Aktuálně o světle

Podle dostupných statistik zůstávalo během prvního měsíce koronavirové pandemie doma více než 35 % osob. Jejich obvyklá pracoviště byla uzavřena, přesunuli svou  práci do režimu on-line nebo se  po uzavření škol a školek starali o děti. Zejména ve městech žije mnoho lidí v bytových domech, často bez možnosti vyjít na balkon, terasu nebo do zahrady. Není tak výjimkou, že celé  dny vůbec  neopustí dům. Zdá se to jako drobnost. Ostatně  kdo by si nechtěl odpustit ranní stresující  cestu  do práce a místo toho raději celý den strávil v pohodlí domova?

Pokud jste si tento režim vyzkoušeli sami na vlastní kůži, možná jste již po několika dnech zaznamenali, že se vám večer hůře usíná a ranní vstávání se  postupně  posouvá na stále pozdější hodinu. Zřetelně pozorovatelné to bývá u dětí a dospívajících. Záhy se objevil pocit vnitřního napětí, podráždění, únavy nebo otupělosti. Napadlo vás někdy, že za tuto ztrátu pravidelného denního režimu možná může i fakt, že organismu jednoduše chybí denní světlo?

Naopak večer na sebe necháváme působit elektrické světlo. To bývá často i stokrát silnější než světlo měsíce v úplňku a hvězdnou oblohu překoná dokonce stotisíckrát. Kombinace pobytu v interiéru během dne a užívání elektrického osvětlení v noci snižuje kontrast mezi dnem a nocí.

Věda o biologických hodinách (chronobiologie) již dávno ví, že naše vnitřní hodiny jdou tím přesněji, čím větší  kontrast mezi denním světlem a noční tmou jim dopřáváme. Pokud je kontrast nízký, naše hodiny běží nepřesně a signály, které do těla vysílají, jsou nejasné, slabé, chaotické. Po nějaké době jejich zmatené signály přestane tělo vnímat, jednotlivé procesy a orgány v těle se přestanou synchronizovat a zdravotní problém je na světě. Je tedy jasné, že stojí za to věnovat světlu a biologickým hodinám trochu pozornosti.

Před dvaceti lety byl v našem oku (a taky v očích všech  ostatních živočichů) objeven třetí typ fotoreceptoru, nazvaný ipRGC. Informace o tom, zda je venku den, nebo noc, z něho putují přímo do biologických  hodin v mozku [1]. Ty koordinují aktivitu a odpočinek  celého organismu. Jeden z důležitých signálů, který vysílají, je pokyn ke zvýšení produkce hormonu melatoninu [2].

Melatonin je důležitý pro dobrou regeneraci a kvalitu spánku. Tvoří se v pineální žláze neboli šišince  a jeho syntéza  je spouštěna  tak, aby začínala vždy  večer  a zároveň za tmy.  Díky melatoninu tělo snáze  chápe, že se  blíží noc, tedy čas  dobít baterky a napravovat škody, které v organismu vznikly v průběhu dne. Vysoké koncentrace nočního melatoninu totiž odbourávají v těle volné radikály a zvyšují přirozenou imunitu, je také účinným protizánětlivým činidlem. Platí, že čím více je světla ve dne a čím větší je tma v noci, tím jsou signály pro tvorbu melatoninu přesnější.

Pokud tedy ne sebe svítíme dlouho do noci umělým světlem, syntéza melatoninu se zpozdí, nebo nezačne vůbec, případně jeho hladina nedosáhne takové úrovně, aby v organismu  něco  zmohl. Je také mylné se domnívat, že když se během dne schováme  do tmy, můžeme „doplnit“, co jsme večer potlačili světlem svých počítačových monitorů. Biologické hodiny vědí, že je den, a syntézu  melatoninu nespustí ani v temném sklepě.

Biologické hodiny regulují také naši náladu a duševní i fyzický výkon. Známe  to všichni.  V létě máme lepší náladu a dokonce také lepší výkon jak v práci, tak ve sportu. Jsme méně unavení, více vydržíme. V zimě je občas  obtížné přimět se k soustředěné  práci i po třech šálcích kávy a často se nám „nic nechce“.

Samozřejmě že za to může slunce. Příčinou však není, jak by se mohlo zdát, tepelné záření, které nás v létě více ohřívá. Je to především díky velmi vysoké intenzitě viditelného světelného spektra. Tu zaznamenávají fotoreceptory v oku. Informace z nich jsou vedeny přímo do struktur mozku, které jsou zodpovědné za náš psychický stav [3]. To je pravá příčina toho, že jsme v létě veselejší, máme více energie a lépe zvládáme stres. Světelná terapie, tj. vhodně načasovaný pobyt v prostředí s intenzivním světlem,  je jednou z účinných metod prevence i léčby některých typů depresivních poruch.

Elektrické osvětlení

V (ne)dávných dobách, kdy ještě neexistovalo umělé osvětlení, kopírovala noční hladina melatoninu délku noci tak, jak se  měnila s ročním obdobím. V zimě tedy šišinka produkovala nejméně dvakrát tolik melatoninu než v létě. Organismus ho měl díky tomu více k dispozici právě v období, kdy bývá jeho imunitní systém  velmi vytížen. S využitím umělých zdrojů světla se v současnosti  snažíme obelstít náš mozek. Přesvědčujeme ho, že noc v zimě trvá stejně krátce jako v létě. Elektrickým osvětlením  mu sdělujeme,  že ještě nemusí  jít spát, že den je delší, než ve skutečnosti  je. Naše biologické hodiny jsou konstruovány tak, že se stále mírně zpožďují, a světlo jejich chod napravuje. Platí, že světlo zvečera  hodiny ještě více zpožďuje, ale světlo zrána je naopak zrychluje. Naprosté většině lidí dělá tedy ranní světlo jenom dobře, zatímco večerní už moc ne. Výjimkou mohou být tzv. skřivani, ranní ptáčata, kteří díky trochu rychlejším hodinám mohou mít preference opačné.

Co však vůbec nikomu dobře nedělá, je světlo v noci [4]. Svítíme-li na sebe dlouho do pozdních hodin, zejména bílým světlem, hodiny to považují za signál dne. Zastaví se noční ozdravné procesy a spustí se denní režim. Světlem  v noci snižujeme hladinu tolik potřebného hormonu melatoninu, zvyšujeme  srdeční frekvenci a tělesnou teplotu, které pak zhoršují kvalitu spánku. K čemu  je kvalitní spánek dobrý, není nutné zdůrazňovat.

V souvislosti s narušeným chodem biologických hodin je studován výskyt cukrovky 2. typu, vysokého krevního tlaku, obezity a některých druhů rakoviny [5]. Jedná se tedy o nemoci, které mimo jiné také výrazně zhoršují symptomy koronavirové nákazy [6].

Zdraví a imunita

Imunitní odpověď, posilování imunity, cytokinové  bouře, buněčná imunita, vitamíny C a D… To jsou všechno  termíny, které nás v posledních  týdnech  zaškolují  do fungování  imunitního systému.  Že denní světlo a přímé sluneční záření pomáhají oslabenému organismu zvládnout různé infekce,  věděli již naši předkové. Sluneční terapie byla využívána například i v době epidemie španělské  chřipky [7]. Pro dobrou funkci  naší  imunity je nezpochybnitelná  role spánku. Méně se  už zdůrazňuje, jak je důležité spát ve tmě. Melatonin je znám hlavně jako tzv. hormon spánku, protože napomáhá usínání. Měl by se však lépe nazývat hormonem tmy. Světlo, zejména to se zastoupením  kratších vlnových  délek (tzv. studené  světlo,  modré světlo apod.), totiž jeho produkci ruší [8].

Je to právě dostatečně vysoká hladina melatoninu, která zajišťuje posilování imunitních odpovědí. Mnoho vědeckých  publikací pro kazuje jeho antioxidační [9] a protizánětlivé vlastnosti [10], pozitivní úlohu ve vrozené [11] i získané protilátkové [12] imunitě. Pokusy na myších  např. ukázaly, že melatonin spolehlivě  redukuje zánětlivé procesy v plicích spojené s přirozeným stárnutím [13], pomáhá i kuřákům [14] nebo plicím zasaženým znečišťujícími látkami z ovzduší [15] či radioaktivním zářením [16]. Má onkostatické (protinádorové) účinky [17] a dokonce zmírňuje i hemoragické (krvácivé) cévní změny způsobené virem Eboly [18]. Ve výčtu pozitivních účinků melatoninu bychom  mohli pokračovat dlouho a není vůbec  divu, že prodlužuje život. Ať již oddálením přirozeného stárnutí [19] či zmírňováním smrtelných cytokinových  bouří po bakteriální [20] nebo virové nákaze [21].

Závěr

V posledních letech je nočního světla kolem nás opravdu hodně. Umělé světlo začalo být levné a jeho biologické účinky řeší jen pár zasvěcených odborníků. Přitom je stále více zřejmé, že pečovat o svoje biologické hodiny a melatonin se vyplatí. Nejen v době epidemie, ale každý den. Zařaďte proto do svého denního režimu procházku, nejlépe ráno. Užívejte si denní světlo a slunce. Večer ztlumte světla včetně všech displejů a obrazovek. Zhasínejme v noci. Nejen doma, ale i venku, protože také ptáci, hmyz, veverky, ryby v potoce… všichni mají melatonin, který pečuje o jejich imunitní systémy a nemá rád světlo v noci.

Máte-li pocit, že se vás tenhle článek netýká, protože klidně usínáte večer u televize  nebo do minuty po vypnutí počítače, patříte do skupiny lidí, kteří mají sníženou citlivost na světlo. Jak totiž ukázala nejnovější studie, citlivost na noční světlo se mezi jedinci v lidské populaci může lišit až stonásobně [22]. To je dobré vědět, abychom měli pochopení pro ty citlivější a nesvítili jim večer, pokud jim to vadí. Oni si totiž nevymýšlejí, to jen jejich tělo hledá obranu proti dalšímu negativnímu vlivu zvenčí.

Tato práce byla podpořena projektem GAČR, číslo: 19-17037S a projektem MŠMR LO NPÚ1 Univerzitní centrum energeticky efektivních budov – fáze udržitelnosti (LO1605).

Zdroje:
[1] DO, M. T. H.; YAU, K-W., (2010). Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells. Dostupné z: https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00013.2010?url_ver=Z39.88-2003&r-fr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed.
[2] REITER, R. J.; TAN, D. X.; FUENTES-BROTO, L., (2010 ). Melatonin: a multitasking molecule. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)81008-4.
[3] LEGATES, T. A.; FERNANDEZ, D. C.; HAT TAR, S. (2014). Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/nrn3743.
[4] Human Health. Dostupné z: https://www.darksky.org/light-pollution/human-health/.
[5] STEVENS, R. a kol. (2007). Meeting Report: The Role of Environmental Lighting and Circadian Disruption in Cancer and Other Diseases. Dostupné z:
https://ehp.niehs.nih.gov/doi/full/10.1289/ehp.10200?url_ver=Z39.882003rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed.
[6] BRODCOVÁ, D. (2020). Obezita jako rizikový faktor? Vědci sbírají data ke koronaviru. Dostupné z: https://www.seznamzpravy.cz/clanek/obezita-jako-rizikovy-faktor-vedci-sbiraji-data-ke-koronaviru-94640.
[7] HOBDAY, R. (2020). Coronavirus and the Sun: a Lesson from the 1918 Influenza Pandemic. Dostupné z: https://medium.com/@ ra.hobday/coronavirus-and-the-sun-a-lesson-from-the-1918-influenza-pandemic-509151dc8065.
[8] BROWN, T. M. (2020). Melanopic illuminance defines the magnitude of human circadian light responses under a wide range of conditions. Dostupné z: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jpi.12655.
[9] REITER, R. J. a kol. (2018). Mitochondria: Central Organelles for Melatonin's Antioxidant and Anti-Aging Actions. Dostupné z: https://doi.org/10.3390/molecules23020509.
[10] CARRASCAL, L. a kol. (2018). Role of Melatonin in the Inflammatory Process and its Therapeutic Potential. DOI : 10.2174/1381 612824666180426112832.
[11] CALVO, J. R. a kol. (2013). The role of melatonin in the cells of the innate immunity: a review. Dostupné z: https://doi.org/10.1111/ jpi.12075.
[12] REGODÓN, S. a kol. (2009). Melatonin enhances the immune response to vaccination against A1 and C strains of Dichelobacter nodosus. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.01.001.
[13] PUIG, A. a kol. (2016). Melatonin decreases the expression of inflammation and apoptosis markers in the lung of a senescence-accelerated mice model. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.exger.2015.11.021.
[14] IN -SIK, S. a kol. (2014). Melatonin attenuates neutrophil inflammation and mucus secretion in cigarette smoke induced chronic obstructive pulmonary diseases via the suppression of Erk Sp1 signaling. Dostupné z: https://doi.org/10.1111/jpi.12192.
[15] LEE, F-Y. a kol. (2019). Short-interval exposure to ambient fine particulate matter (PM2.5) exacerbates the susceptibility of pulmonary damage in setting of lung ischemia-reperfusion injury in rodent: Pharmacomodulation of melatonin. Dostupné z: https:// doi.org/10.1016/j.biopha.2019.108737.
[16] ALIASGHARZADEH, A. a kol. (2019). Melatonin Attenuates Upregulation of Duox1, and Duox2 and Protects against Lung Injury following Chest Irradiation in Rats. Dostupné z: https://doi.org/10.22074/cellj.2019.6207.
[17] BHATTACHARYA, S. a kol. (2019). Melatonin and its ubiquitous anticancer effects. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/s11010-019-03617-5.
[18] JUNAID, A. a kol. (2019). Ebola Hemorrhagic Shock Syndrome-on-a-Chip. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.100765.
[19] PIERPAOLI, W.; REGELSON, W. (1994). Pineal control of aging: effect of melatonin and pineal grafting on aging mice. Dostupné z: https://doi.org/10.1073/pnas.91.2.787.
[20] CARRILLO-VICO, A. a kol. (2005) Beneficial pleiotropic actions of melatonin in an experimental model of septic shock in mice: regulation of pro-/anti-inflammatory cytokine network, protection against oxidative damage and anti-apoptotic effects. Dostupné z: https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2005.00265.x.
[21] BONILLA, E. a kol. (2004). Melatonin and viral infections. Dostupné z: ttps://doi.org/10.1046/j.1600-079X.2003.00105.x.
[22] PHILLIPS, A.J.K. a kol. (2019). High sensitivity and interindividual variability in the response of the human circadian system to evening light. Dostupné z: https://www.pnas.org/content/116/24/12019.