Špičkové výkony i ve tři ráno: Jak fungují biologické hodiny olympioniků?

Olympiáda je synonymem vrcholného vypětí – a pokud se odehrává v Pchjongčchangu, Tokiu nebo Pekingu, vyžaduje od zahraničních sportovců podat plný výkon v pro ně nepřirozené denní době. Lidské tělo sice disponuje částečnou schopností přizpůsobit se vnějšímu času, jenže v něm zároveň „tikají“ vnitřní biologické hodiny odpočítávané pravidelnou oscilací transkripce takzvaných „hodinových genů“ s periodou asi čtyřiadvacet hodin. Na jejich samovolné přeřízení by sportovci mohli čekat několik týdnů – a tak se olympijské týmy zabývají mimo jiné i mechanismy, kterými lze vnitřní hodiny organismu upravit efektivněji.

Biologický budík

V mozku čas odměřují takzvaná suprachiasmatická jádra, k nimž zároveň směřují některé informace ze zrakových nervů. Stimulace příslušných buněk na sítnici vede k aktivaci některých receptorů na buňkách suprachiasmatických jader, které pak stimulují transkripci charakteristickou pro den, a ne pro noc. V konečném důsledku se tak odhady genetických mechanismů pojí s informacemi o intenzitě okolního světla a společně formují povědomí organismu o tom, kolik asi může být hodin.

Smyslem ovšem není, abychom nezaspali práci, ale aby bylo naše tělo – a také mysl – naladěno na činnost v danou dobu evolučně optimální: Ve dne shánět potravu a v noci spát. Cirkadiánní rytmus tak ovlivňuje hladiny hormonů a neurotransmiterů, které zase ovlivňují naši bdělost, ospalost, chuť k jídlu, náchylnost ke stresu nebo tělesnou teplotu.

Vystavení slunečnímu světlu anebo jeho umělým náhražkám v podobě speciálních lamp o podobné frekvenci a vysoké intenzitě se tak logicky užívá právě k léčbě cirkadiánních poruch, při nichž se pacientům chce spát příliš brzy anebo příliš pozdě. Prostřednictvím vlivu na neurotransmitery pomáhá podobná terapie při léčbě deprese. Užívá se ale i jinde, například v průmyslu a dopravě se testují efekty světla na bdělost pracovníků na nočních směnách.

Světlo jako lék

Kliniky pro léčbu obezity testují světlo coby nástroj k úpravě cirkadiánních fluktuací inzulinu, aby se jeho vyplavování lépe překrývalo s dobou, kdy člověk jí – v opačném případě se totiž přijímaná energie hůře zpracovává, takže ji tělo spíš uloží v podobě tukových zásob. V neposlední řadě se vliv světla užívá k urychlení zvykání si na nové časové pásmo, zejména právě u sportovců. Ti nejdřív absolvují vyšetření, kdy se pomocí záznamů teploty a pohybu v průběhu dne určí přesný bod v čase, od kterého se pak odvíjí aklimatizační procedura.

„Každý sportovec dostane přesný plán, kdy má jíst, kdy spát, kdy si vzít oranžové brýle pro blokaci modrého spektra světla před letem, při letu, po příletu do cílové destinace, v kolik hodin má vstávat, kdy naopak používat světelné sprchy nebo speciální lampy, které modré světlo produkují, a podobně. Tato procedura může aklimatizaci zkrátit až o polovinu nebo minimálně zintenzivnit všechny procesy, které vedou k tomu, aby mohl sportovec co nejdříve začít trénovat nebo soutěžit,“ popisuje sportovní ředitel Českého olympijského výboru Martin Doktor.

Každé konkrétní opatření má přitom dobrý fyziologický důvod. Suprachiasmatická jádra jsou citlivá zejména na světlo, které vnímáme jako modrozelené. Světelné lampy a sprchy tak modrým zářením navodí tělu pocit, že je jasný den, a příslušné genetické a hormonální procesy se takovým vstupům vynasnaží přizpůsobit. Oranžové brýle naopak v mozku vyvolávají pocit, že den není, protože chybí stimulace světlem charakteristické vlnové délky.

Správně naprogramované tělo

Načasování stravování ovlivňuje hlavně nastavení času v jednotlivých orgánech, které se sice do jisté míry přizpůsobují signálům o centrálním čase ze suprachiasmatických jader, ale zároveň si odměřují čas i samostatně. Podrobně vliv stravy popisuje příručka Českého olympijského týmu Biorytmy nejen pro sportovce:

TIP: Nebezpečné vyhoření: Jak najít rovnováhu mezi prací a osobním životem

„Snídaně je v tomto ohledu nejefektivnější jídlo, protože je konzumována po dlouhé době hladovění. Pozdní večeře, která zkrátí délku tohoto hladovění, překvapivě změní také fázi periferních hodin. Účinky jednotlivých výživových složek jsou také studované a ukazuje se, že kombinace karbohydrátů a proteinů k snídani je nezbytná pro ideální funkci periferních hodin, zatímco samotná glukóza nebo proteiny či tuky takovou sílu nemají. Pokusy ukázaly, že pokud se myším aplikuje glukóza kombinovaná s proteiny, jejich periferní hodiny se nastaví k době injekce, zatímco jednotlivé komponenty nezpůsobí nic. Zdá se, že snadno stravitelné škroby s vysokým glykemickým indexem jsou spolu s proteiny nejlepší snídaně pro fázové nastavení periferních hodin, čehož je možné využít pro zrychlení adaptace třeba k nové časové zóně,“ dodává Doktor.