Znaczenie snu i rytmu dobowego w kontekście zdrowia i utraty wagi

14 lut Znaczenie snu i rytmu dobowego w kontekście zdrowia i utraty wagi

Człowiek jest częścią natury i tak samo jak ma ona wpływ na różne mechanizmy zachodzące w przyrodzie oraz organizmy żyjące na Ziemi, tak samo ma wpływ na istoty ludzkie. Życie na Ziemi od milionów lat jest koordynowane przez obrotowe i obiegowe ruchy naszej planety, skutkujące cyklicznymi dobowymi i rocznymi zmianami warunków środowiska. Czasami jednak wydaje się nam, że nie jesteśmy od tego zależni i nie żyjemy w zgodzie z naszym zegarem biologicznym oraz rytmem dnia i nocy. Bardzo wiele osób ma problemy ze snem, chodzi późno spać, uważa że jest tzw. typem sowy. W naturze jednak, jako istoty ludzkie, jesteśmy bardziej stworzeni do aktywności w ciągu dnia oraz snu w ciągu nocy. Matka natura nie dała nam możliwości widzenia, poruszania się i funkcjonowania w nocy. To nasza nowoczesna cywilizacja nam to umożliwiła. Nie mamy mocy, aby widzieć w ciemności czy też wyczuwać przestrzeń innymi zmysłami, tak jak czynią to stworzenia nocne np.  nietoperze lub sowy. Światło ekranów telewizorów, komputerów i smartphonów umożliwiły nam to, w pewnym stopniu zaburzając nasz zegar biologiczny. Warto się temu przyjrzeć oraz zrozumieć, że przywrócenie równowagi w tym aspekcie przełoży się na nasze zdrowie.

Czym jest zegar biologiczny?

Zegar biologiczny to zlokalizowany w mózgowiu mechanizm organizmów żywych. Jego najważniejszym elementem są jądra nadskrzyżowaniowe podwzgórza, czyli bardzo mała parzysta struktura, którą tworzy kilkanaście tysięcy małych komórek nerwowych. Wykazują one dużą częstotliwość w ciągu dnia, natomiast niską w nocy. Zegar biologiczny wytwarza rytmy biologiczne  organizmów żywych oraz synchronizuje je do cyklicznie zmieniających się warunków środowiskowych.

W 2017 roku trzej amerykańscy uczeni Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash i Michael W. Young otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za odkrycie mechanizmu molekularnego, który kontroluje rytmy okołodobowe”.

Czynniki wpływające na zegar biologiczny

Zewnętrznym czynnikiem, który w głównej mierze wpływa na pracę zegara biologicznego jest światło odbierane przez nieliczną grupę komórek siatkówki. Komórki te zawierają barwnik melanopsynę i  unerwiają jądra nadskrzyżowaniowe, które po odebraniu sygnałów z siatkówki przekazują je do dalszych struktur mózgowych, m.in. do wydzielającej melatoninę szyszynki. Melanopsyna w siatkówce oka jest najbardziej wrażliwa na światło niebieskie, które to używane po zmroku znacząco zaburza wydzielanie melatoniny.

Co to jest melatonina oraz jaką ma rolę?

Melatonina jest hormonem syntetyzowany głównie w szyszynce, a w niewielkich ilościach także w siatkówce oka oraz jelitach.  W dużym uproszczeniu jako substrat do jego syntezy wykorzystywany jest aminokwas o nazwie tryptofan, który przez produkt pośredni – serotoninę, przekształcany jest do melatoniny. Najwyższe stężenie melatoniny występuje między godziną 24 a 3 w nocy, jednak aby o tego doszło trzeba spać już przynajmniej godzinę, a najlepiej dwie, ponieważ wydzielanie tego hormonu jest ściśle związane z bodźcami świetlnymi, których obecność hamuje jego produkcję.

Melatonina poza regulacją rytmu dobowego wpływa także na prawidłową pracę gospodarki hormonalnej oraz gospodarki cukrowej, jest silnym antyoksydantem i wykazuje działanie przeciwzapalne. Natomiast przewlekły stan zapalny leży u podłoża niemal każdej choroby. Tutaj istotne jest też zadbanie o jelita, co jest bardzo obszernym tematem. Poza tym melatonina wykazuje także działanie antynowotworowe. Międzynarodowa Agencja do Badań nad Rakiem (IRAC) zaklasyfikowała pracę zmianową jako czynnik ryzyka choroby nowotworowej u ludzi, w tym zwiększone ryzyko raka piersi u kobiet pracujących na nocne zmiany. W Dani natomiast zaczęto wypłacać odszkodowania kobietom mającym pracę zmianową, które zachorowały na raka.

Serotonina

Weźmy jeszcze na tapet serotoninę, będącą neuroprzekaźnikiem, która bierze udział w syntezie melatoniny. Powstaje ona z tryptofanu. Serotonina odpowiada za nasz dobry nastrój, odpowiedni sen, regulację ciśnienia tętniczego, stymuluje także skurcz mięśni. Poziom serotoniny wzrasta podczas ćwiczeń fizycznych oraz ekspozycji na światło słoneczne. Dlatego warto trenować, a już najlepiej robić to na świeżym powietrzu łapiąc promienie słońca. Serotonina jest również wytwarzana w naszych jelitach (około 80%), co znowu pokazuje nam jak ważna jest ich prawidłowa praca.

Melatonina a kortyzol

Wieczorne wydzielanie melatoniny może być też zaburzone przez wysoki poziom kortyzolu, co może być następstwem jednorazowej sytuacji stresowej lub przewlekle występującego stresu. Dlatego w godzinach wieczornych szczególnie starajmy się unikać stresu – zarówno psychicznego, jak i fizycznego (np. bardzo intensywna aktywność fizyczna).

Co więc z tym światłem?

W naturze występuje pełne spektrum w przypadku  światła słonecznego. Mózg człowieka ewolucyjnie nie zdążył przyzwyczaić się do podwyższonej ekspozycji na światło niebieskie, które jest emitowane przez telefony, ekrany monitorów, telewizory oraz sztuczne oświetlenie. To właśnie przez to nasz umysł wieczorem nie zdaje sobie sprawy z tego, że powinien się wyciszać i przygotowywać do snu, co prowadzi do mniej efektywnego funkcjonowania mózgu i słabej regeneracji. Dodatkowo światło niebieskie niszczy też mitochondria w siatkówce oka.

Problemy ze spadkiem wagi a światło niebieskie i nieprawidłowa jakość snu

Ekspozycja na światło niebieskie może mieć istotny wpływ na metabolizm glukozy. Naukowcy z Northwestern University przeprowadzili badanie, w którym zdrowe osoby zostały przydzielone do 2 grup. Pierwsza grupa była poddana ekspozycji na światło niebieskie przez 3 godziny rano, a druga grupa wieczorem, 10 i pół godziny po przebudzeniu. Naukowcy zaobserwowali, że poranna oraz wieczorna ekspozycja na światło niebieskie może znacząco zwiększać insulinooporność w porównaniu do wystawienia osób na działanie światła przyćmionego. Dodatkowo wieczorna ekspozycja na światło niebieskie zaburza działanie insuliny, powodując większe skoki cukru we krwi.

Poza tym, gdy śpimy za mało, w organizmie zmniejsza się wydzielanie leptyny, a rośnie poziom greliny. Leptyna kontroluje nasze łaknienie, przypisuje się jej również polepszenie wrażliwości insulinowej, natomiast grelina jest nazywana hormonem głodu. Co za tym idzie apetyt jest większy, a skutkiem tego może być przyjmowanie za dużej ilości jedzenia.

Dodatkowo zmęczony organizm po prostu domaga się często większej liczby kalorii, ponieważ brakuje mu energii.

Inne problemy z regulacją rytmu dobowego – adenozyna i kofeina

Znaczącym czynnikiem także mającym wpływ na uczucie senności jest wzrost stężenia adenozyny. Kofeina  odsuwa działanie adenozyny, ponieważ może przyłączyć się do tego samego receptora. Adenozyna więc gromadzi się w organizmie, tylko receptor tego nie przyjmuje. Sięgamy więc po kolejną i kolejną kawę, a to może powodować problemy z zaśnięciem wieczorem o odpowiedniej porze.

Jakie więc z tego wszystkiego wnioski?

• Ważne jest zmniejszenie ekspozycji na światło niebieskie wieczorem, aby dać szansę wytwarzać się melatoninie.
• Jeśli już naprawdę musimy popracować wieczorem na komputerze, warto zaopatrzyć się w okulary blokujące światło niebieskie np. eyeshield
• Trzeba wystawiać się na promienie słoneczne, żeby łapać światło widzialne i wspomóc tym między innymi wytwarzanie serotoniny.
• Warto zrezygnować z kolejnej filiżanki kawy w godzinach popołudniowych.
• Należy unikać stresu oraz nauczyć się z nim radzić, żeby nie powodować nadmiernego wzrostu kortyzolu, który również będzie miał wpływ na jakość naszego snu.

Autor: Daria Jarosz

Źródła:

1. https://journals.plos.org/plosone/article/authors?id=10.1371/journal.pone.0155601
2. Adamczak-Ratajczak A. Rytmy okołodobowe melatoniny i kortyzolu w wybranych chorobach neurologicznych, Poznań, 2014
3. Brouwer A, van Raalte DH, Nguyen HT, Rutters F, van de Ven PM, Elders PJM, Moll AC, Van Someren EJW, Snoek FJ, Beekman ATF, Bremmer MA. Effects of Light Therapy on Mood and Insulin Sensitivity in Patients With Type 2 Diabetes and Depression: Results From a Randomized Placebo-Controlled Trial. Diabetes Care. 2019 Apr;42(4):529-538.
4. Bukowska A., Rola melatoniny w procesach antynowotworowych – potencjalne mechanizmy, Łódź, 2011
5. Kawalec A., Praca na zmianie nocnej a ryzyko raka piersi u kobiet – na podstawie przeglądu literatury i danych IARC, Wrocław, 2013
6. Lewandowski M., Zegar biologiczny. Neuropedia – Encyklopedia Neuronauki 1(1):4; wersja 1, 2014