iSpanek > O spánku > Co je cirkadiánní rytmus a jak funguje?

Co je cirkadiánní rytmus a jak funguje?

cirkadianní rytmus - obrázek ženy držící hodiny před obličejem

Střídání spánku a bdění je jeden z mnoha každodenních procesů, které jsou řízeny cirkadiánním rytmem. Co je to ten cirkadiánní rytmus a jak vlastně funguje? Jak se mění v průběhu života a co byste měli udělat pro jeho správný chod?

Biorytmy

Každou chvíli probíhají v našem těle různé procesy. Tyto procesy mají svůj cyklus, který se opakuje v určitých intervalech – mohou být různě dlouhé. Těmto cyklům říkáme biorytmy.

Některé procesy v našem těle probíhají v delších cyklech a jsou to tedy biorytmy s delším cyklem (př. menstruační cyklus), některé naopak v kratších (př. dýchání, srdeční činnost), a některé v cyklech, které odpovídá zhruba jednomu dni (př. spánek a bdění, tělesná teplota).

Cirkadiánní rytmus

Biorytmy s dobou odpovídající zhruba jednomu dni se nazývají cirkadiánní rytmy. Slovo cirkadiánní pochází z latinských slov „circa“ – přibližně, „diem“ – den.

Cirkadiánní rytmus je biorytmus s cyklem, který trvá přibližně jeden den. Cirkadiánní rytmus má ve skutečnosti délku 24,2 hodiny, ale může se pohybovat v rozmezí od 23-25 hodin. Cirkadiánní rytmy (jako všechny ostatní biorytmy) mají tedy svůj vlastní vnitřní čas, který běží nezávisle na tom vnějším, i když se mu přibližuje. Nemají přesně 24 hodin, jen přibližně – cirka.

Cirkadiánní rytmy řídí například tělesnou teplotu, vylučování hormonů, nebo právě rytmus spánku a bdění. Tedy procesy, které se opakují den co den – mají denní cyklus (rytmus).

Aby procesy, které jsou řízeny cirkadiánními rytmy, probíhaly v našem těle ve správnou denní dobu – například abychom chodili spát večer a vstávali ráno – musí se vnitřní čas cirkadiánních rytmů sladit s časem venku (astronomickým časem). Musí se synchronizovat. Tuto synchronizaci mají na starost centrální hodiny.

Centrální hodiny

Centrální hodiny se nachází v mozku (hypotalamu) a tvoří je malý párový orgán nazvaný Suprachiasmatická jádra (SCN). Jejich hlavním úkolem je řídit a synchronizovat cirkadiánní rytmy v našem těle s časem v okolním prostředí.

Aby mohly centrální hodiny sladit vnitřní čas s vnějším, potřebují nějaký signál o tom, jaký je venku čas. Signálů je celá řada (teplota, atmosférický tlak…), ale tím nejdůležitějším je světlo.

Centrální hodiny jsou napojeny na sítnici našeho oka, ve kterém jsou fotoreceptory citlivé na modrou část spektra – modré světlo. V závislosti na tom, kolik dopadá na sítnici světla, odesílá se do centrálních hodin signál o tom, jaký je čas v okolním prostředí. 

Na obrázku: Suprachiasmatická jádra (SCN) získávájí informace o světle ze sítnice oka a synchronizují cirkadiánní rytmy v tělesné teplotě, produkci melatoninu a kortizolu, regulují spánek a přímo i nepřímo fyziologii periferních orgánů. [zdroj].

Když se venku začne stmívat, na sítnici oka dopadá méně světla a do centrálních hodin se odešle signál, že se blíží čas večera a tedy spánku. Centrální hodiny vyšlou signál do epifýzi a ta začne produkovat melatonin – spánkový hormon (hormon tmy). Postupně se začne snižovat tělesná teplota a tělo se připraví ke spánku. Melatonin má důležitou funkci v regulaci cirkadiánních rytmů.

Přesně naopak je tomu ráno, kdy začnou naše oči vnímat první světlo. Centrální hodiny dostanou ze sítnice signál, že se blíží den, sladí se cirkadiánní rytmy, zastaví se produkce melatoninu a tělo začne produkovat hormon kortizol, který nás nabudí a připraví na aktivní den.

Tímto způsobem za pomocí světla regulují a synchronizují centrální hodiny vnitřní a vnější čas a tedy i procesy v našem těle.

Jste ranní ptáče nebo noční sova?

Cirkadiánní rytmy jsou nám vrozené, ale přesto nejsou u každého člověka stejně načasované. Během dne se u člověka střídají fáze útlumu a čilosti, spánku a bdění. U každého ovšem v trochu jiných časech. Někdo je plný energie hned ráno a někdo naopak až večer. V odborné literatuře se o tomto jevu mluví jako o rozdílné cirkadiánní preferenci nebo chronotypu jedince (ranní – večerní).

V zásadě existuje určitá škála (přímka od do), na které se jedinec nachází. Na jednom konci ranní ptáče a na druhém noční sova. Většina lidí se nachází někde uprostřed a směrem k oběma koncům jich postupně ubývá. Do značné míry je to dáno geneticky.

Změny cirkadiánního systému a cirkadiánní preference v průběhu věku

Vědci zjistili, že spánkové chronotypy se během života člověka mění. Liší se mezi věkovými skupinami i mezi jednotlivci. Největši rozdíl v chronotypech je během dospívání a rané dospělosti.

  • Prenatální období – Období od početí dítěte do narození (trvá cca 280 dní). V tomto období se cirkadiánní systém vyvíjí. Dítě uvnitř matky nemá přístup k vnějšímu světu, nemůže vnímat zrakové podněty z okolí, a tím pádem ani střídání světla a tmy. Suprachiasmatická jádra už se ovšem vyvíjí, lze je identifikovat u plodů starých 18 týdnů, jejich funkčnost nicméně nelze ověřit. Matka svou tepovou frekvencí, hladinou hormonů kortizolu a melatoninu, tělesnou teplotou a dalšími vlastnostmi napomáhá dítěti v děloze k pozdější adaptaci na střídání světla a tmy. V podstatě tak dítěti do určité míry formuje jeho budoucí cirkadiánní rytmy – přenáší na něj své preference.
  • Novorozenec, kojenec, batole – V období mezi 1. až 3. měsícem od narození dítěte se začíná vyvíjet cirkadiánní systém spánku a bdění. Mezi 3. a 4. měsícem se dítě začíná přizpůsobovat vnějším podnětům jako je světlo během dne, teplotní výkyvy a doba kdy dítě dostává mateřské mléko.
  • Věk 4-5 let – Ve věku 4 let už se spánek řídí plně cirkadiánním rytmem. Děti ve věku 4-5 let  usínají zhruba okolo 20-21 hodiny, což je doba, kdy se v těle produkuje zvýšené množství melatoninu. Děti v tomto věku spí v průměru až 11 hodin.
  • Věk 8-14 let – Je patrný stálý posun na škále ranní-večerní cirkadiánní preference směrem k večerní, přičemž mezi 12. a 13. rokem je tento posun největší.
  • Puberta – V pubertě dochází k posunu cirkadiánní preference směrem k večerní
  • Dospělost 20-60 let – Spánek získává na stabilitě. S rostoucím věkem se člověk probouzí dříve, zhruba ve věku 20 let se cirkadiánní preference posouvá od večerní zpět k ranní. Ve stáří lidé méně spí a také se často dříve unaví.

Poruchy cirkadiánního systému

U některých lidí není možné seřizovat cirkadiánní systém pomocí vnějších podnětů (světla) a jejich vnitřní čas běží samovolně. Setkáme se s tím například u nevidomých osob. Ty je možné synchronizovat s vnějším dnem pravidelným podáváním melatoninu.

Volný běh vnitřních hodin mohou vykazovat i pracovníci ve směnném provozu nebo lidé s nepravidelným denním řádem. Tito lidé si často stěžují na únavu, poruchy spánku, sníženou výkonnost nebo koncentraci. Bývá u nich také zvýšené riziko výskytu nádorových onemocnění.

S rozhozenou fází cirkadiánních rytmů se setkáváme také po přeletu více časových pásem, tzv. pásmová nemoc (angl. jet lag).  Časté cestování narušuje rytmus spánku a bdění. Při přeletu časových pásem dochází k nesouladu mezi vnitřním a vnějším časem. Vnitřní hodiny se pak přizpůsobují novému času jen pozvolna a může to trvat i několik dnů. Pásmová nemoc se často projevuje vyčerpaností, bolestmi hlavy, dezorientací, neschopností koncentrace, žaludečními problémy, neschopností usnout a dalšími příznaky.

K poruchám zaviněným nedostatečnou synchronizací s vnějším časem se někdy přiřazuje také deprese, které se objevují zejména s příchodem kratších podzimních dnů.

V odborných publikacích byla popsána i souvislost mezi narušením cirkadiánního systému a metabolickými poruchami. Narušení cirkadiánního systému může vést k obezitě nebo cukrovce.

Tipy jak udržovat zdravý cirkadiánní rytmus

Dříve, kdy lidé chodili spát po setmění a vstávali s prvním světlem, bylo jen minimum problémů se spánkem. V dnešní době je kolem nás bohužel spousta rušivých elementů, které tento přirozený proces nabourávají. Zbytečně si tím vychylujeme náš cirkadiánní rytmus, což může vést k celé řadě problémů se spánkem, jako je nespavost a další. Je proto velmi důležité dodržovat mimo jiné také základní pravidla spánkové hygieny, do které patří:

  • Vyhledávejte slunce – posilte cirkadiánní rytmy tím, že budete trávit během dne co nejvíce času na sluníčku. Vaše tělo tak dostává jasné a důležité signály, co se kolem něj děje.
  • Dodržujte pevný spánkový rozvrh – pokud budete chodit večer spát každý den v jinou dobu a ráno každý den v jinou dobu vstávat, vaše tělo si nevytvoří pevné cirkadiánní rytmy.
  • Každý den cvičte – aktivita během dne může podpořit vaše vnitřní hodiny a usnadnit večerní usínání.
  • Vyhněte se kofeinu – stimulanty jako kofein vás mohou udržovat vzhůru a narušovat rovnováhu mezi spánkem a bděním. Každý jsme sice jiný, ale pokud máte večer problémy s usínáním, od oběda už kofein vynechte nejlépe úplně.
  • Omezte světlo před spaním – pokud se večer budete vystavovat jasnému umělému světlu, váš mozek si bude myslet, že je den. Narušíte si tak zbytečně svůj cirkadiánní rytmus. Večer ztlumte světla a vyhněte se používání elektronických zařízení, která produkují modré světlo.
  • Spěte ve tmě – pokuste se vytvořit pro spánek ideální prostředí – naprostou tmu, pořiďte zatemňovací závěsy, kupte masku na spaní, udělejte vše pro to, aby vás při spánku nerušily žádné světelné podněty.
  • Omezte odpolední šlofíky – pokud večer špatně usínáte, zkuste vynechat odpolední šlofíky a když už opravdu musíte, jděte si zdřímnout brzo po obědě a pouze na krátkou dobu (20-30 minut je ideální). Pokud si půjdete zdřímnout později odpoledne nebo na delší dobu, večer se vám bude pravděpodobně špatně usínat.
  • Jděte spát, když se vám opravdu chce – tělo si samo řekne, kdy je unavené a kdy se mu chce spát – zíváte, zavírají se vám oči. Poslouchejte ho.
  • Dělejte věci tehdy, kdy je k tomu vhodná doba – cirkadiánní rytmy ovlivňují celou řadu funkcí a procesů ve vašem těle. Tělo tak v každé části dne vykazuje jinou zvýšenou aktivitu. Je dobré proto vědět, kdy se věnovat jaké činnosti a kterou naopak raději vynechat nebo přesunout.
orgánové hodiny – obrázek

Na obrázku: Biologické hodiny [zdroj].

Tyto tipy jsou součástí správné spánkové hygieny, kterou je důležité dodržovat nejen pro uchování bezproblémového cirkadiánního rytmu, ale také pro celkové zdraví a kvalitní spánek.

Pokud ovšem máte dlouhotrvající nebo závažnější problémy se spánkem, vždy je nejlepší poradit se s vaším praktickým lékařem, který vám doporučí vhodnou léčbu, případně specializovanou pomoc.

1. Circadian rhythms in a nutshell,
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11015601/

2. The circadian clock in the brain: a structural and functional comparison between mammals and insects,
https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-004-0527-2

3. Circadian Rhythms,
https://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx

4. Neurobiology of the sleep-wake cycle: sleep architecture, circadian regulation, and regulatory feedback,
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17107938/

5. Circadian rhythms. Circadian photoreception,
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12522238/

6. A clockwork web: circadian timing in brain and periphery, in health and disease,
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12894240/

7. The circadian clock: pacemaker and tumour suppressor,
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12724733/

Obsah webu iSpanek.cz slouží pouze pro informační účely a nemá nahrazovat odbornou lékařskou pomoc, diagnostiku nebo léčbu. V případě dotazů nebo potíží byste se měli vždy obrátit na kvalifikovaného poskytovatele zdravotní péče.