To więcej niż przestawienie zegarka
Przestawienie zegarka to nie jest szczególnie skomplikowana czynność. I nie wydaje się, by miała wywrócić do góry nogami całe życie. Jedna godzina mniej lub więcej snu, być może kilka dni lekkiego rozbicia i powrót do równowagi. Chronobiologia, czyli nauka o rytmach biologicznych, pokazuje jednak, że pełniejszy obraz biologicznych skutków przesunięcia czasu może być bardziej złożony. Zmiana czasu nie oddziałuje bowiem na Słońce i jego aktywność. Świt, południe i zmierzch pozostają tam, gdzie były, a zmienia się wyłącznie umowna liczba na tarczy zegara. Organizm musi więc pogodzić dwa systemy odmierzania czasu, które bez ostrzeżenia po prostu się rozjechały: społeczny, wyznaczający godzinę ważnych aktywności, m.in. pracy i szkoły, oraz biologiczny, sterowany przede wszystkim światłem. Pośrednikami w tym swoistym sporze są hormony.
Dyrygent w podwzgórzu
Strukturą stanowiącą centralny zegar biologiczny organizmu jest jądro nadskrzyżowaniowe (nucleus suprachiasmaticus, SCN) – niewielkie skupisko około dwudziestu tysięcy neuronów w podwzgórzu, położone tuż nad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych. SCN generuje rytm o okresie zbliżonym do doby i synchronizuje z nim zegary obwodowe w wątrobie, sercu, tkance tłuszczowej i niemal każdej komórce ciała. Najważniejszym sygnałem korygującym ten rytm jest światło, rejestrowane przez wyspecjalizowane, światłoczułe komórki zwojowe siatkówki zawierające barwnik melanopsynę. Przekazują one informację o jasności otoczenia bezpośrednio do SCN, z pominięciem kory wzrokowej.
Precyzję tego mechanizmu dobrze ilustruje praca badaczy Thomasa Kantermanna, Till Roenneberga i współpracowników opublikowana w 2007 roku w Current Biology. W ankiecie obejmującej około 55 tysięcy osób naukowcy wykazali, że pora snu w dni wolne podąża za sezonowym przesuwaniem się świtu, ale tylko w okresie czasu standardowego – po przejściu na czas letni ta naturalna synchronizacja zostaje zaburzona [1]. Uzupełniająca obserwacja 50 osób, monitorowanych przez kilka tygodni przed każdą zmianą czasu i po niej, pokazała, że organizm stosunkowo łatwo dostosowuje się do jesiennego cofnięcia zegarków, natomiast do wiosennego przesunięcia nie adaptuje się w pełni [1]. Wniosek autorów był jednoznaczny: ludzki zegar dobowy nie przestawia się razem z zegarkiem. Przez całe lato biologicznie żyjemy bliżej czasu standardowego, a społecznie musimy funkcjonować godzinę wcześniej.
Melatonina: hormon, który reaguje na słońce
Pierwszym hormonem, przez który to rozchwianie związane z czasem przenosi się na organizm, jest melatonina – związek wydzielany przez szyszynkę pod kontrolą SCN, pełniący funkcję biochemicznego sygnału nocy. Jej stężenie rośnie wieczorem, gdy zapada ciemność, i stopniowo spada nad ranem. Kluczowe jest to, że światło skutecznie hamuje jej wydzielanie, i to nawet światło o natężeniu znacznie niższym od dziennego.
Joshua Gooley i współpracownicy wykazali w pracy opublikowanej w 2011 roku w Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, że zwykłe oświetlenie pokojowe (o sile poniżej 200 luksów) w godzinach poprzedzających sen opóźniało początek wydzielania melatoniny u 99% badanych i skracało czas jej obecności we krwi o około 90 minut w porównaniu ze słabym światłem [2]. Światło włączone w porze snu tłumiło wydzielanie melatoniny o ponad połowę w 85% prób [2]. Autorzy podsumowali, że światło skraca wewnętrzną, hormonalną reprezentację nocy. Innymi słowy, w zależności od dostępnego światła, nie tylko tego słonecznego, ale również z lamp i urządzeń, organizm może różnie interpretować sytuację i dostosowywać do tego wydzielanie melatoniny.
Ten mechanizm pozwala zrozumieć, co dzieje się po zmianie czasu. W okresie czasu letniego słońce zachodzi według zegarka godzinę później, więc jasne wieczory opóźniają wieczorny wzrost melatoniny, podczas gdy budzik dzwoni o tej samej porze co zwykle – przynajmniej w teorii. Jednakże przesunięcie zegarka sprawia, że naturalne światło o poranku dociera do nas później. Koniec końców biologiczna noc zostaje, mówiąc obrazowo, ściśnięta z obu stron. Jesienna zmiana działa odwrotnie. Wieczory stają się ciemniejsze już wcześniej, a poranki są jaśniejsze, co ułatwia naszemu organizmowi synchronizację z dobowym rytmem światła słonecznego. To jeden z powodów, dla których cofnięcie zegarków znosimy zwykle łatwiej niż ich przesunięcie do przodu.
Kortyzol: czy jedna godzina to dużo?
Drugim hormonem silnie związanym z rytmem dobowym jest kortyzol – główny hormon stresu wydzielany przez korę nadnerczy w ramach osi podwzgórze-przysadka-nadnercza. W naturalnym rytmie jego stężenie gwałtownie rośnie tuż po przebudzeniu, przygotowując organizm do aktywności, a następnie stopniowo spada aż do wieczornego minimum.
Brak snu może poważnie zaburzać ten profil. Rachel Leproult, Eve Van Cauter i współpracownicy wykazali w 1997 roku w czasopiśmie Sleep, że po nocy, w której wystąpiła częściowa deprywacja snu, stężenie kortyzolu w godzinach 18:00-23:00 następnego dnia rosło o 37%. Natomiast po deprywacji całkowitej o 45%, przy czym okres wieczornego wyciszenia osi stresu opóźniał się o co najmniej godzinę [3]. Autorzy zinterpretowali to jako spowolniony powrót osi podwzgórze-przysadka-nadnercza do spoczynku po porannej stymulacji.
Tu jednak potrzebna jest uczciwość wobec danych. W późniejszym przeglądzie ta sama grupa badawcza zwróciła uwagę na fakt, że badania stosujące łagodniejsze ograniczenie snu, z co najmniej sześcioma godzinami w łóżku, często nie wykazywały wzrostu poziomu kortyzolu wieczorem [4]. Dlatego utrata jednej godziny snu, z którą mamy do czynienia przy wiosennej zmianie czasu, jest znacznie mniejszym obciążeniem niż sugerują badania w warunkach laboratoryjnych, gdzie obserwuje się wyraźne zmiany. Rzetelna odpowiedź brzmi więc: sama zmiana czasu raczej nie wywołuje gwałtownego skoku kortyzolu, ale u osób już wcześniej niewyspanych może dołożyć kolejną cegiełkę do istniejącego deficytu.
Głód po zmianie czasu: leptyna i grelina
Podobnie wygląda sprawa z hormonami regulującymi apetyt. Leptyna, wydzielana przez tkankę tłuszczową, sygnalizuje mózgowi sytość, natomiast grelina, produkowana głównie w żołądku, wywołuje głód. Obie podlegają rytmowi dobowemu i obie reagują na niedobór snu.
Karine Spiegel, Eve Van Cauter i współpracownicy wykazali w 2004 roku w Annals of Internal Medicine, że u zdrowych młodych mężczyzn dwie noce ograniczonego snu obniżały stężenie leptyny średnio o 18% i podnosiły stężenie greliny o 28% w porównaniu z dwiema nocami wydłużonego snu [5]. Głód rósł o 24%, a apetyt na pokarmy wysokokaloryczne, bogate w węglowodany, nawet o 33-45% [5]. Także w tym przypadku warunki eksperymentu – cztery godziny w łóżku – znacznie przekraczały skalę wiosennej zmiany czasu. Badanie pokazuje jednak kierunek działania mechanizmu: nawet krótkotrwały deficyt snu przesuwa równowagę hormonalną w stronę głodu, a znane wielu osobom podjadanie w pierwszych dniach po zmianie czasu ma wiarygodne podłoże fizjologiczne.
Jesienna zmiana nie jest pozbawiona wad
Zbliżająca się październikowa zmiana uchodzi za łagodną, ponieważ daje dodatkową godzinę snu. A ponadto, jak już wspomnieliśmy, jest bardziej spójna z naturalnym rytmem światła słonecznego. Jeśli chodzi o sen i stan czuwania rzeczywiście tak jest – przesunięcie zegarka o godzinę do tyłu to swojego rodzaju powrót do harmonii. Jedno z badań wskazuje jednak, że jesienne cofnięcie czasu może przynosić koszt w zupełnie innym obszarze.
Bertel Hansen, Søren Østergaard i współpracownicy w pracy opublikowanej w 2017 roku w Epidemiology przeanalizowali ponad 185 tysięcy kontaktów szpitalnych z powodu depresji jednobiegunowej w Danii z lat 1995-2012. Przejście z czasu letniego na standardowy wiązało się z 11-procentowym wzrostem częstości epizodów depresyjnych, który wygasał stopniowo przez około dziesięć tygodni [9]. Wiosenna zmiana nie powodowała analogicznego efektu [9]. Autorzy przypisali ten wzrost samemu momentowi przejścia, a nie stopniowemu skracaniu się dnia czy pogodzie.
Jedną z hipotez wyjaśniających taki efekt jest to, że tak nagła zmiany może zaburzać porządek organizmu, a przez to wpływać na równowagę psychofizyczną. Z dnia na dzień zmrok zapada godzinę wcześniej, więc popołudnia po pracy stają się ciemne, co dla osób podatnych na depresję może stanowić wyraźny bodziec obciążający. Wyniki tego badania warto jest potraktować jako ważną informację na najbliższe tygodnie. Późna jesień jest okresem, w którym dobrze jest zwracać szczególną uwagę na nastrój własny i bliskich. Szczególnie że to właśnie wtedy możemy doświadczyć objawów pogorszonego samopoczucia, które samo w sobie potrafi uprzykrzać codzienne funkcjonowanie.
Dlaczego naukowcy chcą końca zmian czasu
Zebrane dowody skłoniły towarzystwa naukowe do zajęcia jednoznacznego stanowiska. Amerykańska Akademia Medycyny Snu w opublikowanym w 2020 roku w Journal of Clinical Sleep Medicine stanowisku uznała, że wiosenne przejście na czas letni niesie istotne ryzyko dla zdrowia i bezpieczeństwa publicznego, w tym zdarzeń sercowo-naczyniowych, zaburzeń nastroju i wypadków drogowych [10]. Akademia zwróciła też uwagę, że stały czas letni gorzej pasuje do ludzkiej biologii dobowej niż czas standardowy, i opowiedziała się za całkowitym zniesieniem sezonowych zmian na rzecz stałego czasu standardowego [10]. Warto pamiętać, że tak zwany czas zimowy jest w rzeczywistości czasem standardowym, astronomicznie najlepiej dopasowanym do naszej strefy – a to czas letni jest odstępstwem. W Europie także trwa gorąca debata, której celem jest znalezienie optymalnego rozwiązania. Już w 2019 Komisja Europejska poparła projekt zniesienia zmian czasu z możliwością wyboru preferowanej opcji (sen letni bądź zimowy) przez państwa członkowskie. Jednakże do tej pory nie wprowadzono odgórnych zaleceń, dlatego jak na razie zmiany wciąż obowiązują.
Jak przejść przez zmianę łagodniej
Skoro zegara biologicznego nie da się przestawić jednym ruchem, warto mu pomóc. Najsilniejszym sygnałem synchronizującym SCN jest poranne światło, więc spacer lub kilkanaście minut spędzonych przy oknie po przebudzeniu przyspiesza adaptację. Takie podejście od razu po zmianie czasu może złagodzić jej niekorzystne skutki. Wieczorem warto działać inaczej. Przygaszone światło sprzyja wcześniejszemu wydzielaniu melatoniny. Przed wiosenną zmianą pomaga zaś stopniowe przesuwanie pory snu o kilkanaście minut dziennie, a po jesiennej – pilnowanie tego, by podejmować aktywność fizyczną i korzystanie ze światła słonecznego w coraz krótszych popołudniach. Zimą słońca mamy znacznie mniej, dlatego warto jest przygotować się i przemyśleć, na ile możliwe jest wyjście na świeże powietrze w ciągu dnia.
Zegar, którego nie da się oszukać
Odpowiedź na pytanie, czy zmiana czasu wpływa na nasze hormony, brzmi tak, ale skala tego wpływu jest ograniczona. Zmiana czasu nie uderza w układ hormonalny bezpośrednio – zaburza synchronizację między słońcem a naszym planem dnia, a hormony takie jak melatonina, kortyzol, leptyna i grelina zmieniają swoją aktywność, wpływając na cały organizm. Dla większości zdrowych osób skutki są krótkotrwałe i umiarkowane. Jednakże dla osób niewyspanych, obciążonych kardiologicznie lub podatnych na depresję mogą być znacznie bardziej odczuwalne. Nie zmienia to faktu, że coraz więcej przedstawicieli środowiska naukowego rekomenduje zniesienie tego zwyczaju, a w ostatnich latach temat regularnie budzi kontrowersje.
