Cirkadiánní rytmus a spánek Mgr. Michaela Beníčková ÚVOD DO CIRKADIÁNNÍHO RYTMU •Z lat. circa (česky přibližně) a diem (česky den). •Adaptace na stále předvídatelné vnější podmínky à CR •Vnitřní biologické hodiny s periodou ~24 h. •90 % populace disponuje cirkadiánním rytmem (CR) delším než 24 hodin (24,2 h průměr, možné rozmezí 23,3–25 h) (Ilnerová a Sumová, 2008). •Ovlivňuje spánek a bdění, vylučování hormonů, krevní tlak, teplotu těla, fyzický a kognitivní výkon. •Přizpůsobení cyklu dne-noc. ŘÍZENÍ CIRKADIÁNNÍHO RYTMU •CR řízen centrálními biologickými hodinami, které se nacházejí v suprachiasmatických jádrech (SCN) v mozku, v hypotalamu. •Periferní biologické hodiny se nacházejí v různých tkáních a orgánech (v játrech, plicích, srdci, svalech). •Periferní hodiny mohou být ovlivněny jak SCN tak perif. signály. •Periferní biologické hodiny jsou synchronizovány s centrálními a spolupracují na řízení. •SCN v řízení nadřazené. • FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ CIRKADIÁNNÍ RYTMUS •Vnější synchronizátory napomáhají s přizpůsobením CR vnějšímu 24h cyklu. •Světlo, spánek, potrava, pohybová aktivita, stres, … •Vnitřní faktory: geny, hormony. • • SVĚTLO •SCN dostává informaci o světle pomocí gangliových buněk na sítnici, které obsahují melanopsin. •Červené světlo (dlouhé vlnové délky, ~700 nm). •Modré světlo (krátké vlnové délky, ~380 nm). •Intenzita světla, v poledne venku 100 000 luxů, standartní osvětlení např. v kanceláři 500 luxů. •Melatonin (hormon tmy) vylučován na pokyn SCN (na základě světelných podmínek) epifýzou do krve à pokyn se spánku. •Blokace produkce melatoninu tlumeným světlem v intenzitě 8–10 luxů. DESYNCHRONIZACE CIRKADIÁNNÍHO RYTMU •Nepřirozené podmínky v neočekávanou dobu, např. nerespektování cyklu světlo-tma. •“Desynchronizátor“: práce na směny, noční směny, cestování přes časová pásma, nepravidelné stravování, nepravidelný a nedostatečný spánek. •Akutní x chronická •Negativní vliv na zdraví, kvalitu života i sportovní výkon a regeneraci. •Optimalizace CR (pravidelnost, harmonie se světlem a tmou). CHRONOTYPY •Individuální projev CR, dán geneticky. •Odlišné nastavení délky vnitřních hodin. •Ovlivňován životním stylem jedince (spánkovými návyky, načasování stravování a PA). •Ranní, nevyhraněný a večerní chronotyp. Večerní chronotypy mohou mít časové zpoždění 2–12 h od ranních chronotypů. •50,5 % nevyhraněných typů, 18,5 % večerních typů a 31 % ranních typů v české populaci (Fárková a kol., 2020). •Zjišťování chronotypu: dotazníky, aktigrafy, měření melatoninu, genetické testy. Vyhodnocení chronotypu dle kompozitní škály ranních a večerních typů ≤ 26 Večerní chronotyp 27–41 Nevyhraněný chronotyp ≥ 42 Ranní chronotyp SPÁNEK •Esenciální proces, kterým trávíme třetinu života. •Úzce souvisí s CR. •Umožňuje regeneraci, funkčnost fyziologických a psychických funkcí. •Nedostatek spánku à zhoršení kognitivních funkcí, snížená kvalita života, zdravotní komplikace. •Potřeba se liší u jednotlivých věkových kategoriích, mladí dospělí 7–9 h (akceptovaný rozptyl 6–11 h) • page39image1167023408 Doporučené hodiny spánku (Suni a Singh, 2021), vlastní překlad FÁZE SPÁNKU •REM (Rapid Eye Movement, česky rychlé pohyby očí) •NREM (Non-Rapid Eye Movement, česky bez rychlých pohybů očí) fáze spánku •Střídají se pravidelně během noci a společně tvoří spánkový cyklus (90 min, 4–5x/ noc). •Odlišují se např. elektrickou aktivitou mozku, rychlostí pohybu očí, srdeční frekvencí a dýcháním člověka. • REM-fáze spánku •Převažuje v ranních hodinách. •Rychlé pohyby očí, ochabnutí kosterního svalstva, zvýšená dýchací aktivita, zvýšená aktivita kardiovaskulární soustavy, živé a realistické sny. •Na EEG pozorována rychlá aktivita mozku (podobná bdělému stavu = paradoxní spánek). •Hraje důležitou roli v procesu učení a paměti. •Nabyté prožitky ztrácejí emoční náboj. • NREM-fáze spánku •Dominuje v prvních hodinách spánku, více podfází (N1, N2, N3+N4) odlišují se na základě hloubky spánku •N1: nejkratší, 1–5 min po usnutí, snadné probuzení •N2: výskyt pomalých vln (delta vlny), svaly relaxují, KT + SF klesají •N3+N4: hluboký spánek, vysoký výskyt delta vln, minimální svalová aktivita, těžké se probudit (zmatenost, letargie) •Zpracování informací z předešlého dne, role v procesu učení a paměti •Krátkodobé vzpomínky à dlouhodobá paměť •Významná role v regeneraci těla, mysli, obnova tkání, zotavení svalů, posilování imunitního systému. ARCHITEKTURA SPÁNKU •Architektura spánku (Walker, 2018; str. 57) page38image1166773280 CIRKADIÁNNÍ RYTMUS A SPORTOVNÍ VÝKON •Načasování vrcholu fyzického výkonu se může lišit na základě jeho kondiční, koordinační či psychologické náročnosti. •Ranní výkonnostní deficit. •Maximální fyzický výkon se nachází v době vrcholu bazální teploty a před započetím produkce melatoninu. •Bazální teplota dosahuje nejvyšších hodnot odpoledne, u večerních o chronotypů o 2,5 h později než u ranních (podobné u melatoninu). •Ideální doba pro zařazení PA dle CR je 16:00–18:30 h. •Kognitivní výkon se snižuje s hromaděním fyziologické únavy. •Chronotyp jako součást profilu sportovce, ověřování v čase. •Trénovat ve fázi dne, kdy sportovci dosahují lepšího výkonu (dle chronotypu) à maximalizace adaptace (lepší tréninkový stimul) •Znám čas soutěže à Časově specifický trénink. •Adaptační a aklimatizační tréninky (na dostatečném světle). •Aklimatizační trénink ne příliš pozdě, aby nenarušil kvalitu spánku, regenerační a adaptační procesy. •Faktor motivace může výsledný výkon ovlivnit více než samotné načasování. • CIRKADIÁNNÍ RYTMUS, SPÁNEK A REGENERACE •Pro udržení výkonu a optimální průběh adaptačních a regeneračních procesů je nezbytné se vyhnout desynchronizaci cirkadiánního rytmu! •Intenzivní zatížení pozdě večer u ranních chronotypů a naopak brzy ráno u večerních chronotypů à možný negativní vliv na regenerační procesy, rozvoj únavy a narušení spánku. •V případě že je načasování zatížení do extrémních časů nezbytné, dodržovat pravidla spánkové hygieny, vystavovat se pro probuzení světlu atd. •Z pohledu zkvalitnění regeneračních procesů je třeba dbát na dostatečný a kvalitní spánek a synchronizaci CR. Optimalizace funkce cirkadiánního rytmu •Pravidelnost a respektování přirozených podmínek (světlo-tma) • •Výživa (pravidelnost, časově omezené okno) •PA (vyhnout se extrémním časům a době biologické noci) •Spánek (pravidelný spánkový režim, spánková hygiena – viz dále) •Světlo (harmonie s přirozeným cyklem světlo-tma) • Spánková hygiena •Dostatečná délka spánku •Pravidelný spánkový režim •Nezařazovat power nap v odpoledních hodinách •Optimální prostředí pro spánek (zatemněná, vyvětraná, tichá ložnice, …) •Eliminace modrého světla před spaním •Vyřadit kofein v odpoledních hodinách •Alkohol (zkracuje REM fázi spánku) •Výživa (pozor na nízký EP, S+B optimalizují spánek) Referenční seznam •ADAN, Ana, Simon N. ARCHER, Maria Paz HIDALGO, Lee DI MILIA, Vincenzo NATALE a Christoph RANDLER. Circadian Typology: A Comprehensive Review. Chronobiology International. 2012, (9), 1153-1175. ISSN 0742-0528. Dostupné z: doi:10.3109/07420528.2012.719971 •AYALA, Victoria, Manuel MARTÍNEZ-BEBIA, Jose Antonio LATORRE, Nuria GIMENEZ-BLASI, Maria Jose JIMENEZ-CASQUET, Javier CONDE-PIPO, Anna BACH-FAIG a Miguel MARISCAL-ARCAS. Influence of circadian rhythms on sports performance. Chronobiology International. 2021, 38(11), 1522-1536. ISSN 0742-0528. Dostupné z: doi:10.1080/07420528.2021.1933003 •FÁRKOVÁ, Eva, Jan M. NOVÁK, Denisa MANKOVÁ a Jana KOPŘIVOVÁ. Comparison of Munich Chronotype Questionnaire (MCTQ) and Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ) Czech version. Chronobiology International. 2020, 37(11), 1591-1598. ISSN 0742-0528. Dostupné z: doi:10.1080/07420528.2020.1787426 •ILLNEROVÁ, Helena, Alena SUMOVÁ. Vnitřní časový systém. Interní medicína, 2008, 10(7 a 8), 350-352. Dostupné z http://www.solen.cz/pdfs/int/2008/07/09.pdf •MONTARULI, Angela, Lucia CASTELLI, Antonino MULÈ, Raffaele SCURATI, Fabio ESPOSITO, Letizia GALASSO a Eliana ROVEDA. Biological Rhythm and Chronotype: New Perspectives in Health. Biomolecules. 2021, 11(4). ISSN 2218-273X. Dostupné z: doi:10.3390/biom11040487 •ROENNEBERG, Till a Martha MERROW. Circadian clocks — the fall and rise of physiology. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2005, 6(12), 965-971. ISSN 1471- 0072. Dostupné z: doi:10.1038/nrm1766 •SUNI, Eric a Abhinav SINGH. How Much Sleep Do We Really Need?. Sleep Foundation. 10.3.2021. Dostupné z: https://www.sleepfoundation.org/how-sleep-works/how-much-sleep-do-we-really-need •WALKER, Matthew P. Proč spíme: odhalte sílu spánku a snění. Přeložil Filip DRLÍK. V Brně: Jan Melvil Publishing, 2018. Pod povrchem. ISBN 978-80-7555-050-7.