriek snahe, sa im už nedarí opäť zaspať.

Takéto ranné vstávanie je nepríjemné, často sa títo jedinci sťažujú na nespavosť, aj keď pri spočítaní hodín ich spánku, zistíme, že spia rovnako dlho ako iní ľudia.

Tento typ poruchy sa vyskytuje najmä v strednom veku a u starších ľudí a takisto môže byť dedičný.

Jet Lag

Jedna z najznámejších, prechodných porúch spánku, ktorou trpia ľudia, ktorí letecky cestovali cez viac ako dve časové pásma od ich domova. Narušenie cirkadiánneho rytmu a vnútorných hodín výrazne sťažuje aklimatizáciu a fungovanie v novom časovom pásme. 

Niekedy sa Jet lag neprejaví „na dovolenke”, ale až pri návrate domov.

Je to spôsobené tým, že cieľová dovolenková destinácia mohla byť na západe zemegule a všeobecne sa do západných krajín cestuje z hľadiska biorytmov ľahšie, pretože je jednoduchšie vydržať bdelí a spánok odložiť napriek únave, ako si „predspať”.

Za čas strávený na dovolenke sa vaše vnútorné hodiny prirodzene nastavili. Avšak domov cestujete už smerom na východ a vtedy sa môže Jet lag prejaviť v plnej paráde doma. 

Okrem únavy a ospalosti sa Jet lag prejavuje aj inými symptómami ako je nechutenstvo, žalúdočná nevoľnosť, hnačka alebo zápcha, poruchy nálady a podráždenosť.

Porucha biorytmu pri práci na zmeny

Ide o poruchu spánku, ktorou trpia ľudia, ktorí musia pracovať na zmeny. To znamená, že v čase kedy je vonku tma a telo je prirodzene naprogramované na spánok, títo jedinci musia podávať najväčší výkon a byť bdelí.

Najčastejšie ide o zdravotných pracovníkov, záchranárov, hasičov, potravinárov, pracovníkov v technologickom priemysle a iných. 

Navyše nejde o pravidelnú nočnú prácu, ale väčšinou si títo zamestnanci striedajú nočné a denné zmeny, preto sa ich cirkadiánny rytmus neustále mení a nevie sa ustáliť na pravidelnom rytme. 

Okrem toho, že títo ľudia trpia neustálou únavou, môžu sa u nich prejaviť aj vážnejšie symptómy ako sú: 

• zažívacie ťažkosti, 
• nechutenstvo alebo obezita,
• nevoľnosti, 
• vredová choroba žalúdka,
• ochorenia čriev,
• srdcovo-cievne ochorenia,
• bolesti hlavy, 
• neurologické ťažkosti, 
• podráždenosť,
• úzkosti, 
• poruchy nálady a depresie,
• zvýšené riziko rakoviny napr. prsníka

Medzi závažnejší zdravotný a sociálny problém patrí zvýšené riziko nadužívania alkoholu a závislosť.

Medzi často zneužívané látky patria aj návykové látky, napr. rôzne nabudzujúce lieky a drogy.

Nepravidelný rytmus spánku a bdenia

Táto porucha spánku sa vyznačuje tým, že nemá zadefinovaný presný cyklus spánku a bdenia. Človek trpiaci touto poruchou si počas 24 hodín potrebuje zdriemnuť niekoľkokrát.

Napriek zdaniu, že stále pospáva, takýto jedinec výrazne trpí chronickou nespavosťou a únavou. 

Najčastejšie sa táto porucha vyskytuje u ľudí s vážnymi neurologickými ochoreniami, ako sú rôzne degeneračné ochorenia, demencie, u dôchodcov žijúcich v domovoch, u detí s mentálnym postihnutím a u osôb, ktoré prekonali traumu hlavy s poranením mozgu.

Porucha 24-hodinového rytmu spánok-bdenie

Ľudia s týmto typom spánkovej poruchy majú zachovanú normálnu dĺžku spánku, ale ich ,,vnútorné hodiny” majú viac ako 24 hodín.

Spôsobuje to, že skutočný cyklus spánku a bdenia sa každým dňom mení a oneskoruje sa o jednu až dve hodiny každý deň. Táto porucha je typická u nevidomých ľudí, ktorým chýba svetelný stimul na sietnici. 

Medicínske možnosti liečby porúch spánku

Liečba porúch spánku a porúch cirkadiánneho rytmu sa prispôsobuje v závislosti od typu poruchy a stupňa závažnosti.

Pre pozitívny efekt liečby je väčšinou potrebná kombinácia viacerých terapeutických metód a disciplína v domácom prostredí. 

Terapia jasným svetlom

Terapia aplikáciou jasného svetla sa používa na uľahčenie zaspávania alebo na oddialenie spánku. Najdôležitejšie a najťažšie je správne načasovanie tejto liečby a preto by mala byť vedená špecialistom na liečbu spánkových porúch v spánkovom centre.

Terapia jasným svetlom zahŕňa aplikáciu  veľmi  jasného svetla s vysokou intenzitou (2 000 až 9 500 luxov). Doba expozície sa pohybuje od jednej do dvoch hodín.

Týmto spôsobom sa prestavia cirkadiánne hodiny a to tak, aby boli lepšie zosynchronizované s vonkajším zemským cyklom svetla a tmy. 

Lieky

Najbežnejším a dostupným liekom aj bez lekárskeho predpisu je melatonín, dostupný v spreji aj v tabletách. Užíva sa krátko pred spaním a mal by pomáhať so zaspávaním a s udržaním spánku. 

Pri ťažších poruchách spánku zasahuje lekár špecialista, napríklad psychiater, alebo neurológ, ktorý predpíše potrebné lieky podľa typu poruchy.

Chronoterapia

Tento typ terapeutického prístupu je založený na postupnom posúvaní alebo oneskorovaní (napr. tri hodiny každé dva dni) času spánku. 

Je to pomerne náročný proces a vyžaduje trpezlivosť nie len pacienta, ale aj partnera. Úspešný posun cyklu spánku môže nastať až po niekoľkých týždňoch usilovného snaženia. 

Po úprave cyklu na vyhovujúci rytmus je potrebné tento pravidelný režim spánku a bdenia dodržiavať dlhodobo.

Domáce typy ako zvládnuť posunutý cirkadiánny rytmus

K dobrému a zdravému spánku si rýchlo vieme dopomôcť aj sami a to zmenou životného štýlu a zaradením niekoľkých potravín, ktoré podporujú zaspávanie. 

Medzi návyky spánkovej hygieny patrí:

• udržiavanie pravidelného času spánku a bdenia a to aj cez voľné dni, víkendy a prázdniny, 
• obmedzenie spánku cez deň (neplatí pre pracovníkov pracujúcich na zmeny)
• pravidelná fyzická námaha, ale vyhýbanie sa cvičeniu minimálne 1 hodinu pred spaním,
• obmedzenie alkoholu pred spaním, aj keď je ľudovo známe, že pohár vína alebo piva pomáha zaspávať, spánok nie je kvalitný a je sťažený metabolizáciou alkoholu,
• nepožívať kofeín a nikotín pred spaním,
• nesledovať obrazovky s modrým svetlom, napr. mobilné telefóny či obrazovky PC

10 potravín, ktoré prirodzene obsahujú melatonín a zlepšujú zaspávanie:

1. hrozno
2. višne
3. ovsené vločky
4. jahody
5. paradajky
6. pistácie
7. mandle 
8. vlašské orechy
9. maliny 
10. goji

6 potravín, ktoré obsahujú tryptofán, ktorý je prekurzorom pri syntéze melatonínu:

1. tekvicové semienka
2. tofu
3. kuracie mäso
4. arašidy
5. tvaroh
6. jogurt

Zdroje

• my.clevelandclinic.org - Circadian Rhythm Sleep Disorders
• webmd.com - Sleep Disorders: Circadian Rhythm Disorder
• rarediseases.org - Non-24-Hour Sleep-Wake Disorder
• upjs.sk - Biorytmy
• fns.uniba.sk - Cirkadiánne rytmy, Prof. RNDr. Michal Zeman, DrSc.
• solen.sk - Neurobiológia cirkadiánnych rytmov a klinické aplikácie, MUDr. Pavel Černák, PhD., Psychiatrická nemocnica Philippa Pinela, Pezinok