TOP TEAM Projekty podpory olympijské přípravy 2017–2020

BIORYTMY NEJEN PRO SPORTOVCE

NÁRODNÍ ÚSTAV DUŠEVNÍHO ZDRAVÍ A PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA UK

Biorytmy nejen pro sportovce

aneb jak a proč se zachovat „SYNC“

ZdeňkaBendováaKateřinaČervená

„Probudila jsemseapomaluotevřelaoči.Vmístnostibylo strašněmoc světla.Mojeoči sinemohly přivyknout, všechno bylo tak trochu oslnivě bílé. Můj žaludek se houpalapředstava,žemámjítzachvílinasnídani,snímcvičilaještěvíc,ačkolivhodinynamobiluukazovaly,žejejižspíšečaskobědu.Bylamitrochuzima.Nechtělosemivstát,aleanispát.Pomalujsemsiuvědomila,žejsemsevčeravnociocitlanajinémkontinentě.Jedinábuňkaméhotělanevěděla,kterábije.“Pocit,kterýasimnohoznászažilo,senazývájetlag,českytaké pásmová nemoc, která vznikáporuchou cirkadiánního systému při přeletech přesmnohočasovýchpásem.Pásmová nemoc není skutečná nemoc, je to syndrom časové disharmoniemezi tělesnýmiorgány, který zmizí, jakmile se organismu podaří nastolit ztracenou rovnováhu. Vážnénemoci,kterévznikajípřichronickém,opakovanémnarušeníčasovéhoprogramuorganismu,jsouspojoványspíšesdlouhodoboupracívesměnnýchprovozech,aleonichbudevtomtopojednánířečpouzeokrajově.

1. Cojecirkadiánnísystém

Časovýprogramchováníafyziologieorganismujeřízenrozsáhlousítítzv.biologickýchhodindistribuovanýchvevšechtkáníchabuňkáchtěla,kterédohromadytvořícirkadiánnísystém.Cirkadiánní systém savců, tedy i člověka,má hierarchickou strukturu, na jejímž vrcholu jehlavní cirkadiánní pacemaker uložený vsuprachiasmatických jádrech hypotalamu (SCN).Pacemaker se mu říká proto, že podobně jako srdeční pacemaker generuje elektrickéimpulsynezávislenaokolnímprostředí.Narozdílodminutovéhosrdečníhopacemakeru jealegenerujesperiodou,která jecirkadiánní,tedy„zhruba“denní,tj.nemáperiodupřesně24 hodin. U většiny lidí je jejich vnitřní perioda trochu delší (BOX 1). Tato „cirka-diánní“perioda jealepřizpůsobovánapřesnému24hodinovémudnistřídánímsvětlaa tmyběhemdneanociavýslednáčasováinformacejepotompředávanákjinýmčástemmozkuavšemperifernímorgánůmtěla,respektivekjejichperifernímbiologickýmhodinám(obr.1).

Obr. 1. Cirkadiánní systém. Hlavní cirkadiánní pacemaker vmozku funguje jakonepřesné hodiny a běží sám o sobě speriodou, která není přesně 24hodinová.Kpřesné 24hodinové periodě jednoho solárního dne musí být denně nastavováncyklemsvětlaatmy.Otomtopřesnémčasepotominformujevšechnyorgányabuňkycelého těla. Na obrázku jsou pro názornost vyznačeny příklady pouze několikahlavníchorgánů,jejichžfunkcejsouhodinamiregulovány.

BOX1Jeden ze zakladatelů chronobiologie,oboru, který se zabývá studiemčasovéorganizaceorganizmů,byl německý profesor Jürgen Aschoff. Ten začal v 60. letech studovat cirkadiánní rytmy člověka vlaboratorníchpodmínkách.Postavilbunkr,vekterémnechal žítdobrovolníkyněkolik týdnův izolaciodokolníhosvětla,zejménavizolaciodpravidelnéhostřídánísvětlaatmyběhemdneanoci.Zjistil,žeivtěchtopodmínkáchzůstávajízachovanérytmynapř.vespánkuabděnínebovtělesnéteplotě,aleže se vzhledemkvnějšímu světuposunují v časeakaždýden začínajíoněcopozději.Vnitřní rytmyčlověkamajítedyperiodutrochudelšínež24hodinajejichcirkadiánníhodinysetedykaždýdenopárminut zpožďují. Podobná vlastnost byla popsána u všech zkoumaných organizmů, a říkáme, žecirkadiánnírytmyvneperiodickémprostředí"volněběží"včasesperiodouτ(tau),kterásemírnělišíodvnějšíperiodystřídánísvětlaatmyT,kterájerovnádvacetičtyřemhodinám(obr.A).

,

Informace o světle přicházejí do SCN odbočkou zrakové dráhy, tzv. retinohypotalamickýmtraktempřímozespecializovanýchbuněksítniceoka(obr.2).Tytobuňkybylyobjevenypřednecelýmidvacetiletyajejichširokýprůnikdomnohaoblastímozkudnesvysvětlujepozitivníúčinkymodréhosvětlavedneanegativníúčinkymodréhosvětlavnocinalidskýorganismus(BOX2).

Obr. A. Diagram zobrazuje rytmus spánku (délkaspánkujevyznačenaplnoučárou),rytmusaktivity(délka denní aktivity je vyznačena přerušovanoučárou) a tělesné teploty (čas nejnižší teploty jevyznačen trojúhelníčky). Každá linka znázorňujedvadny.Prvních devět dnů byla pokusná osobavprostředí, kde se periodicky střídal den a noc,tedysvětloatma.Zezáznamujezřejmé,žeosobauléhalakespánkukaždýdenmírněpopůlnocialevcelku vpravidelnou dobu. Dalších 25 dní bylaosobavprostředízcela izolovanémod jakýchkolivznámekvnějšíhočasuajejíbiorytmyběželypouzepodle vnitřního času daného cirkadiánnímpacemakerem. Zgrafu je zřejmé, jak se periodarytmuprodlužujeaspánek iaktivitazačínákaždýdenoněcopozději.Po25dnechtak člověkmůžesnadno přijít o den života. Po návratu dopřirozených podmínek se zase rytmus rychlesrovnals24hodinovouperiodou.

adaptovánoz:Dement,1976

Obr.2.Stavbasítniceokasbuňkamicitlivýminamodrésvětlo.Sítniceokaobsahujekromě klasických fotoreceptorů, tyčinek a čípků také speciální gangliové buňky sesvětločivným fotopigmentemmelanopsinem. Tento fotopigment je citlivý na světlovlnovédélkyvmodrémspektru.Výhodoutakovéhouspořádání je,žesvětlonemusíprocházet celou vrstvou sítnice a vnímá tak lépe intenzitu denního světla. Výběžkytěchtobuněktvoříčástzrakovéhonervu,kterývedezejménadoSCN,aleidodalšíchoblastímozkuzodpovědnýchzaudržováníbdělostiaaktivity.VpravojeschematickyznázorněnpříčnýřezmozkemaSCNuloženénadkříženímzrakovýchnervů,optickýmchiasma.BOX2IsaacNewtonjižv17.stoletíukázal,žebíléslunečnísvětlojemožnérozložitskleněnýmhranolemdoněkolikabarev,adokázaltak,žebílésvětloseskládázrůznobarevnéhospektra.

Viditelnésvětloje lidskýmokemzachytitelnánepatrnáčástelektromagnetickéhospektraovlnovýchdélkách 380 až 750 nanometrů (nm). Částečky světla (fotony) vtomto rozmezí vlnových délek jsouzachytávány buňkami sítnice oka a jejich energie je převáděna na elektrický signál srozumitelnýzrakovýmcentrůmvmozku.Našečípky jsounejcitlivější ke světluve žlutémspektrukolem555nm.Naše tyčinky a také specializované gangliové buňky vnímají světlo mezi 450-480 nm, tedy modrésvětlo.

Pro pochopení cirkadiánních zákonitostí je třeba si uvědomit, že tento systém vzniklvprůběhumilionůletevoluce.Jižprimitivníbakterievprehistorickýchmoříchmělyhodiny,které dokázaly předvídat, jestli se blíží den, nebo noc, amobilizovat nebo zklidňovat svůjmetabolismus podle toho. Pravidelné otáčení Země kolem své osy amodrá složka světla,kterájesoučástíslunečníhospektra,jsoujednyzmálajistot,kteréevolucevesvémprůběhuměla,apřestožesenámtovmodernídobězdázvláštní,časováorganizacepodmiňujecelýnášživotazdraví.Vnitřní časový systém a jeho adaptace svnějším časem pomocí světla umožňovalyčlověku předvídat příchozí události nebo změnu podmínek vjejich prostředí. Takovépředvídánírizikapříležitostílimitovalorizikosetkáníspredátoryčinepřáteli,zvyšovalošancina setkání spartnerem a se zdroji potravy a zvyšovalo tak efektivitu vynaložené energiekpřežití.

2. Chronotyp

Pojmem„chronotyp“označujemečlověkapodlejehočasovýchpreferencí.Někteřílidémajípřirozenou tendenci k vysoké aktivitě brzy zrána, to jsou tzv. skřivani, nebo jsou aktivnípozděvečer,a to jsoutzv.sovy.Chronotyp lzepoměrněspolehlivěurčitpomocídotazníků(MEQaMCTQ;viz kap.8.1.1a8.1.2.), Studienapříč geografickýmioblastmi zeměkoule seshodujínatom,žerozloženíchronotypuvpopulacičlověkajetéměřGaussovské(obr.3).

Obr. 3. Poměrné zastoupení různých typů chronotypu ve společnosti. Většinuspolečnosti tvoří normální nebo lehce večerní chronotyp. Extrémní sovy jsou lidé,kteří dokážou být plně aktivní třeba ještě ve čtyři hodiny ráno, zatímco extrémnískřivani se mohou budit súsměvem a chutí do práce už ve čtyři hodiny ráno.Extrémní chronotypy se tedy spolehlivě míjejí včase, kdy mají svojí fyzickou čipsychickouaktivituvmaximu.Naštěstíjichnenívpopulacizasetakmoc.

Pročjedůležitévědět,jestlináhodounejsteextrémnísovaneboskřivan?Protožechronotypjedángeneticky,základnímnastavenímnašichvnitřníchhodin (BOX3).Přílišpomalénebopříliš rychlé vnitřní hodiny lze sice také srovnat svnějším časem, udržet takovousynchronizacialevyžadujevelkoukázeňvchování(vizkap.7.1).Stímjetřebapočítat,pokudnechcemeplýtvatsilamiachcemeefektivněvyužívatsvojienergii.Časný chronotyp má délku vnitřní periody spíše rovnou nebo o maličko kratší než 24hodin, zatímco sovy mohou mít svůj vnitřní čas až o hodinu delší, než je solární cyklus,podobnějakoosobazobrázkuBOX1A.Sovymajítendencichoditpozděspát,protožejsouprostě večer čilé. Mají vysokou tělesnou teplotu (obr. 4; kap. 3.1.) a nízkou hladinumelatoninu (viz kap. 3.2.). Moderní doba jim nahrává a umožňuje prodlouženou délkouosvitu jíst i pracovat dlouho do noci. Nemají-li volný režim amusejí-li ráno časně vstávat,vytváří sivprůběhutýdnespánkovýdeficit,kterýpotomkompenzujídlouhýmspánkemvevolných dnech, a vzniká tzv. sociální jet lag (viz také kap. 7.1.). Ten má zdlouhodobéhohlediskastejnénegativnídůsledky jako jet lagspojenýspřesunypřesčasovápásma,neboťprohlubuje nesoulad mezi vnitřním a vnějším časem. Pro sovy je proto nezbytné najítrovnováhu mezi požadavky společnosti, ve které žijí, a vlastním nastavením dobymaximálnívýkonnosti.Aniskřivaninejsouúplněvpohodě–několikstudiíukázalo,želidé,kteříchodíspátbrzyavstávajíbrzy,jsousicelépesrovnánismodernímsvětem,aledalekohůře a déle se srovnávají se spánkovým deficitem. Velice trpí, pokud musí pracovat nasměny,adlouhosevyrovnávajísespánkovourestrikcínapř.přidlouhémcestování.

Obr. 4. Rozdíl mezi minimální tělesnou teplotou mezi ranními a večerními typymůže být několik hodin. Graf znázorňuje data ze studie: Baehr EK, Revelle W,Eastman CI. J Sleep Res. 2000 Jun;9(2):117-27, která pracovala se skupinouextrémníchchronotypůvprůměrnémvěku25 let.Obdélníkypodkřivkamivyznačujídobuspánkutypickouprooběskupiny.Grafukazuje,ževečerníchronotypmůžemítteplotní minimum vdobě, kdy je již společností tlačen do plné aktivity. Jehoorganismusvšakještěnenínažádnouaktivitupřipraven.

Chronotypsečástečněměnísvěkem.Malédětibývajíspíšeskřivani,adolescentispíšesovy.Vestřednímvěkuseusazujeindividuálníchronotyp,kterýodpovídáobrázku3.Tentrvádoseniorského věku, kdy se zase chronotyp posouvá spíše kčasnějšímu. Tento posun je alerelativní vůči individuálnímu chronotypu; nestává se, že by se např. extrémní sova stalakestáru časným chronotypem. Posune se maximálně o dvě kategorie směrem ke středuGaussovarozložení.BOX3Covlastně tvoří kolečka strojkuvnitřních cirkadiánníchhodin?Víme, že téměřvšechnybuňkyv tělespouští expresi tzv. hodinových genů, které regulují tkáňově specifické funkce (obr B.; za jejichobjevení byla udělena letošní Nobelova cena za lékařství a fyziologii Jeffrey C. Hallovi, MichaeluRosbashoviaMichaeluW.Youngovi).Dokonce,necháme-li kultivovatbuňky lidskékůže,můžemeunich naměřit takovou periodu spínání a vypínání genů, která odpovídá chronotypu dárce těchtobuněk.

3. Cirkadiánnísystémaregulacespánkuabdění

Dobřesynchronizovanýzdravýčlověksnormálnímchronotypemsecítíospalýkaždýdenvestejnou dobu a probouzí se spontánně bez budíku každý den ve stejnou dobu. Usínání jezpůsobovánodvěmafaktory.Jednakmetabolickouúnavoumozku,kterásezvyšujespočtemhodin,kteréprobdíme,azejménapakregulacícirkadiánnímihodinamivSCN.Probouzeníjeoněcovícezávislénacirkadiánnímsystému,alečástečnětakénakvalitěspánku.Cirkadiánnísystém navozuje spánek jednak tím, že tlumí mozková centra, jejichž aktivita způsobujebdělost,atakéregulujetělesnouteplotu,hladinumelatoninuakortizolu(obr.5).

Obr. B. Molekulárnímechanismusgenerování cirkadiánních rytmů.Proteinový dimer CLOCK/BMAL1se váže ke specifické sekvenci E-boxvpromotorugenůPeraCryaspouští jejich přepis. Stejnousekvencimá ve svémpromotoru iřada jiných genů důležitých např.probuněčnýcyklus,metabolismusa jiné důležité funkce buňky. Tytofunkční geny jsou tedy řízenéstejným mechanismem jakohodinovégenyPeraCry.KomplexPERaCRYvstupujevečerdojádraablokujesvojívlastnítranskripci.

Obr. 5. Hlavní biologické hodiny vSCN regulují usínání i probouzení. Bdělost jenavozovaná aktivitou mozkových center, která produkují aktivizujícíneurotransmitery,jakojsouorexin,acetylcholinahistamin.Spánekjenavozen,kdyžinhibiční neurotransmiter GABA potlačí aktivitu mozkových center důležitých proudrženíbdělostiazačnepůsobitneurohormonmelatonin.Snižujícísetělesnáteplotaje důležitá pro kvalitu spánku. Přepínání mezi spánkem a bděním se častopřipodobňuje kdětské houpačce – buď jsme bdělí, nebo spíme, nic moc mezi tímuzdravéhočlověkadlouhonetrvá.CentrálnípacemakervSCNpůsobíjakosíla,kteráhoupačku překlápí. Adenosin, který se kumuluje během doby, kdy jsme vzhůru,funguje jako závaží napomyslnéhoupačce, kterénapomáhánavodit spánek.Mimojiné tuto funkci adenosinu částečně blokuje kofein. Během spánku adenosinovézávažíztrácíváhuahodinyzískávajíšancipřeklopithoupačkunašehovědomídostavubdělosti(BOX4).

BOX4Vroce 1982navrhlAlexanderBorbély „dvousložkový“model regulace spánku, založenémna funkcitzv. homeostatu (proces S), který se zvyšuje sdobou kdy nespíme, a cirkadiánního pacemakeru(proces C), který předurčuje čas bdělosti a aktivity. Od okamžiku kdy se člověk probudí, křivkaSstoupá. Cirkadiánní pacemaker informuje spánkové struktury o tom, že bdělost je vtuto chvílifyziologickyžádoucí.Zvečeracirkadiánníregulacebdělostiklesáavmomentě,kdyjsouoběkřivkyodsebedostatečněvzdáleny,organismususínánejlépeanejzdravěji.ProcesSvespánkuklesá,protožesevyplavují zmozkuzplodinymetabolismuacirkadiánnípacemaker se zvolnadostávádo fáze,kdyzačnetlumitspánkovácentraaprobouzímese.Kdybychomznašehoživotaodstranilivšechnysociálnífaktory,kteréregulujínášspánek,např.budíkyavečernísvícení,nášspánekbybylřízenpřesnětímtomodelem.

Ztohoto modelu se zdá, že homeostat a cirkadiánní systémmají vregulaci spánku stejnou úlohu.Nedávné studiealeodhalili, žehladinyenzymů,kterékatalyzujíprodukciadenosinu,homeostatickéspánkovésubstance,kterávznikározklademATP,hlavní„powerbanky“každébuňky,jsoureguloványtaké cirkadiánním systémem. Biologické hodiny si tak pojišťují svoji nadvládu nad spánkovýmprocesem i těmito nepřímými cestami. Pokusy na laboratorních hlodavcích ukazují, že zničíme-licirkadiánní pacemaker vSCN, fragmentujeme jejich spánek do kraťoučkých cyklů, které se objevujíkdykolivběhem24hodin.Podobnépříklady známe i zhumánnímedicínyadokládají významSCNvkomplexníregulacirytmuspánkuabdění.Prokvalitníspánekjenezbytné,abytělesnáteplotaklesala,melatoninstoupalahladinakortizolubylanízká(obr.6).

3.1. Tělesnáteplota

Většina lidí si neuvědomuje, že jejich tělesná teplota se mění vprůběhu dne a její nočnípokles je důležitý pro kvalitu spánku. Zvečera se snižuje produkce tepla a tělesná teplotazvolnaklesá,cožusnadňujeusínáníanapomáhátzv.SWSspánku(zangl.slowwavesleep;BOX 5), který je podstatný pro očištění mozku od zplodinmetabolismu a umožňuje lepšíduševníifyzickývýkonnásledujícíden.Několikhodinpředprobuzenímtělesnáteplotazasestoupá,mozekposílásignálydoostatníchčástítěla,abyprodukovalyteploaprobudilysetakorgánové funkce.Rytmus tělesnéteploty je řízenpřímocirkadiánnímpacemakeremvSCN.Je tedy částečně závislý na chronotypu člověka, a hlavně na míře jeho synchronizacesvnějším časem. Je dobré, když délka spánkupřesahuje přes bodnejnižší tělesné teploty,což zajišťuje dostatečný počet SWS cyklů, a tedy optimální fungování mozku druhý den(vizkap.6.1).

3.2. Melatonin

Neurohormon melatonin je asi nejpopulárnější faktor praktické chronobiologie. Přirozenásyntézamelatoninuprobíhávpineálnížlázemozkuneboliepifýzeajezcelazávislánanočnísignalizaci zSCN. To způsobuje, žehladinamelatoninu spolehlivě kopírujedélkunoci a jejízměnu v průběhu roku. Melatonin podporuje spánek, ale má mnoho dalších pozitivníchfunkcí v těle. Působí velmi podpůrně např. na imunitní systém a působí jako velmi silnýpřirozený antioxidant. Je proto důležité starat se o jeho vysokou hladinu (viz kap. 7.1.).Bohužel, světlovnoci syntézumelatoninuokamžitěpotlačuje, což jepovažovánoza jednuzhlavníchpříčinvznikuřadycivilizačníchchorob,jakojsoupsychiatrickáonemocněnívčetnědepresí a spánkových poruch, kardiovaskulární nemoci, obezita, diabetes a zejména celéřady foremkarcinomů.Velmiúčinné je zejménamodrésvětlo,které je silněemitovánoze

Obr. 6. Základní tři cirkadiánní rytmy, kterévedle regulace mozkových center definují tzv.biologickounoc.Teplota tělesného jádra zvečera klesá, hladinamelatoninu stoupá a produkce kortizolu jehodinamiřízenánadobutěsněpředprobuzením.Kortizolpaknapomáháudržetbdělýstav.

všechelektronickýchzařízení,jakojsoutelevize,počítače,tabletyamobilnítelefony(vizkap.8.3.1.).KortizolVyprávění o steroidním hormonu kortizolu může tvořit jakýsi přechod mezi kapitolouospánkuakapitolamiometabolismuakardiovaskulárnímsystému.Kortizolzvyšujesrdečnívýdej a krevní tlak, stimuluje tvorbu protizánětlivých cytokinů, ale hlavně podporujeglukoneogenezi, aby zajistil dostatek glukózy zejménapromozek. Přesto, že kortizol vkrvivykazuje cirkadiánní rytmus svysokou amplitudou, bývá často označován jako hormonstresu, neboť je zvyšován také po fyzické či psychické stresové zátěži nebo vzávislosti napříjmupotravy(obr.7).

Obr. 7. Produkce kortizolu kůrounadledvinek jeřízena rytmickou sekrecí adrenokortikotropníhohormonu(ACTH)zhypofýzy,která jestimulovánakortikoliberinem (CRH) a vasopresinem (AVP)zneuroendokrinních buněk paraventrikulárníhojádrahypotalamu (PVN).Aktivita těchtobuněk jepod přímou kontrolou časových signálů zSCN, jeale citlivá i na stresové podněty. Celý řetězecudálostí je navíc pojištěn cirkadiánní regulacícitlivosti nadledvinek kACTH, která je vedenásympatickouinervací.

BOX5Mozekjesoubormiliardneuronů,kteréspolukomunikujíprostřednictvímelektrickýchvýbojů.Tyjsouměřitelnénapovrchuhlavyelektroencefalogramem(EEG).ZáznamEEGvypadájinakpokudčlověkbdínebospíaspáneksamotnýlzenazákladěEEGdobřecharakterizovat.Stádiaspánkuseschematickyznázorňujírůznýmivariacemitzv.hypnogramu(obr.C).Rozeznávámehlavnídvatypyspánku,NREM(z angl. non-rapid eye movement) a REM (z angl. rapid eye movement), které tvoří přibližně90minutovécykly.Vzávislostinadélcespánkuseobjevuje4-6takovýchcyklůvprůběhunoci.VREMspánkumámozek poměrně vysokou aktivitu, lidem se zdají barvité sny a aby nevykonávali snovépředstavyvrealitě,jedoprovázentzv.atonií,tj.inhibicíkosterníchsvalů.REMspánekjenezbytnýprovývoj mozku dětí. Vdospělosti pomáhá konsolidovat paměť. NREM spánek má tři stádia. Prvnístádium představuje lehký povrchní spánek, ze kterého se lze lehce probudit. Ve druhé stádiu jespánek hlubší, ztrácí se vněm povědomí o okolním světě a utichá aktivita kosterních svalů. Třetístádium představuje hluboký spánek, charakterizovaný pomalými vlnami delta (odtud se mu říkáSWS,zangl.slowwavesleep).Ztohotospánkujevelmitěžkéčlověkaprobudit,apokudsetopodaří,cítísevelmiospalýadlouhotrvá,neždospějekplnébdělosti.SWSspánekjedůležitýprokonsolidacipaměti,prometabolickouočistuorganismuatakésevněmnapř.vyplavujírůstovéhormony.

Obr.C.Hypnogramzdravéholidskéhospánku.Ukázkovýhypnogramvyznačujestádiaspánkuběhem8hodinovéhonočníhospánku.SpánkuvprvnípoloviněnocidominujeSWSstádium,zatímcopozdějšístádiamajídelšíREMspánek.Středoválinieoznačujestředspánku,vtomtoschématujevyznačenve3:00(adaptovánoz:FunctNeurolRehabilErgon2014;4(2-3):135-147ISSN:2156-941X).

4. Cirkadiánnísystémametabolismus

Cirkadiánní pacemaker v SCN se často přirovnává k dirigentovi velkého orchestrusloženého zperiferních hodin. Videálním případě dirigent synchronizuje orchestrsgeofyzikálním časem, a přestože jednotlivé nástroje mají trochu odlišný part,dohromady jim to ladí. Periferní hodiny ale bohužel mají také vlastní vůli a vpřípaděpotřeby se mohou odpoutat od signálů zSCN a synchronizovat se kjiným časovačůmzvnějšího prostředí, jako je přísun potravy, teplota nebo stres. Vpřírodním prostředíjsoutytočasovačetakézávislénasolárnímcyklu;teplotaprostředívpříroděnestoupázatmyvnoci,alevednezasvětla.Potravunašipředcinehledalivnoci,alevedne.Ktomupotřebovalipatřičnoumírustresuafyzickéiduševníaktivity.Toznamená,ževdobách,

kdy se evolucí vyvíjel náš cirkadiánní systém, nebyly jednotlivé časovače vžádnémkonfliktu,jakotomubýváčastodnes.Není žádnánová informace, že člověkmá jíst vedne, ne vnoci. Běhemaktivní fázednezajištujepříjempotravypřísunenergetickýchsubstrátů,kterými jsoukarbohydráty,lipidy a aminokyseliny. Ty jsou buď ukládané, nebo ihned využité jako okamžitý zdrojenergie.Zásobnízdrojeenergie,jakojsouglykogenatuk,jsouvjátrechmetabolizovanéna glukózu.Glukóza je téměřuniverzální palivopro všechnybuňky a její hladina vkrvistoupákrátcepopožitípotravy.Cirkadiánnísystémzajišťujejejístabilníhladinuvkrvipocelý 24hodinovýden, tedy i v noci, což je nezbytnépronormální fyziologii.Glukózováhomeostáza je důležitá hlavně pro mozek, protože ten spotřebovává 20 % veškeréglukózyaneumísijíanivyrobitaniuskladnit.Potřebujejiiprokvalitníspánek,protožetoje také proces, při kterém jsou nervové buňky velmi aktivní. Cirkadiánní systém protoautomatickypřepínámetabolismustak,abyvnocivyužívalsvojeuloženézásobyaměniljenaglukózu.Existuje těsná asociace mezi molekulárním cirkadiánním mechanismem (viz BOX 3)a regulací glukózového a lipidového metabolismu, syntézy cholesterolu a žlučovýchkyselin. Exprese hodinových genů byla měřena v buňkách všech tkání a vykazovalarytmickouexpresiaspolusdalšímiaž20%všechgenů.Mnohotěchtogenůseúčastnílipidovéhoacholesterolovéhometabolismu,glykolýzyneboglukoneogeneze,oxidativnífosforylace,detoxifikaceorganismuamnohadalšíchfunkcí(obr.8).

Cirkadiánníhodiny

vSCN

Periferní

hodiny

MetabolickéfunkcePotravníchování

JátraProdukceglukózyTransportglukózy

KosternísvalProdukceenergiemitochondriemi

SlinivkaSekreceinsulinu

TukovátkáňTvorbatukovýchbuněkTvorbatukovýchzásob

OxidacemastnýchkyselinŠtěpenítuků

Obr. 8. Cirkadiánní hodiny vSCN synchronizované se solárním cyklem regulujíperiferní hodiny periodickým vylučováním hormonů nebo řízením

parasympatických a sympatických nervů. Periferní hodiny vjednotlivých tkáníchpak regulují metabolické funkce. SCN také řídí potravní chování tak, aby bylovsouladu snastavením metabolismu vjednotlivých orgánech. Pokud časovánípříjmu potravy neodpovídá signálům zSCN, dochází kzávažnému narušeníenergetické rovnováhy a metabolickým potížím (BOX 6; podle Yoshino a Klein,2013).BOX6

ChronovýživaČaspříjmupotravy jedominantní faktorvurčování fázeperiferníchcirkadiánníchhodin.Pokusynanočníchhlodavcíchukázaly,žedobapodávanípotravyomezenápouzenafázidne,tj.fázi,kdyzvířata normálně spí, do jednoho týdne kompletně změní rytmus exprese hodinových genůvperiferních tkáních, zatímco centrálním hodinám dominuje cyklus světla a tmy a potravnímicyklyjenedotčen.Důsledektakovéhostavujezjevnýnaprvnípohled–zvířatatloustnou,astoupájimhladinaglukózyvkrvi, ikdyž jepotravaobjememisloženímstejná jakoukontrolníchzvířatkrmenýchvnoci(obr.D).Jezajímavé,žepodobnýdůsledekmáipřílišmnohosvětlavnoci,např.zpouličníchreklam,lamp,kteréosvětlujíložnici,čizelektronickýchzařízení.

Obr.D.Obrázekvlevoukazujedvěmyšikrmenéstejnou,vysokotukovoudietou (61%tuku).MyšFAvšakbyla krmena ad libitum aměla dávku krmení kdispozici celý den, zatímcomyš FT zkrmila stejný objempotravy jen vdobě noci, tedy ve své aktivní fázi. Vpravo jsou ukázány váhové přírůstky za 18 týdnůexperimentu. Modré křivky ukazují váhové přírůstky myší krmených normální dietou s13 % tuku, NAskupinabylakrmenaadlibitum,aNTskupinapouzevnoci.Ukazuje se, že rovnováha mezi objemem potravy a intervalem hladovění vdobě spánku jsoudůležité faktory pro určení fáze hodin vperiferních orgánech. Snídaně je vtomto ohledunejefektivnější jídlo, protože je konzumována po dlouhé době hladovění. Pozdní večeře, kterázkrátídélku tohotohladovění,překvapivě změní také fáziperiferníchhodin.Účinky jednotlivýchvýživových složek jsou také studované a ukazuje se, že kombinace karbohydrátů a proteinůksnídani je nezbytná pro ideální funkci periferních hodin, zatímco samotná glukóza neboproteiny, či tuky takovou sílu nemají. Pokusy ukázaly, že pokud se myším aplikuje glukózakombinovaná sproteiny, jejich periferní hodiny se nastaví kdobě injekce, zatímco jednotlivékomponentynezpůsobínic.Zdáse,žesnadnostravitelnéškrobysvysokýmglykemickýmindexemjsou spolu sproteiny nejlepší snídaně pro fázové nastavení periferních hodin, čehož je možnévyužítprozrychleníadaptacetřebaknovéčasovézóně.Játrasedokážouadaptovatnanovýčaspříjmupotravyccazatřidny,zatímcoledvinám,srdci,sleziněaplicímtotrvávýraznědéle.Klidněažšestkrátdéle.

5. Cirkadiánníhodinyakardiovaskulárnísystém

Změnykrevníhotlakuasrdeční frekvencevprůběhudne jsoudobřeznámécirkadiánnírytmy,regulovanésignályzSCN,zejménaprostřednictvímregulacesympatickéinervace

srdce. Méně známý je fakt, že i funkce endotelu krevníchkapilár zajišťující jejich pružnost, agregace trombocytůa tvorba trombů při poranění, také vykazují změnyv průběhu cirkadiánního cyklu. Mnoho kardiovaskulárníchonemocnění nebo příhod typu infarktu myokardu nebomrtvice,srdečníarytmieanáhlésrdečnísmrtivykazujetakéčasové trendy. Existují silné důkazy, že narušení správnéfunkce cirkadiánního systému rytmů je významným

rizikovýmfaktorempromnohokardiovaskulárníchnemocí,znichžnejvícestudovaná jehypertenze.

Příklady denních rytmů člověka. Šipka směřující nahoru znamená dobu maximálníhodnoty,šipkasměřujícídolůdobuminimálníhodnotysledovanýchparametrů.

dennídoba 0-02 02-04 04-06 06-08 08-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24ospalost ↑ ↓nejhlubšíspánek ↑regeneracetkání ↑ ↑únavovábolestzačíná ↑ovulace ↑libido ↑ ↑nejlepšíčaspropočetí ↑úmrtí ↑tělesnáteplota ↓ ↑soustředěnost ↓ ↑ ↑logickéuvažování ↓ ↑ ↑ostražitost/bdělost ↓ ↑ ↑intenzitabolesti ↓ ↑citlivostkůže ↑produkcemoči ↓ ↑pohybystřeva ↑tepováfrekvence ↑ ↑krevnítlak ↑ ↑aktivitažaludku ↑ ↑srdečnívýkon ↑ ↑svalovásíla ↑ ↑sílastisku ↑ ↑absorpcetukustřevem ↓ ↑výkonplic ↑ ↑ ↑funkcejater ↑ ↑ ↑imunita ↑ ↑alergickéreakce ↑růstovýhormon ↑ ↑ ↑progesteron ↑testosteron ↑ ↑katecholaminy ↑kortizol ↑adrenalin ↓ ↑ ↑ ↑protizánětlivéhormony ↓melatonin ↑serotonin ↓ ↑endorfiny ↑ ↓interleukiny ↑ ↑

6. Jakvznikásyndromjetlag

Střídání světla a tmy během dne a noci má zásadní význam pro správné fungovánícirkadiánního systému vsouladu sgeofyzikálním časem. Cirkadiánní pacemaker aleumožňuje pouzemalé a postupné změny tak, aby zajistil přizpůsobení vnitřního časuzměnámdélkynocivprůběhuroku.Střednocitakvletníchizimníchměsícíchdefinujeperiodu spánku, která je nutná pro růst organizmu, upevnění paměťových stop,regeneraci orgánů a imunitního systému. Rozvojmoderní společnosti negativně zasáhldo cirkadiánního nastavení člověka i tvorů sním žijících. Přelety přes časová pásma čivystavovánísesvětludlouhodonociastímspojenáredukcespánkuzpůsobujízmatenícirkadiánníhosystémuacelkovoudesynchronizacivšechfyziologickýchprocesů.Miliónylet vytvářený cirkadiánní systém se nedokáže adaptovat na několik desetiletí trvajícízměnyv chování člověka. Světlouprostřednocimylně vnímá jako signáldnea spouštíbiochemické procesy zajišťující denní aktivitu organizmu, čímž ho postupně vyčerpává.Vzávislostinatom,jakdalekoletíteatakénačaseodletuasměruletu,jetlagzahrnuje:únavu svalů, nespavost, bolest hlavy, časovou a někdy i prostorovou dezorientaci,poruchynáladvesmysluvětšíiritabilityneboplačtivosti,zažívacípotíže.Přeletpřestřiavícečasovýchpásemodpojívnitřnírytmyorganismuodvnějšíhostřídánísvětlaa tmy.Vnitřní rytmyvšechorgánůdospějíkevzájemnédesynchronizaci,protožejednotlivéperiferníhodinymajírůznědlouhousetrvačnostudržovánívnitřníhonastaveníarůznědlouhoudobuadaptacekezměně.Přiletíme-lido„nového“vnějšíhočasu,pacemakervSCNjeihnedovlivňovánnovýmisvětelnýmipodmínkami.Nenítovšaktakjednoduché.Nášvnitřníčasjerozdělennadvěaž tři fáze a podle toho, ve které se zrovna nacházíme, reaguje náš cirkadiánnípacemakernasvětelnéstimuly(obr.9).

Obr.9.Fázově-responzníkřivkaodpovědicirkadiánníhopacemakerunasvětlo.Propochopení fázově-responzní křivky je dobré si představit, že jsme celý den ve stálétmě a náš cirkadiánní pacemaker „volně běží“ podle svého posledního nastavení(vizBOX1).Je-livtakovésituacivystavensvětlunazačátkunoci,zpomalujesvůjběh,

SvětloAZrychlení

SvětloCZpomalení

Fázovýpo

sun(hod

)

SvětloBSvětloA-velkéfázovépředběhnutí

SvětloB-maléfázovépředběhnutí

SvětloC-velkéfázovézpoždění

Odpovídáčasuteplotníhominima

3:00 15:0015:00

říkáme,žesvětlovyvoláváfázovézpoždění.Vdobě,kterouvnímájakostředspánkovéfáze,tj.zhrubaokoloteplotníhominima,kterébýváuvětšinylidíkolemtřetíhodinyráno, se reakce na světlo otáčí a světlo vyvolává zrychlení hodin, tedy tzv. fázovépředběhnutí. Fázově-responzní křivka takéukazuje, kdycirkadiánníhodinynejméněreagujínasvětlo.Jetoobvyklevdobě,kdysepřirozeněvyskytuje,tj.vprůběhudne.Abychomodlišilidenvnašichvnitřníchhodináchodsolárníhodne,mluvímeoněmjako o subjektivním dni (a analogicky o subjektivní noci). Fázově-responzní křivkavyznačuje náš subjektivní den, který je v běžnýchpodmínkách v souladu s vnějším,solárnímdnem.Jinéjetoalepřipřeletechpřesčasovápásma.Nášsubjektivnídennastáváreálněvjinoudobunežsolárníden

AdaptujícísecirkadiánnípacemakervSCNseihnedsnažíregulovatspánekametabolismus,např.mobilizacilipidůprovyužitínaenergiivespánku.Nevíme-limoconašemcirkadiánnímsystému a je-li to společensky nutné, může se nám stát, že se ocitneme na večeři, kterázapůsobí jako synchronizátor periferních hodin našich vnitřních orgánů ve špatnou chvíli.Zapůsobíproti snazeSCNa instruuje tukovoubuňku, ženení časke spánku,alekaktivitě,atuknemábýtspotřebován,aleuložen.Jídlovnevhodnýčasznamená,žeperiferníhodinyv játrech, tukové tkáni, pankreatua svalech jsou ve zcela jiné cirkadiánní fázi, než je SCN,amolekulárníhodinyjsouzmatenéšpatnoudobouvysokéglukózyvkrvi,insulinu,kortizoluatp. a zažívají cirkadiánní kolaps. Tato vnitřní desynchronizace a chaos v cirkadiánnísignalizaci mezi centrálními a periferními hodinami, nesprávně načasovaná zpětná vazbametabolismukcirkadiánnímhodinámzhoršujesymptomysyndromujetlag.Působení syndromu jet lag na výkon elitních sportovců bylo poprvé studováno vroce1996 na olympijských hrách vAtlantě. Profesor Bjorn Lemmers měřil cirkadiánní rytmyu skupiny německých gymnastů před a během her. Titomladímuži letěli zFrankfurtu doAtlantyatrpělisyndromemjet lagvrůznémířeažzhrubatýdenpopříletu.BjornLemmersmonitoroval jejich krevní tlak, tělesnou teplotu, hladinu kortizolu ve slině a melatoninua takéměřil třebasílustisku.PrvnídenvAtlantěse rytmuskortizoluobjeviločtyřihodinydříve, blíže kfrankfurtskému času. Rytmus krevního tlaku se přizpůsobil až za několik dní,stejnětakostatníparametry.JedenáctdnípopříletudoAtlantyještěnebylsynchronizovánsčasovým pásmem rytmus tělesné teploty, a to ani u jednoho ze sportovců. Při dalšímměření při přesunu na východ do japonské Ósaky trvala adaptace cirkadiánního systémudokonce ještě déle. Lemmers své výzkumy uzavřel doporučením, že pokud mají býtsportovci ve vrcholové formě, potřebují alespoň dva týdny na adaptaci kčasovémuposunu, který je šest hodin a více. (Mj. podobné problémy se syndromem jet lag řešíi jezdecké sporty přiadaptaci závodních koní). Američané změřili, že když spolu hrajífotbalové týmy zvýchodníhoa západníhopobřežíUSA, v64%procentech zápasů vyhrávátým,kterýhrajevesvéčasovézóně.

6.1. SpánkovádeprivaceafyzickákondiceDo kapitoly o syndromu jet lag se docela hodí i několik poznámek ke spánkové deprivaci,která většinu dlouhých přeletů zákonitě provází a jejíž symptomy mohou být někdy se

syndromem jet lag zaměňovány.Úplná spánkovádeprivacepřekvapivěnemávelký vliv nasilové výkonnostní sporty. Svalová síla a základní fyziologické parametry kardiovaskulární,metabolickénebodechovézůstávajíjednodenníspánkovoudeprivacítéměřnedotčeny.Jinéje to však u vytrvalostních sportů. Spánkový deficit ovlivňuje zejména mozek a stím jespojená zejména snížená motivace překonávat diskomfort a výrazně zesílený pocit, žesportovní výkon stojí více vynaloženého úsilí. Spánková deprivace je následující nocnahrazena spánkem světším počtem SWS stádii (viz BOX 5), která mají potenciál deficitnahradit. Pokud se snížený výkon objevuje ještě druhý a třetí den, nejde o důsledekspánkovédeprivace,aleodysregulacicirkadiánníchrytmů.Jiná je situace sdlouhodobou částečnou spánkovou deprivací neboli strvalýmnedostatečnýmspánkem.Zkracování spánkuzejménavranníchhodináchmánegativnívlivnacelkovývýkonivýkonsvalů.Obecněbysečlověkmělprobouzetnejdřívedvěhodinyposvém teplotním minimu, aby měly šanci proběhnout všechny spánkové cykly vplnémrozsahu.Ktomujedobrépřihlédnoutzejménaušpatněsynchronizovaných„sov“,kterémajíteplotníminimum zpodstaty později než časnější chronotyp (viz kap. 2). Vliv deprivace semůže lišit vzhledem kdenní době. Zatímco dopolední výkon může být méně ovlivněn,večerní výkon bude výrazněji slabší. Toto je pravděpodobně výsledkem nižší amplitudycirkadiánníchrytmůvlivemspánkovédeprivace.

7. Praktickéinformace

Zpředchozího vyprávění je patrné, že zachování správné funkce cirkadiánního systému jeabsolutně nezbytné pro udržení dobré fyzické i duševní kondice. Nejen co nejrychlejší re-synchronizace všech orgánových soustav snovým časem vnové destinaci, ale i udrženívysokéamplitudy rytmůvběžnýchpodmínkáchdomácího tréninkušetříenergetické ztrátya výrazně zlepšuje poměr vynaložené energie k výkonu. Vždyť i růst svalové hmoty mácirkadiánní rytmus a čím lépe jsou buňky svalů synchronizovány shlavním pacemakeremvSCN,tímjejejichrůstvětšíarychlejší.Našesnahaoconejefektivnějšívyužitívynaloženéenergiekekvalitěvýkonuvyvolávádvězákladníotázky:Jakudržetsprávnousynchronizacivšechcirkadiánníchhodinvtěleajakconejrychlejire-synchronizovatrytmyvšechorgánůpřipřeletechpřesčasovápásma?

7.1. Jakudržetsynchronizaciorgánovýchfunkcíorganismuvběžnýchpodmínkách

Existujezákladnípremisa,podlekterélzesnadnoříditnašechovánítak,abychomzbytečněnenamáhalinášcirkadiánnísystém:světloběhemdnemápozitivníúčinkynanašivitalituafyziologickéfunkce,světlovnocijesilněbiotoxické.Není možná snadné vdnešní době rozhodnout, kdy vlastně začíná noc. Kolem nás senepřetržitě svítí a o přirozeném soumraku nemáme ani ponětí. Nenímožnémyslet si, žednešní člověk může regulovat svůj životní režim podle svítání a soumraku, ale jednu věczachovatmůže, a tou je PRAVIDELNOST. Pro správnou funkci našich biologických hodin jepotřebastriktněabezvýjimekdodržovatčasovýrežimvstávání,usínáníapříjmupotravy.Tojedůležitéhlavněprosovy,kterémajípřirozenou tendenciposouvat svojiaktivitudonocia vytvářet si sociální jet lag. Ten zatěžuje organismus stejně jako jet lag skutečný

aorganismussezbytečněvysilujekaždodennímpokusemosrovnánífázívšechhodinvtěle.Jevýhodnějšídonutitsekspánkusilnouvůlí.Tmaaklidrozhodněpomůžou.Obecnádoporučení:

1) Rozhodněte se, vkterouhodinubudete chodit spát a vkolik vstávat a nevybočujteztohotozvykuanivevolnýchdnech.

2) Dvě,maximálnějednuhodinupředspánkemvypnětevšechnyzdrojemodréhosvětla,které potlačuje syntézu melatoninu a vytváří fázové posuny cirkadiánních rytmů.Takové světlo působí na mozek jako dvojité espresso. Zdroji nebezpečného světlajsoutablety,mobily,televize,notebooky.Nepodceňujtesvětelnéznečištění!Blikajícíreklama před oknem, vánoční dekorace voknech nebo silné LED pouliční osvětlenípůsobí také velmi biotoxicky. Pokud vám nic jiného nezbývá, instalujte si f.lux (vizkap.8.3.3.2.)anasaďtesioranžovébrýle(vizkap.8.3.1.).

3) Nepoužívejte LED osvětlení ve večerních hodinách (obr. 10). Vyměňte si LEDky zažárovky, které nepřevyšují 2700K alespoň vněkterých lampách, které budetepoužívatvečer.Nebosičtetepřisvíčkách,jetoromantické:-).

Obr.10.Emisníspektraněkterýchzdrojůsvětla(podle:http://spie.org).LEDžárovky a zářivky emitují biologickyúčinnémodré světlo ve velkémíře. Totosvětlo je vhodné na přisvěcování během dne, ale vnoci způsobuje výraznýpokles melatoninu (červené hodnoty vpravo). Takovému světlu je dobré sevečer vyhnout a nahradit jej alespoň klasickými žárovkami nebo některýmimoderními světly, kterémají oranžové světlo podobné svíčce. Takové světlostačínačteníidobrouzrakovouorientaciazároveňmánízkoubiotoxicitu.

4) NIKDY! nekontrolujte mobil vnoci, když se náhodně probudíte. Pokaždé, když sepodívátenamobil,signalizujetemozku,žejesluncenadobzoremamásevstávat.

5) NIKDY! nejezte vnoci. Zrušíte si synchronizaci metabolismu orgánů shlavnímpacemakeremvmozku,cožsenegativněprojevínavašívýkonnosti.

6) Spěte ve tmě. Při spánku by měla být taková tma, abyste si neviděli konecpředpaženéruky.Pozornakontrolkyrůznýchzařízenívhotelích,zejménamodré.Anizelené indikátory únikových východů nebo požárních hlásičů nejsou úplněnezávadné.Vždyckysejepokustenějakzastínit,zvláštěpřidelšímpobytuvtakovémpokoji.Nostepřípadněmaskupřesoči.Iočnívíčkapropouštějímodrou.

7) Ráno a vdopoledních hodinách se vystavte pokud možno co nejsilnějšímu světlu.Ideální jeslunce.Pokudcítítepoklesenergienapodzimnebovzimě,naordinujtesisvětelnoulázeň(vizkap.8.3.2.;BOX7).

BOX7

Silnésvětloavýkonnost

Buňky sítnice oka, které převádějí modrou složku světla do signálů pro cirkadiánní hodiny vSCN,vedou také do řady struktur mozku zodpovědných za naši aktivitu, motivaci a náladu, kterédohromadypodporujívýkonnost.Řadasportovníchsoutěžíseodehrávávdobědiktovanételeviznímipřenosyamohouseodehrávatvdobě,kdycirkadiánníhodinysportovcůjižsignalizujízačáteknociavýkonnostsvalů ikardiovaskulárníhosystémuupadá,motivačníaspektysportovníhovýkonurovněž.VlivjasnéhosvětlanalidskoufyziologiiinspirovalskupinuvědcůveŠvýcarsku,kteříprovedlirozsáhléexperimentyselitnímišvýcarskýmianěmeckýmisportovci.Sportovcerozdělilidotřískupinavystavilijebuďběžněosvětlenémístnostipřibližně230luxybíléhosvětla,nebo1hodiněostréhobíléhosvětlanebo1hodiněmodréhosvětla,a to17hodinpostřednídoběspánku (vizkap.8.1.2.).Toznamenánavečer, vdobě, kdy by jim měla zvolna stoupat hladina melatoninu, a organismus by se mělpřipravovat ke spánku. Sportovce poté nechali šlapat 12minut na ergometru a analyzovali výkonpřizpůsobený kindividuálnímu VO2 max. Vliv jasného a modrého světla se jednoznačně projevilvpoměruvýkonnostimeziprvníaposledníminutouaukázal,žesportovciosvíceníjasnýmamodrýmsvětlemmělistabilizovanějšívýkon,pokudmuselisportovatpozdějivečer(obr.E).

Vpodobném experimentu stejné skupiny vědců se ukázalo, že 2 hodinová exposice jasnému světlumůžezvýšitdokonceokamžitývýkon(obr.F).

Obr. E. Korelace mezi barvou a biologickyúčinnou intenzitou světla a výkonnostním„ziskem“ (v %), který je definován jako poměrvýkonu vprvní a poslední minutě fyzickéhotestu. (Převzato z: Knaier R., et al., (2017) PrimeTime Light Exposures Do Not Seem to ImproveMaximal Physical Performance in Male EliteAthletes,butEnhanceEnd-SpurtPerformance.FrontPhysiol. 2017 May 1;8:264. doi:10.3389/fphys.2017.00264

Obr.F. Výkonna ergometruměřený vkrátkýchintervalech u jedinců vystavených normálnímuosvětlení (přerušovaná čára) a u jedincůvystavenýchsilnémusvětlu(plnáčára).(Převzatoz:KnaierR.,etal.,(2016)Dose–responserelationshipbetween light exposure and cycling performance.Scand J Med Sci Sports 26:794–801.doi:10.1111/sms.12535)

7.2. Jakurychlitsynchronizaciknovémučasovémupásmu

Většina lidí se cítí o něco lépe, pokud letí na západ, protože den se prodlužuje ve směrupřirozeného„volnéhoběhu“ jejichvnitřníchbiologickýchhodin (vizBOX1). Jakpři letunazápad,takpřiletunavýchodsealeobecněpočításezákladnídobouaklimatizacevpoměrujedendennakaždouhodinučasovéhoposunu.Našísnahoujetentočasoněcozkrátitneboalespoň zmírnit symptomy syndromu jet lag. Základním nástrojem, jak toho docílit, jeuvědoměláprácesesvětlematmou,kterýmvystavujemenášcirkadiánnípacemakervSCN.Klíčemkpochopení, jak využít světlo kadaptaci na vzdálenékraje, spočívá vpochopenífázově-responzníkřivky(vizobr.9).Tatomodelovápomůckajevýsledkemceléřadystudiízaposledních dvacet let a je využívána celosvětově kmanipulaci slidskými biologickýmihodinami. Zjednodušeně si lze představit, že světlo, které dopadá do červené plochy nadosoux,vedekfázovémupředběhnutíazrychlujehodiny.Světlo,kterédopadádoplochypodosou x, vede kfázovému zpoždění a zpomaluje hodiny (obr. 11). To jediné, co musímedosaditdotétokřivky,jeTmin,tedybod,kdysekřivkapřevrací.Tentobodnastávávdoběteplotního minima. Čas teplotního minima vyplývá zvnitřního nastavení hodin každéhojednotlivce a jeho synchronizace svnějším časem. Čím přesněji tento bod určíme prokaždéhosportovce,tímpřesnějšíbudei„ladění“jehocirkadiánníchhodinpůsobenímsvětla.Sloužínámktomuřadametod,kterésevzájemnědoplňujíazpřesňujívýstupy(vizkap.8).

Letíme-linavýchod,potřebujemenašecirkadiánníhodinyzrychlit.Světlotedymusídopadatdo červené části grafu. Pokud dopadne do fialové části, naše hodiny zpozdí, čímž ještěprohloubíjetlagaprodloužídobuadaptace.Letíme-linazápad,jetopřesněnaopak,světlomusídopadnoutdofialovéplochyavžádnémpřípaděnedoplochyčervené.Nemůžemeseúplně vyhnout působení světla vnevhodnou dobu, zejména pokud letíme vnoci. Je alemožné odfiltrovat nejnebezpečnější, modrou složku světla oranžovými brýlemi (viz kap.8.3.1.).Jedůležitéuvědomitsineustáloudynamikunašichvnitřníchhodin.Pokud jsmeneprošlipre-adaptacídoma,nastavenínašichvnitřníchhodinzhrubaodpovídádomácímučasu.Alejiždruhýdenpopříletu,pokuddodržujeme„světelnýrozvrh“,senašehodinymohouažodvě

Obr.11.Fázově-responzníkřivkapůsobenísvětla upravená podle obr. 9. Působí-lisvětlodříve,nežnastaneTmin,zpomalujea zpožďuje hodiny, což potřebujeme,pokud letíme na západ. Letíme-li navýchod, potřebujeme, aby světlo působiloažpoTmin,jinaksesymptomyjetlagještěprohloubí. POZOR! Orientujeme se podlenašehovnitřníhočasu,kterýodpovídáčasuve výchozí destinaci, ne časuvcílovémmístě.

hodinyposunoutsměremkčasuhostitelskézemě.AstímseposunevreálnémčaseibodTminastímcelákřivka,atotojetřebapro„světelnýrozvrh“nanásledujícídenzohlednit.Z obrázku 9 a 11 je také patrné, žemaximální fázové zpoždění či předběhnutímá svélimity a obtížně se dostává za hranici dvou hodin v jednom cyklu (v případě fázovéhopředběhnutí téměř nikdy). Ani když dodržíme všechna opatření, nelze proto počítat se„zázrakem“aočekávat,žesenašehodinysrovnajísnovýmvnějšímčasemokamžitě.Obr.12ukazujepříkladsynchronizačníhomodeluzaloženéhonafázově-responzníkřivcepropřeletzPrahydoKorejenebodoJaponska,kteréjevestejnéčasovézóně.

Obr.12.UkázkovýmodeladaptacekpřeletůmzPrahydoKoreje.Číslanahorníosevyznačují jednotlivéhodinyvposlednímdnipředodletemvPrazeaprvní třidnypopříletu do Koreje. Světle šedá barva zvýrazňuje přesné datum, které je vyznačenovlevém sloupci u názvu destinace a odpovídá datu odletu a příletu. Tmavě šedábarva zvýrazňuje dobu od západu do východu slunce vkaždé destinaci podleastronomického kalendáře (https://www.timeanddate.com/sun/) a vymezujevpodstatěsubjektivnínoc,kterousivezemevsobězpůvodnízemě,acílovounoc,kekterésemusínašehodinyadaptovat.Modrábarvavyznačuječas(rozmezíhodin),pokterou by se cestující osoba měla vyvarovat přímému světlu, alespoň svyužitímfiltrujícíchoranžovýchbrýlí(vizkap.8.3.1).Žlutábarvavyznačujerozmezíhodin,kdyje naopak vhodné se vystavit slunečnímu světlu nebo alespoň světlu svysokouintenzitou. Sytě žlutá vyznačuje rozmezí hodin, kdy světlo způsobuje maximálnífázovépředběhnutí a jedobré tuto jeho funkcipodpořit zvýšenou intenzitou,např.energetizujícími lampami, brýlemi sobohacenou modrou složkou světla (viz kap.8.3.2.).Červenékřížkyoznačujídobuodletuapříletudocílovédestinace.Stejně jako časujeme působení světla, stejně tak musíme pracovat sčasováním podávánípotravy. Snídaně bohatá na karbohydráty může, dle několika studií, podpořit fázovépředběhnutí,kterépotřebujeme,letíme-linavýchod(vizBOX6).Vkaždémpřípaděaleplatípravidlo nejíst vdobě noci. Při adaptaci na novou časovou zónu platí nejíst vdoběsubjektivní noci. Subjektivní noc se během adaptace zvolna posouvá kastronomické nociatímsemůžeposouvatipříjempotravyvreálnémčase.

Obecnádoporučení:1)Určetesiteplotníminimumneboalespoňstřednídobuspánku(vizkap.8)apodletohosipřipravte časový plán práce se světlem a tmou podle univerzální fázově-responzní křivky(obr. 9 a 11). Jiný plán bude mít vyhraněný skřivan, jiný plán sova, o hodinu se můžeodchylovat inevyhraněnýchronotypnebočlověk,kterýčastopřelétávápřesčasovápásmaanenízcelasynchronizovánsčasemvevýchozídestinaci.2)Předodletová adaptace. Částečnéhopředběhnutí nebo zpoždění vnitřních cirkadiánníchhodin lze docílit ještě před odletem. Není vhodné plánovat větší posun než dvě hodiny,protože bude těžkoudržitelný v domácímprostředí. Zhruba týdenpředodletemulehněteohodinudřívenežobvykle (vpřípadě letunavýchod)neboohodinupozději nežobvykle(v případě letu na západ). Není důležité okamžitě usnout, to se nemusí podařit, je alenezbytné zůstat ve tmě.Ráno jenutné vstát ohodinudřívenežobvykle, resp. později. Jepravděpodobné,žetřetínocsejižpodaříusnoutvposunutouhodinu,nežjeběžné.Přiletuna východ se po probuzení vystavte silnému světlu. Při letu na západ se silnému světluvystavte zvečera. Čtvrtou noc si opět posuňte spánek o jednu hodinu a celý proceszopakujte.3) Je-li možné zvolit čas odletu, leťte během dne. Před odletem si nepřeřizujte hodinky– budou vám ukazovat váš vnitřní čas a napomůžou správně dodržovat plán práce sesvětlem.Ovnějšímčasevásbudouinformovatvšudekolem.4) Vletadle i vletištním prostoru používejte oranžové brýle podle vašeho individuálníhoplánu.5)Jednoducháradapropříjempotravy(aleikalorickýchnápojů!)zní:Nejezte,pokudmátebýtvetmě.Praktickytoznamenánejístvdobě,kdynosíteoranžovébrýle.6)Minimálněprvnídvadnyvcílovédestinacisipečlivěhlídejte,abystenebylinasvětle,kdynemáte,aneprohlubovalisitakvlastníjetlag.7)Reakcecirkadiánníchhodinnasvětlojezávislánajehointenzitě.Podlefázově-responzníkřivkynajděteněkolikhodin,kdymásvětlomaximálníúčinek,avystavtesesvětlusmodrousložkou. Ideálně plnému slunci. Pokud není, tak doplňkovým světelným zdrojům (viz kap.8.3.2).

8. Doporučenénástrojevyužitelnéprostanoveníchronotypuahodnoceníkvalityspánku

Na začátku sestavování personalizované strategie (jak pro optimální adaptaci k přeletůmčasovýchpásem,takprozlepšeníkvalityspánkuvpodmínkáchběžnéhotréninkovéhorežimuv domácím prostředí), je počáteční metodou použití sebeposuzovacích dotazníků. Znichzískáme informace o spánkových návycích a dalších zvyklostech, které mohou spánekovlivnit.Tytonávykyvelmičastoodrážejívnitřnínastaveníhodin,kteréjetřebarespektovatpři úpravě časových rozvrhů. Data získaná z dotazníků se dále zpřesňují a objektivizujísrovnávánímsdatyznositelnýchsenzorů(vizkap.8.2).

8.1. DotazníkyprourčeníchronotypuakvalityspánkuTyto dotazníky jsou mezinárodně používaným, validovaným nástrojem využívaným vevýzkumuivklinicképraxi.Soubordotazníkůjesportovcůmpřístupnýonlineajehovyplněnízaberepouze20až30minut.Přestonenínutnévyplnitcelýsoubordotazníkůnajednou,pozadání unikátního kódu se lze k vyplňování vracet vprůběhu několika dní. Dotazníky jsouanonymizované, identita vyplňujícího je pro osoby s přístupem do databáze dotazníkůkompletněskryta.Proúčelydiagnostikysledovanýchparametrůusportovcůjealečástečnáidentifikace nutná. K tomu slouží kód, který sportovci přidělí koordinátor z ČOV či jehotrenér,asportovectentokódnakoncivyplňovánídotazníkovéhosouboruvyplnídoprostorupro poznámky. Je tedy možné dotazníky vyplnit anonymně s tím, že osoba s přístupemkvýsledkůmvdatabázibudeznátpouzekódsportovce,podkterým jsouevidována idataz jeho nositelných senzorů, a identifikaci podle kódů zná pouze trenér. Pokud budesportovec chtít, může automaticky obdržet výsledek chronotypu e-mailem, který zadá nakoncidotazníku.Vtakovémpřípaděbudeznátosobaspřístupemkdatabázivýsledkůnejenkódsportovce,aletakéjehoe-mailovouadresu.

8.1.1. Dotazníkranníchavečerníchchronotypů(MEQ)Historickyširocevyužívanýdotazník,kterývyvinuliužroku1976švédštípsychologovéJamesA. Horne a Olov Östberg. Pečlivě sestavené otázky mají za cíl určit míru subjektivnípreferencekprováděnínáročnýchmentálníchafyzickýchúkonůráno(rannítyp),nebovečer(večerní typ). Výsledkem je číselnáhodnotana škále od výrazně ranního typu, přesmírněrannítyp,nevyhraněný,mírněvečerníavýrazněvečernítyp.

8.1.2. Mnichovskýdotazníkchronotypů(MCTQ)Vyvinut prof. Röennebergem zMnichova a používán od roku 2000. Zaměřuje se nadetailnější informace o načasování aktivity a spánku, změně energie vprůběhu dne,pohybové aktivitě a expozici světlu. Detailnější otázky jsou zaměřeny na pravidelnostpracovníhorežimu–např.zdajerežimpevnýneboflexibilní.Takéumožňujepřesnězvolitpočet pracovních a volných dní vběžném týdenním rozvrhu. Vdotazníku jsou i otázky namíru expozice dennímu světlu (způsob dopravy do zaměstnání – uzavřeným / otevřenýmvozidlem/pěšky)amírudenníaktivity.Důležitýmvýstupemtohotodotazníkujevýpočettzv.střednídobyspánkuvpracovnívs.volnédny.Střednídobaspánkujedoslovačasovýstřednaose tvořené časem usínání a časem probouzení. Řekněme například, že vtréninkové čipracovní dny (zkrátka dny, kdy máte kvůli povinnostem určenou pevnou hodinu ranníhovstávání),chodíteběžněspátve23:00abudíkemsebudítev7:00.Vašestřednídobaspánkuvpracovní dny je tedy ve tři hodiny ráno. Pokud však běhemvolných dní chodíte spát ažopůlnociabezbudíkuvstávátev8:00,vašestřednídobaspánkuvevolnédny jeve4:00ráno. Rozdíl střední doby spánku ve volné a pracovní dny udává tzv. sociální jet lag(vizkap.2).

8.1.3. Pittsburskýindexkvalityspánku(PSQI)Celkem 19 otázek rozdělených do 7 komponent je určeno khodnocení subjektivní kvalityspánku za poslední měsíc. Jednotlivé komponenty se týkají subjektivní kvality spánku,

spánkové latence,doby trvání spánku, spánkovéefektivity, výskytuporuchspánku,užíváníhypnotikanadměrnédenní spavosti.Vyšší skóre vněkteré zčástínebov celémdotazníkumůže naznačovat klinicky významné spánkové potíže. Data ztohoto dotazníku jsou velmiužitečná pro optimalizaci adaptace a výkonnosti. Na základě výsledků PSQI mohou býtposkytnuty konzultace zaměřené na zlepšení spánkové hygieny, které ve většině případůvedou ke zlepšení spánku. Ve vzácných případech je možné na základě výsledků tohotodotazníkudoporučitnávštěvuspecializovanéspánkovélaboratoře.

8.1.4. StupnicetížeúnavyDevět otázek zaměřených na hodnocení míry ovlivnění běžných každodenních činnostípocitemúnavy vposledních30dnech.Naotázky seodpovídápomocí sedmibodové škály,čím vyšší skóre, tím vyšší tíže únavy. Na základě výsledku tohoto dotazníku, stejně jakou PSQI, mohou být ke zlepšení spánku poskytnuty konzultace nebo přímo doporučeníkvyšetřeníspánkovýmodborníkem.

8.1.5. Dotazníknaposouzenísezonníchvlivů(SPAQ)V originále Seasonal Pattern Assessment Questionnaire. Tento dotazník mapuje vlivsezónníchzměnvprostředínaorganismus.Otázkymajízacílzjistit,zdadocházíkezměnámdélky spánku, sociální aktivity, nálady, hmotnosti, chutí kjídlu a celkové energie běhemjednotlivýchměsícůvroce.Výsledkemjehodnota,kteráčímjevyšší,tímvětšíjevlivročníchzměn na jednotlivé parametry. Extrémně vysoké hodnoty mohou ukazovat na výskyttzv. sezónní afektivní poruchy (z angl. Seasonal Affective Disorder, SAD). U vrcholovýchsportovcůvyššísezónnízměnyspíšenepředpokládáme. Imírnésymptomysezónníchzměnse však vpraxi daří zlepšovat pomocí světelné terapie (viz kap. 8.3.2.), která se podlenejnovějšíchvýzkumůukazuje jakomimořádněvhodná iprozvyšovánísportovníhovýkonu(vizBOX7).

Vedle těchto dotazníků obsahuje on-line soubor také otázky týkající se životního stylua spánkové hygieny, např. na spotřebu kávy, alkoholických nápojů, stravování a používáníelektronikyvyzařujícímodrésvětlopředspaním.Tytootázkysloužíjakodalšídůležitávodítkapřipřípravěindividualizovanéhoplánuaklimatizaceaoptimalizacekvalityspánku.

8.2. SenzoryJedním zprvních zástupců tzv. nositelné elektroniky byly v80. letech minulého stoletíhodinky firmy Casio sfunkcí kalkulačky. Od té doby došlo kmasovému celosvětovémurozšířenínejrůznějšíchdrobnýchpřístrojů,odjednoduchýchkrokoměrůpřessofistikovanějšímonitoryfyzickéaktivity,snímačesrdečníhotepu,saturacekrvekyslíkem,tělesnéteplotyažpo tzv. chytré hodinky (smartwatch), které již často obsahují většinu zmiňovaných funkcí(vizobr.13).

Obr.13.Ilustrativnífotografienositelnéelektroniky.Zdroj:HeidiForbesÖste,Flickr Jenutnoupozornitnarozdílmezikomerčnímivýrobkyasenzorypohybua fyziologickýchfunkcíprozdravotnickéavědecképoužití.Komerčnědostupnénositelné technologie jsoudíky svému masovému rozšíření většinou o mnoho levnější než podobná nekomerčnízařízení,ačastosnímajíivícemodalitnajednou.Výstupnídatavšakjsouvýrobcemfiltrovánaazpracovánadojednoduchýchvýstupů,uživatelsámtedynezískávázákladní,tzv.hrubádatapro vlastní analýzu. Uživatel jako výstup získává hotové grafy, které jsou ukládánydopropojenýchmobilních aplikací a které odráží výhradně úsudek výrobce, nikoliv zájemuživatele.Zdalekatakénenízaručenakvalitavstupníchdatdotěchtoanalýz(přístroječastonerozpoznají např. sezení vklidu od spánku atp.). Tyto aplikace jsou dobré pro získánízákladního přehledu o několika sledovaných parametrech, pro odbornou analýzu, kterápředpokládá kreativní práci shrubými daty, je nezbytné používat přístroje validované promedicínské a vědecké využití. Pro analýzu chronotypu a kvality spánku je výhodnépoužitínáramkového senzoru snímajícího pohyb a samostatného senzoru snímajícího tělesnouteplotu.

8.2.1. NáramkovýsenzortělesnéaktivityTentonáramek,vzhledověpřipomínajícíhodinky(obr.14),skrýváuvnitřvelmicitlivýtrojosýsenzor pohybu. Protože je voděodolný (nikoli však vodotěsný), lze se vněm i sprchovat.Sundávatsetedymusípouzepředplavánímčipotápěním,jinakbymělbýtnošennepřetržitějakběhemdne, takběhemnoci.Nárameksepomocípřipojeníbluetoothspárujesaplikací

vmobilnímtelefonunositeleadata jsoupravidelněautomatickyodesílánanazabezpečenýwebovýportál,kdejsouvpřísněanonymizovanéforměpřístupnáproosobyzodpovědnézajejichanalýzu.

Obr.14.Zdroj:https://mindpax.me/wordpress/index.php/our-solution/

Podobunošenísenzoruposílámobilníaplikaceuživatelikaždýdenupozorněnínavyplněnítzv. spánkového deníku. To je sada krátkých otázek na odhadovanou dobu usnutí, početnočních probuzení, subjektivní kvalitu spánku, spontánní probuzení před budíkem a míruenergie po probuzení. Tyto deníky je možné vaplikaci zpětně prohlížet, takže poskytujícennouzpětnouvazbuauživatelmůženapř.vysledovatsouvislostmezisubjektivníkvalitouspánku akvalitou výkonu přes den. Informace ze spánkových deníků nahrané zaplikaceautomatickynaportálsloužíprozpřesněníanalýzypohybovýchdat.Data znáramkového senzoru mohou být zpracovaná dořady grafických výstupů. Obr. 15ukazujepoměrspánkubezpohybu,kterýmůžezhrubaodpovídatpozdějšímstádiímNREMspánkualehkéhospánkusnáhodnýmipohybykončetiny,odlišenýchprovolnéatréninkovédny. Narušení spánkového režimu, např. alkoholem před spaním, povede květšímuzastoupení„zelenéhospánku“zejménavdruhépoloviněnoci.Abychomusnadnilipřípadnoudetekcičasovéhointervalu,vekterémsetentotypspánkuobjevuje,jerozloženíoboutypůvyznačeno ještě jako červená přerušovaná čára vprůběhu noci vobrázku s celkovýmzáznamem o pohybu (obr. 16). Obecně platí, že ideální spánek by měl být každý dennaprosto shodný. Jeho délka ani poměr modré a zelené části by se neměly radikálněodlišovatvevolnýchatréninkovýchdnech.

Obr. 15. Příklad zobrazení kvality spánku detekovaného náramkovým senzoremMindpax. Jednotlivé sloupce ukazují celkovou dobu spánku a její členění meziimobilní spánek, spánek slehkýmpohybemapolospáneknebonočníbdělost. Žlutétečkyvdolníčástimodrýchsloupcůvyznačujívolnédny.Zgrafujezřetelné,ževprvnívolnýdenbylspánekovícenežhodinukratšínežvtréninkovédnyadruhývolnýdenbyla délka spánku kompenzačně zase o něco delší. Spánek 17. 10. ukazuje menšípoměr lehkého spánkunežvjinýchdnech.To si lzevysvětlovatnapř. vyšší fyzickouúnavou.Prosprávnouinterpretacidatjenezbytnésrovnánísespánkovýmdeníkem.

Obr. 16. Příklad analýzy pohybových dat detekovaných náramkovým senzoremMindpax. Toto grafické vyjádření shrnuje míru aktivity v průběhu sledovanéhoobdobí. Jednotlivé řádky obrázku odpovídají dnům (první den sledování nahoře),drobné sloupečky pak odpovídají minutám. Míra aktivity v daném okamžiku jevyjádřenábarvoujejíhoobrazovéhobodu:vysokáaktivitažlutě,nízkátmavěmodře.Spánek je typicky patrný jako tmavěmodrá oblast sdrobnými úseky nízké aktivity.Pokud signál obsahuje výpadky (např. při odložení náramku), projeví se jako tmavěmodréoblastibezaktivity.Dálejsouvyznačenéimmobilníminutyvprůběhuspánku(červeně)aaktivníoblastispánku(modře).

NáramekfirmyMindpaxvsoběnemásenzorokolníhosvětla.Některénáramkynatrhuhomají, problematické však může být snímání světelných podmínek např. vzimě, kdy bývásenzornanáramkučastozakrytoděvem.Výhodnějšíjepoužitísamostatnéhosenzoru,kterýsnímásvětelnépodmínkypřímovúrovniočí.TakovýmsenzoremnapříkladosadiltýmvědcůzUniverzityvPasověprototypinteligentníchbrýlí(vizkap.8.2.3,obr.18).

8.2.2. SenzortělesnéteplotyTělesnáteplotasevprůběhudneměníajejínočnípoklesjedůležitýprokvalituspánku(vizkap.3.1.).Předusnutímaběhemspánkuklesáteplotatělesnéhojádra,anaopaksezahřívátělesnáperiferie,tedynapř.končetiny,kudyteploodchází.Vidíme-litedyvnoci,vklidu,vespánku,nárůstperiferníteploty,vidímetedytaképoklesteplotyvnitřní.Vsoučasnosti je jediným validovaným a odborníky hojně používaným bezdrátovýmsnímačemtělesnéteploty,kterýsnímásvysokoupřesností (0,05°C),Thermochron iButtonDS1291H firmy Maxim Integrated. Vzhledově a velikostí tento senzor připomíná plochoubaterii nebo knoflík. V tétodrobné kovové plechovce je skrytá baterie, samotný senzorteploty a systém umožňující zápis teplotních dat do paměti pod přesnými časovýmiznačkami. Pokud Vám tato součástka (viz obr. 17) připomíná spíše přístupový čip, mátepravdu, patří totiž do velké skupiny různě zaměřených paměťových čipů od stejnéhovýrobce.

Změny periferní teploty měříme voblasti zápěstí nad probíhající tepnou. Senzor jenejpraktičtějšípřipevnitdovnitřbavlněnéhosportovníhopotítka,pomocíkteréhonazápěstídobředržíadásesnadnosundávat.ZdatzískanýchzměřeníiButtonemnásnejvícezajímápozvolná změna tělesné teploty před ulehnutím, usnutím a během noci. Pro analýzu jsoudůležité také teplotníhodnoty těsněpřed,přiapoprobuzení.Za tímtoúčelem jepotřebanositsenzoripřesden,abychomzískalipřehledotělesnéteplotěběhemaktivnífáze.Senzorsesundávájenpředsprchovánímnebonatrénink.

8.2.3. Senzorokolníhoosvětlení

Mnoho komerčně dostupných náramkových snímačů aktivity má vsobě zabudovanýi senzorokolníhoosvětlení.Kvůlipřesnějším informacímoparametrech světla, kterému jejedinecvystavenpřímovúrovniočí,vstupníbránydocirkadiánníhosystému, jevýhodnějšípoužíttakovétosenzoryzabudovanénapříkladvbrýlích(obr.18).

Obr. 18. Prototyp brýlí se zabudovaným senzorem okolního osvětlení vyvíjenýskupinouvědcůzUniverzityvPasově.Převzatoz:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fict.2017.00008/full

Obr.17.SenzortělesnéteplotyThermochroniButtonDS1291HfirmyMaximIntegrated.Převzatoz:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2017.00635/full

8.3. Doplňkyaaplikaceprourychlenísynchronizaceazlepšeníkvalityspánku

Urychlenísynchronizacepřipřeletechpřesčasovápásmalzedocílitřízenýmvystavovánímseadůslednýmvyhýbánímsesvětluběhemkonkrétníchčasovýchintervalů(vizkap7.2.).Tytointervaly jsou spočítány na základěpřesnýchdat o chronotypu, aktuální fázi cirkadiánníhosystému před odletem, čase odletu, trvání přeletu a časovém pásmu cílové destinace.Následující popsané doplňky a aplikace jsou velmi užitečnými nástroji jak pro urychlenísynchronizacepřicestování,takprozlepšeníkvalityspánkuaamplitudycirkadiánníchrytmůvdomácích podmínkách. POZOR! Tyto nástroje je ale potřeba důsledně používat přesněpodleindividuálníhoplánu.Jakužbyloněkolikrátřečeno,expozice,itřebajenvelmikrátká,intenzivnímusvětluvnesprávnoudobumůžemítzanásledekprohloubenífázovéhoposunuvnitřníchhodinazhoršenísymptomůjetlag.

8.3.1. OranžovébrýleblokujícímodrousložkusvětelnéhospektraBrýlesoranžovýmiskly (vizobr.19),kteréúčinně filtrujímodrousložkusvětelnéhospektradopadající na sítnici oka zrůzných typů umělého osvětlení, monitorů počítačů a displejůmobilníchtelefonůadalšíelektroniky.

Obr. 19. Brýle soranžově zbarvenými skly blokujícímodré spektrum (viz obr. 10).(https://glarminy.com/best-anti-blue-light-products/).

Nošenímtěchtobrýlíjepotřebachránitsvůjcirkadiánnísystémpředmodrousložkousvětlav konkrétníchčasových úsecích uvedených v individuálním aklimatizačním plánu. Tím semůžezabránitpoklesuhladinyspánkovéhohormonumelatoninu(vizobr.20)anežádoucímfázovýmposunůmvnitřníchhodin. Jepotřebamít napaměti, žedenní světlodosahuje vesrovnání sumělým osvětlením a podsvícením displejů elektroniky řádově daleko vyššíchintenzit a oranžové brýle tedy nezabrání veškerému neblahému vlivu denního světla namelatonin a fázovou stabilitu vnitřních hodin, pokud se budete snasazenými brýlemipohybovat venku na denním světle. Vdobě předepsaného odstínění světlu je tedy lepšípobývatsnasazenýmioranžovýmibrýlemivinteriéru.Pokudvpředepsanédoběodstíněnísesvětlupůjdete spát,po sundáníoranžovýchbrýlíokamžitěnasaďtena zavřenéoči tmavoumaskunaoči.

8.3.2. ZařízeníprosvětelnouterapiiNatrhujekdispozicivelkémnožstvízdravotnickycertifikovanýchzařízeníprotzv.světelnouterapii.Světelnáterapieseběžněvyužívákléčběrůznýchforemsezónníafektivníporuchy.Projevem tétoporuchy jsou změnynálad apokles energie vsouvislosti skrátkými zimnímidnybezdostatečnéhoslunečníhoosvitu.Vposlednídoběsealesvětelnáterapiepoužíváproléčbu i jiných typů depresí a poruch spánku. Světelné boxy (viz obr. 21 A) vyzařují světloo vysoké intenzitě sparametry velmi blízkými dennímu světlu. Pro úspěšnou terapii jepotřebastrávitpředsvětelnýmboxemalespoň30až60minutvevzdálenosti30až60cmodzdroje.Nejnovějšívýzkumyukazují inapozitivnívlivřízenéexpoziceintenzivnímusvětlunavýkonnostelitníchsportovců(vizkap.7;BOX7).Kroměsvětelnýchboxůproosobnípoužitíjemožnévyužívatpřesněspočítanéspektrumaintenzituvesvětelnémpokoji(vizobr.21B.).Dalšívelmipřenosnouastylovoumožností jeexpozicesvětluvyzařovanémuzespeciálníchbrýlíprosvětelnouterapii(vizobr.21C).

Obr. 20. Přirozená hladina melatoninu vnoci (černé čtverečky) je významněpotlačena 800 luxy bílého světla, což zhruba odpovídá plně osvětlené místnostistropnímizářivkami(prázdnákolečka).Pokudmápokusnýsubjektnaočíchoranžovébrýle,melatonin je potlačenpouzenepatrně. (Převzatoz:KayumovL., etal., (2005)Blocking Low-Wavelength Light Prevents NocturnalMelatonin Suppression with NoAdverse Effect on Performance during Simulated ShiftWork, The Journal of ClinicalEndocrinology & Metabolism, Volume 90, Issue 5; 2755–2761,https://doi.org/10.1210/jc.2004-2062

A B

C

Obr.21.Zdrojesvětelprochronoterapii.A)Typickýstolnísvětelnýboxprosvětelnouterapii. B) Ilustrativní obrázek světelné terapie pobytem ve speciální místnostispřesněnavrženýmosvětlením.C)Různétypybrýlíprosvětelnouterapii.

8.3.3Užitečnémobilníaplikace

8.3.3.1.SleepasAndroid

Mobilní aplikace platformy Android umožňující sledování spánku s možností nastavenítzv. chytrého buzení. Kměření spánku se využívá poměrně přesný senzor pohybu, kterýmjsou všechny dnešní chytré telefony vybavené. Pro detekci spánku je nutné mít telefonpoložený vedle sebe na matraci. Snímání spánkových dat je možné také prostřednictvímkompatibilních sporttesterů a chytrých hodinek připojených kaplikaci přes bluetooth. Přiměřenístěmitoexternímisenzoryjedetekcespánkovýchfázípřesnějšíadálesezpřesňujepři použití hodinek se senzorem tepové frekvence (obr. 22). Prodetekci spánku stačí tedynastavit požadovaný čas probuzení a časovou rezervu, kdy nejdříve před zadaným časemmůže budíček zazvonit. Vzákladním nastavení je to rozmezí 30 minut. Aplikace vás nazákladěaktuálníchpohybovýchdatprobudívdobě,kdysebudetenacházetvefázilehkéhospánku. To zajistí, že se budete poprobuzení cítit odpočatější, než kdyby vás budík vytrhlzhlubokéhospánku.Mezidalšíužitečnéfunkcetétoaplikacepatřínahráváníokolníhozvukupřispánkusmožnostínáslednéhopřehrávání,počítáníspánkovéhodeficituanotifikace,že„ječas jít spát“nazákladěpředemuloženéhodnoty ideálnídélkyspánkuapožadovanéhočasuprobuzení.Aplikacetakédovedezdlouhodoběměřenýchdatanalyzovatvášchronotyppomocí analýzy střední doby spánku. Metodou strojového učení jsou automatickydetekoványtzv.„work-likedays“,nebolipracovnímdnůmpodobnédny,a„free-likedays“,nebolivolnédny.Porovnánímstřednídobyspánkuve„work-likedays“a„free-likedays“jeaplikace schopna zhruba určit váš chronotyp. Majitelé telefonů splatformou iOS mohouvyužítalternativníaplikacespodobnýmifunkcemi,např.SleepCycleAlarmClock.

Obr. 22. ukazuje vzorový záznam spánku vaplikaci Sleep as Android. Vlevémhorním rohu je zaznamenaná doba trvání spánku vhodinách a pod ní je hodnotaspánkovéhodeficitu,tj.rozdílutrváníaktuálníhospánkuvůčinastavenéideálnídoběspánku. Spánkový deficitmůže nabývat kladných i záporných hodnot. Horní zelenýgrafjetvořenhrubýmidatyzpohybovéhosenzorutelefonunebojinéhopohybovéhosenzoru připojeného přes bluetooth. Obsahuje časovou osu od zapnutí sledováníspánku až po jeho ukončení. Záznam spánku se ukončuje vypnutím budíku, ale jemožnéjejukončitivpřípadě,žedojdekprobuzenípředzazvoněnímbudíku.Kruhováikonasesymbolemsluncepředčíslem6vpravéčástizáznamuoznačuječasvýchoduslunceprookamžitougeografickoupolohuuživatele.Dalšídvěkruhovéikonykekoncizáznamu označují zvonění budíku, červená přerušovaná čára mezi těmito ikonamiinterval odložení zvonění budíku. Prostřední graf označuje orientačně vypočítanáspánkovástadia.Sytězelenýpruhodpovídáúsekuvysokéaktivityažbdělosti,světlezelené obdélníky lehký spánek, nižší tmavozelené obdélníky přibližně odhadnutý1úsekREMfáze,nejnižšítmavozelenéúsekypakodpovídajíhlubokémuspánku.Spodnísvětle šedý graf označuje úseky, kdymikrofon telefonu zaznamenal během spánkuzvuky.Vlevémdolnímrohujevyjádřenýpoměrhlubokéhospánkuvprocentech.Podtímtopoměremjenapsánocelkovétrváníhlubokéhospánkuvhodináchaminutáchavedlemenšímčíslempočetúsekůhlubokéhospánku. Ikonavpravémdolnímrohusloužíprovpisovánípoznámekahvězdičkyprohodnoceníkvalityspánku.

1 Určení REM spánku je pouze hrubý odhad a vžádném případě nedosahuje přesnostivyšetřenívespánkové laboratoři,protožekurčeníREMfáze jezapotřebí snímánímozkovéaktivity,pohybůočíanapětísvalstva.

8.3.3.2.F.lux

Software, který funguje jako filtr modrého světla pro elektronická zařízení, jako jsoumonitory počítačů, displeje telefonů, tabletů, čteček, chytrých hodinek a dalších. f.luxdoporučujemenainstalovatdovšechvašichzařízení.Předinstalacíalezkontrolujte,zdavašezařízenífunkci„filtrmodréhosvětla“nemánáhodouužvzákladnísoftwarovévýbavě.Tojepřípad některých novějších telefonů Samsung a iPhone. Program f.lux a další softwarovéfiltry modrého světla na základě přibližné geografické polohy zařízení automatickypřizpůsobujíjas,intenzituasvětelnéspektrumvyzařovanézmonitoručidisplejetak,abypozápadusluncevdanélokalitězařízenínevyzařovalomodrésvětlo.Tentoautomatickýfiltrjemožnékdykolipozastavitanavrátittakparametrymonitoručidisplejedopůvodníhostavu.Jak je patrné z obr. 23, aktivní filtr modrého světla způsobí posun barevného vyzařovánídispleje do teplejších tónů, od žlutooranžové po červenou. Míru „zčervenání“ displeje jemožné vnastavení programu regulovat. Vybírat lze zněkolika přednastavených režimůbarevnéhospektrálníhoposununeboliteplotychromatičnosti,vizobr.24.

Obr.23.Ilustračnífotografieznázorňujícírozdíl vbarevném vyzařování displejesaktivním (vlevo) a neaktivnímprogramemf.lux.

http://macnn.mnmcdn.com/article_images/1458186575-md-nightshiftmodecomparison_800x600.jpg

Obr.24.Ukázkovédialogovéoknonastaveníprogramuf.luxveverzipropočítače.Pokliknutínaoblastvlevémhornímrohuseotevřerozbalovacíseznamsmožnostminastavení a přizpůsobení programu. Kliknutím na Change color dojde kotevřenívýběru přednastavených teplot barevného záření monitoru. Na tomto obrázku jezvolená hodnota 6500K: Daylight. Číslo označuje tzv. teplotu chromatičnostivjednotkách Kelvin a anglický popis světelný zdroj se srovnatelnou teplotouchromatičnosti. Vtomto případě tedy monitor vyzařuje složky světelného spektrapřítomné vdenním světle (Daylight), tedy i modrou. Vseznamu směrem nahoruvidíme snižující se hodnoty teploty chromatičnosti (a zvyšující se podíl teplýchčervených tónů vbarevném podání monitoru) od 5500K odpovídajícím slunečnímusvětlu, 4200K zářivce, 3400K halogenové žárovce, 2700K klasické žárovce, 2300Kztlumenéklasickéžárovce,1900Ksvětlusvíčkya1200KbarvěAHojžhavýchuhlíků(vizobr. 10). Barevné zářenímonitoru lze buďměnit aktuálně přímo výběrem ztohotoseznamu,nebosipokliknutínaprvnínabídkulevéhorozbalovacíhoseznamu(Adjustall colors at once), nastavit rozdílnou teplotu chromatičnosti monitoru pro různádenní období. Během dne, západ slunce a čas těsně před spaním. Doporučenánastaveníjsou6500Knebo5500Kběhemdne,3400Kpřizápadusluncea1900Knebo1200Kprosledovánímonitoru(čidisplejetelefonu)vobdobítěsněpředspanímnebovdoběpředepsanéhovyhýbánísesvětlu.

8.3.3.3Fluxometer

Užitečný online nástroj pro praktické ověřování světelné intenzity a spektrálního složenírůzných světelných zdrojů včetně monitorů a displejů vybraných elektronických zařízenínajdete stránkách https://fluxometer.com. Můžete vyhledávat vseznamu mnohaproměřených světelných zdrojů a zjistit přesné informace o vlivu konkrétního světelnéhozdrojenafázovýposunlidskýchcirkadiánníchhodin.Výbornouinteraktivnífunkcíjemožnostpřidávat ke zvolenému světlu různé typy proměřených filtrů (konkrétní značky brýlíblokujícíchmodré spektrum a softwarový filtr f.lux) a sledovat, do jakémíry je daný filtrschopeneliminovatvlivsvětelnéhozdrojenafázovýposuncirkadiánníhosystému(obr.25).

Obr. 25.Zjednodušenýobrázek zonlinenástroje fluxometer znázorňující světelnéspektrum vyzařované displejem telefonu před a po použití filtru f-lux. Vlevémhorním obrázku je znázorněno světelné spektrum vyzařované displejem telefonuiPhone 6, vlevém dolním pak odpovídající poměr světelné intenzity vporovnánísintenzitou denního světla a výpočet fázového posunu cirkadiánního systému(vminutách)přivystavenísesvětluodanýchparametrechvdobě,kdyjecirkadiánnísystémcitlivýna vliv světla.Vpravopakproporovnání parametrydispleje stejnéhotelefonupřizapnutémfiltruf.luxnahodnotu1200K.