Aktuálně o světle

V poslední době probíhá médii mnoho informací o tom, jak se při pobytu venku bránit proti nakažení Covid-19, abychom neohrozili sebe ani své okolí. Méně pozornosti se však věnuje tomu, jak se o své tělesné i duševní zdraví starat doma. Epidemie nás přitom uzavřela uvnitř budov. Je za námi několik dlouhých týdnů a není jasné, kolik nás jich ještě čeká.  

Mnoho lidí žije v bytových domech bez možnosti vyjít alespoň na balkon, lodžii nebo do zahrady. Spousta z nich z domova i pracuje, celé dny se tak vůbec nemusí dostat ven. Zdá se to jako drobnost. Ostatně kdo by si nechtěl odpustit ranní stresující cestu do práce a místo toho celý den strávit v pohodlí domova?

Ale už dnes mnoho z nás cítí napětí, podráždění, únavu nebo otupělost. Večer se nám těžko usíná, ranní vstávání se posouvá na stále pozdější hodinu. Napadlo vás, že za to možná může i fakt, že nám jednoduše chybí denní světlo?

Denní světlo a naše vnitřní hodiny

Na lidský organismus má denní světlo významný vliv. Pravidelné střídání světla a tmy na Zemi odjakživa a velmi spolehlivě informovalo všechny živé organismy, zda je den či noc, a zda tedy mají být připraveni na aktivitu či odpočinek.  A nejen to. Podle změny poměru dne a noci mohou také předvídat, zda se blíží teplé či studené roční období a na tuto změnu se nachystat.

V posledních desetiletích, a během současné krize ještě výrazněji, trávíme naprostou většinu času uvnitř budov a málo venku. Přitom v běžných domech jsou obvykle pouhé jednotky procent denního světla oproti venkovnímu prostředí. Většina umělých zdrojů světla navíc nemá takové spektrum, které by dokázalo přirozené denní světlo a sluneční svit zcela nahradit.

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 na sebe ale 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 mylné se domnívat, že když se během dne schováme do tmy, můžeme “doplnit”, co jsme večer potlačili svými počítačovými monitory. Biologické hodiny vědí, že je den, a syntézu melatoninu nespustí ani v temném sklepě. Naopak, z mnoha různých důvodů potřebují naše biologické hodiny (nejen vitamín D) hodně denního světla, stejně jako co největší tmu v noci. 

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, tak nějak víc 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 ale 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 disposici právě v období, kdy bývá jeho imunitní systém velmi vytížen.

S využitím umělých zdrojů světla se dnes 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 konstruované 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 ale 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 prokazuje 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] či virové nákaze [21].    

 

Závěr

V posledních letech je nočního světla kolem nás opravdu hodně. 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. Proto zařaďte 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.

Platforma pro zdravé osvětlování

Lenka Maierová & Zdenka Bendová

PS:

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, variabilita citlivosti na noční světlo je v lidské populaci přes dva řády [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 informací

1. DO, M.T.H.; YAU, K-W., (2010). Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00013.2010?url_ver=Z39.88-2003&rfr_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. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)81008-4
3. LEGATES, T.A.; FERNANDEZ, D.C.; HATTAR, S. (2014). Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect. https://www.nature.com/articles/nrn3743
4. Human Health. 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. https://ehp.niehs.nih.gov/doi/full/10.1289/ehp.10200?url_ver=Z39.882003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed
6. BRODCOVÁ, D. (2020). Obezita jako rizikový faktor? Vědci sbírají data ke koronaviru. 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. https://daylight.academy/news/coronavirus-and-the-sun/
8. BROWN, T.M. (2020). Melanopic illuminance defines the magnitude of human circadian light responses under a wide range of conditions. 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. https://doi.org/10.3390/molecules23020509
10. DOI : 10.2174/1381612824666180426112832
11. CALVO, J.R. a kol. (2013). The role of melatonin in the cells of the innate immunity: a review. 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. 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. 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. 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. 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.  https://doi.org/10.22074/cellj.2019.6207
17. BHATTACHARYA, S. a kol. (2019). Melatonin and its ubiquitous anticancer effects. https://doi.org/10.1007/s11010-019-03617-5
18. JUNAID, A. a kol. (2019). Ebola Hemorrhagic Shock Syndrome-on-a-Chip. 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. 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. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2005.00265.x
21. BONILLA, E. a kol. (2004). Melatonin and viral infections. https://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. https://www.pnas.org/content/116/24/12019