Ne prižigajte luči, ko greste ponoči v kopalnico

»Velikokrat me sprašujejo, kako svet­loba vpliva na zdravje,« pravi prof. dr. Damjana Rozman, ki na ljubljanski medicinski fakulteti vodi Center za funkcijsko genomiko in biočipe.
Objavljeno
05. januar 2018 22.26
Katarina Fidermuc
Katarina Fidermuc
Svetli del dneva je zdaj vsak dan za minuto daljši. Nekateri ljudje prav hrepenijo po mesecih, ko bo sončne svetlobe spet v izobilju, drugim ni mar, da se dan pozimi konča že popoldne, tretji najraje delajo ob svetilki v nočnem miru. Svet­loba ne deluje le na okolje, ki nas obkroža, ampak človeka z njo povezuje tudi notranja ura. Dr. Damjano Rozman z ljub­ljanske medicinske fakultete je raziskovanje presnovnih procesov leta 2005 pripeljalo do bioloških ritmov in svetlobe, ki imajo pomemben vpliv na metabolizem.

Zdaj jo ob različnih prilož­nostih vabijo na pogovore o onesnaževanju z umetno svetlobo, ki iz naših življenj izpodriva nočno temo. »Velikokrat me sprašujejo, kako svet­loba vpliva na zdravje,« pravi sogovornica, ki na ljubljanski medicinski fakulteti vodi Center za funkcijsko genomiko in biočipe.

Ali svetloba torej vpliva na človekovo zdravje?

Da, svetloba ima na človeka tako pozitivne kot negativne učinke. Pozitiven učinek je, da našo notranjo uro, tako imenovano cirkadiano uro, ponastavlja z zunanjim časom. V psihološkem smislu nam daje motivacijo, zanos, posebno sončna svetloba. Problem pa je, če je svetlobe preveč, toliko, da ukine temni del dneva ali ga pomembno skrajša. Pri tem seveda mislimo na umetno svetlobo. S tem problemom se ukvarjajo zlasti v razvitih industrijskih državah, kjer ni več v ospredju pomanjkanje svetlobe, ampak pomanjkanje teme. Človekov organizem evolucijsko ni bil prilagojen na takšne razmere, zato se preobilje svetlobe, ki ga omogočajo umetni viri, kaže v različnih presnovnih motnjah. Tudi nekatere vrste raka povezujejo z motnjami, ki jih povzroča dolgotrajna izpostavljenost svetlobi v nočnih urah, recimo pri dolgotrajnem delu v treh izmenah in pri tako imenovanem jet lagu, ki mu je zaradi pogostih menjav časovnega pasu izpostavljeno osebje na letalih. Znanstveniki so s poskusi dokazali, da tudi napačen ritem svetlobe ali preveč svetlobe v temnem delu dneva lahko vpliva na človekovo zdravje. To so bile res obsežne študije. Lahko torej rečem, da ima svetloba dober učinek na naše zdravje, predvsem s psihološkega vidika, potrebujemo pa jo tudi, da našo notranjo uro ponastavlja, tako da smo čim bolj v skladu z okoljem. Slabo je, kadar je svetlobe preveč.

Zakaj zimski čas, ko je dan najkrajši, nekatere ljudi tako obremenjuje, prav pritiska nanje, v njih sproža občutek tesnobnosti? Ali gre za pomanjkanje dnevne svetlobe?

Vpliv svetlobe in teme na naš organizem deluje na dva načina. Po eni strani nam svetloba pomaga, da svojo notranjo uro nekako vzporejamo ali ponastavljamo z zunanjim časom. Poleg tega pozitivno vpliva na našo psiho, o tem vedo veliko povedati psihiatri, drugače pa je to vprašanje zelo kompleksno. Na splošno smo bolj depresivni ali brezvoljni v času, ko je svetli del dneva kratek. Mislim, da gre bolj za psihološki odziv našega organizma, ker je pač svetloba, posebno sončna, motivacijski dejavnik. Res pa je tudi, da v industria­lizirani družbi ne poznamo več prave teme. Sama se ukvarjam predvsem s presnovo, z metabolizmom, zlasti s holesterolom, in iz našega raziskovalnega vidika je v središču zanimanja ravno učinek svetlobe na ravnovesje metabolizma v organizmu. Potrebujemo neki normalen ritem svetlobe in teme, da lahko delujemo v sozvočju z naravo. V industrializirani družbi nismo le izgubili stika z naravo, ampak smo tudi precej zmešali svoj notranji ritem. Zdaj raziskave kažejo, da je kar nekaj bolezni nove dobe mogoče povezati s posledicami dela v več izmenah, če to traja več kot 20 let.

Modra svetloba ni prijazna človeku. Foto Igor Zaplatil

Kako pa se s pomanjkanjem svetlobe soočajo severnjaki, ki imajo polarni dan in noč?

To me velikokrat sprašujejo. Vedno odgovarjam, da imajo v sodobnem času tudi oni na voljo umetno svetlobo. Če bi hoteli dandanes raziskovati, kako na njihov organizem vplivata polarna noč in dan, bi morali v raziskavo vključiti ljudi zunaj industrializiranih območij, ki jih osvetljujejo viri umetne svetlobe. Gotovo pa je pri njih več depresije, to je znano. Svetloba namreč deluje zelo pozitivno tako na naše kognitivne sposobnosti kot našo psiho.

Omenjate človekovo notranjo uro, strokovnjaki govorite o cirkadiani uri. Ameriški znanstveniki Jeffrey Hal, Michael Rosbash in Michael Young so lani dobili Nobelovo nagrado za medicino, ker jim je uspelo pojasniti vzvode, ki poganjajo ta mehanizem v različnih organizmih, tudi pri človeku.

Cirkadiani ali dnevno-nočni ritem je eden od bioloških ritmov, ki so značilni za živa bitja. V resnici gre za način prilagajanja organizmov na okolje. Izraz izhaja iz latinščine in v prevodu pomeni približno en dan. Temu 24-urnemu ciklu so podrejeni biokemijski, fiziološki in vedenjski procesi pri človeku, živalih, rastlinah in glivah. Dokazan je pri nekaterih bakterijah. Različni procesi v organizmu so uravnavani v 24-urnem ciklu, zato pravimo, da imajo notranjo oziroma cirkadiano uro – recimo uravnavanje telesne temperature, prebava in izločanje hormonov.

Kako je naša notranja ura povezana z zunanjim svetom?

Morda je slišati nenavadno, da so trije ameriški znanstveniki dobili tako pomembno nagrado, ker so ugotovili, kako pri človeku deluje mehanizem notranje, cirkadiane ure. Zanjo je pomemben normalni ritem svetlobe in teme, ker svetloba to našo notranjo uro ponastavlja, usklajuje z okoljem. Dolgo je v znanstvenih krogih veljalo, da je svetloba tista, ki sploh poganja našo notranjo uro, danes pa vemo, da jo samo ponastavi, uskladi z zunanjim svetom. Deluje pa notranja ura na ravni celice, prek beljakovin. To odkritje je bilo novo. Vsaka celica v telesu tvori te beljakovine, zato ima tudi vsaka celica svoj ritem. Naloga možganov je, da ritme v posameznih celicah oziroma organih sinhronizirajo, uskladijo. Naloga centralne ure v možganih pa je, da notranjo uro vsak dan znova ponastavlja s svetlobo. Poleg te je pomemben tudi ritem prehrane, saj notranji organi ne morejo uporabljati svetlobe kot glavnega sledilca časa.

Trije nobelovci so raziskave opravljali na vinski mušici. Opredelili so gen PER, period, ki je eden od nadzornikov normalnega dnevnega biološkega ritma. Pokazali so, da ta gen zapisuje beljakovine, ki se ponoči kopičijo v celici, nato pa se čez dan razgradijo. Pravimo, da so to beljakovine centralne ure. Ta mehanizem je evolucijsko ohranjen tako rekoč pri vseh organizmih. Nato so raziskovalci opredelili še dodatne beljakovinske komponente tega mehanizma. Pozneje je bilo dokazano, da bio­loške ure delujejo po istih načelih kot pri vinski mušici tudi v celicah drugih večceličnih organizmov, tudi pri ljudeh.

Cirkadiana ura, za katero je pomembno ravnovesje med dnevom in nočjo, je z zunanjim svetom povezana prek svetlobe. Kaj se pri tem dogaja v telesu?

Omenila sem, da svetloba ponastav­lja našo notranjo uro. Človek lahko svetlobo sprejme le prek celic v očesu, natančneje prek celic očesne mrežnice, od koder se signal svetlobnega dražljaja po živčevju prenese v možgane. V možganih imamo tik nad sečiščem vid­nih živcev tako imenovano centralno uro – to je skupek celic, ki mu rečemo suprakiazmatično jedro in je ključno za cirkadiani ritem. Vemo, da so možgani tako ali tako center organizma. Svetloba vpliva neposredno nanje in prek njih na druge organe.

Avtorji zapisov o vplivu umetne svet­lobe na človeka običajno omenjajo hormon melatonin. Kaj v zvezi z njim zanima znanost?

V telesu delujeta dva hormona, ki se najbolj odzivata na dnevno-nočni ritem. Torej v temni fazi dneva, nekje med drugo in četrto uro zjutraj, imamo ljudje v krvi najvišjo 24-urno raven hormona melatonina. Zanj je značilno, da se tvorba zmanjša, takoj ko z očmi zaznamo svetlobo, torej tudi takrat, ko recimo ponoči prižgemo luč. Ko luč znova ugasnemo, se tvorba tega hormona znova poveča. Poznamo več študij, ki so proučevale, kakšen je pomen melatonina – rečemo mu kar hormon teme – za pojav bolezni, ki so povezane z motnjami cirkadianega ritma. Raziskave, v katere so vključili slepe ljudi, so pokazale, da imajo slepe ženske, ki ne zaznavajo svetlobe, nižjo pojavnost raka na dojkah kot njihove vrstnice, ki zaznavajo vsaj del svetlobe. Svetloba namreč prekine tvorbo melatonina, ki uravnava pomembne presnovne procese. Izsledki raziskav tudi kažejo, da je stopnja pojavnosti raka višja v industrializiranih državah, kar nekateri povezujejo z večjo stopnjo nočne osvetljenosti, vendar ta tako imenovana melatoninska hipoteza še nima dovolj mehanističnih dokazov.

Pri slepih ljudeh so raziskovali, kako deluje notranja ura, če prek oči ni mogoče sprejemati svetlobe?

Da, pretežno pri slepih ženskah. Raziskovali so vpliv svetlobe na notranjo uro. Ugotovili so, da cirkadiani ritem pri njih ni naravnan na 24 ur, ampak je perioda drugačna. Drugo je, da ritem pri njih ni stalen, ni vsak dan enak. Ker se ljudje, ki vidimo, zaradi svetlobe vendarle vedno znova ponastavljamo in usklajujemo z okoljem, če ne drugače, ko prižgemo luč, imajo slepi ljudje bistveno več motenj spanja. V tem se kaže negativni vpliv dejstva, da ne morejo sprejeti svetlobe. Po drugi strani se je to, da ne morejo sprejeti svetlobe, pokazalo tudi kot zaščitni znak. Statistično je namreč dokazano, da je pri slepih ženskah manj raka dojk. Tega med drugim povezujejo z negativnim vplivom dolgotrajnega večizmenskega dela, ki je statistično značilno povezano z večjo pojavnostjo raka dojk: to so dokazali za dve skupini žensk, za medicinske sestre in stevardese.

Poljudni članki melatoninu pogosto pripisujejo različne ugodne učinke na telo, recimo, da je zelo učinkovit antioksidant, da preprečuje raka, zavira staranje ... Kaj od tega potrdijo raziskave?

Melatonin je hormon, ki nastane iz ene od aminokislin, iz triptofana, sprošča pa se v žlezi češeriki v temni fazi dneva. To je edino, kar je o melatoninu zares znano. Vemo tudi, da potuje po krvi, tako kot vsi hormoni, in se na različnih celičnih tipih veže na receptorje in povzroča vrsto učinkov v organizmu. Problem pri tem hormonu je, da ni specifičnega učinka, ki bi ga lahko pripisali le njemu, je pa veliko korelacij. Če se sproža daljše obdobje ob napačnem času, lahko prispeva k hormonsko odvisnim vrstam raka in presnovnim boleznim, a mehanizmi še niso pojasnjeni. Med takšne neugodne okoliščine lahko recimo štejemo kronični jet-lag pri letalskem osebju ali dolgoletno več­izmensko delo v medicinski stroki.

Kako pa na naše telo vpliva dnevni hormon kortizol, ki se tvori na svetlobi?

Hormon, ki se izloča v zgodnjih jutranjih urah bolj pod vplivom svetlobe, je kortizol – omenila sem neposredno povezavo med možgani in nadledvično žlezo, ki ga izloča. Oba, melatonin in kortizol, vplivata na presnovo, na človekov metabolizem. Za kortizol je zelo dobro opredeljeno, kakšni so njegovi učinki, predvsem v povezavi z njegovo vlogo pri presnovi oziroma tvorbi glukoze in drugih celičnih sestavin. O melatoninu pa je znanega precej manj. Potekajo velike raziskave o posledicah za organizem, če ga je premalo. V povezavi z njim so razširjene številne trditve, a so izredno težko znanstveno dokazljive. Zato pravimo, da ima melatoninska hipoteza še precej problemov. Tako rekoč vsako tkivo lahko odreagira nanj. Če bi vedeli, da je res vse, kar temu nočnemu hormonu pripisujejo, bi ga najbrž dajali ljudem kot čudežno zdravilo in nekaterih bolezni ne bi bilo. Kot pravim, pa so učinki, ki se mu pripisujejo, težko dokazljivi.

Na družbenih omrežjih najdemo vprašanja, zakaj melatonina pri nas ni mogoče dobiti v prosti prodaji. Ali je v tujini drugače?

Mogoče ga je kupiti v prosti prodaji v Italiji, Veliki Britaniji, ZDA in morda še kje. Tudi pri nas je melatonin že dostopen kot prehransko dopolnilo. Drugače lahko v Sloveniji zdravnik zanj izda plačljiv beli recept. Predpisujejo ga bolnikom z nespečnostjo, ker je melatonin naravna molekula, ki ni škodljiva. Sama občasno uporabljam melatonin za premik svoje notranje ure, če recimo potujem v ZDA.

Pred leti mi je neka stara gospa, ki ni imela nobenih šol, svetovala, naj otrok spi v povsem temni sobi, čeprav ni ničesar vedela o hormonih ali melatoninu.

Res je, kar vam je svetovala. Starejše generacije so izkustveno vedele, da mora človek spati v temi, tudi to, da se vstaja s petelini in hodi spat s kurami. Dokler ni bilo elektrifikacije, smo naravni ritem bistveno bolj prilagajali zunanjemu, geografskim okoliščinam. Zdaj pa si umet­no podaljšujemo svetli del dneva, tudi jaz. Veliko delam zvečer, ob umetni svetlobi.

Ker nam podnevi zmanjkuje časa, pogosto ostajamo budni pozno v nočne ure, ko naj bi se tvoril hormon melatonin.

Tako je. Dokazano je, da so ravni melatonina pri ljudeh zdaj nižje. Naj omenim še korelacijo, ki pa bi jo bilo treba mehanistično še dodelati: s tem, ko se vrh oziroma koncentracija melatonina niža, se koncentracija inzulina povečuje, to potem vpliva na inzulinsko rezistenco, ta neodpornost pa je eden glavnih dejavnikov pridobljene sladkorne bolezni.

Tvorba melatonina se prekine, če ponoči prižgemo luč, a to ne velja za vse vrste svetlobe. Tak učinek imata predvsem kratkovalovni vijoličasta in modra?

Kakor pojasnjujejo strokovnjaki za to področje, tvorjenje melatonina prekine svetloba, ki ima enako valovno dolžino kot dnevna svetloba. Rdeča svetloba takšnega učinka na tvorbo hormona nima, modra svetloba pa jo zmanjšuje.


Tudi novorojenčki v japonski porodnišnici so se dobro počutili pod rdečo svetlobo. Foto Igor Zaplatil

Vaše znanstveno področje je funkcijska genomika. Zakaj ste se začeli ukvarjati s svetlobo?

To s funkcijsko genomiko res nima neposredne povezave, saj moje znanstveno področje pomeni, da raziskuješ, kaj je vloga naših genov. Mene pa je od nekdaj zelo zanimala endokrinologija, presnova, vprašanje, kaj se pri tem dogaja v naših celicah. Veliko smo se ukvarjali tudi s holesterolom. Leta 2005 sem bila na študijski na izmenjavi v Strasbourgu. V laboratoriju sem sedela ob kolegih, ki so raziskovali notranjo, cirkadiano uro. Odprla so se mi nova obzorja o tem, kako je metabolizem povezan z našim not­ranjim ritmom, in ker je ta povezan s svetlobo, sem se začela poglabljati v raziskave o učinkih svetlobe in njenem vplivu na notranjo uro. Novorojenčki, na primer, vzpostavijo cirkadiani ritem v nekaj dneh oziroma tednih po rojstvu: ritem temperature se vzpostavi v nekaj dneh, ritem spanja nekako po 60 dneh. Spanje v temi seveda pri tem lahko zelo pomaga. Na Japonskem so v neki porodnišnici opravili poskus, tako da je ena skupina novorojenčkov spala pri običajni porodnišnični svetlobi, druga pa pod rdečo svetlobo. Dokazali so, da so otroci pod rdečo svetlobo hitreje razvili notranji ritem in se tako uskladili z zunanjim svetom. Neka druga raziskava med starostniki v domu za ostarele pa je dokazala, da so bile njihove kognitivne sposobnosti boljše, če so bili dlje časa na dnevni svetlobi.

Glede na to, kako pomembno vlogo ima svetloba za človeka, obstajajo tudi terapije, ki to upoštevajo?

Seveda, obstajajo svetlobne terapije za nekatere psihiatrične motnje, tudi za alzheimerjevo demenco. Uporabljajo jih tudi pri motnjah cirkadianega ritma, kot je nespečnost.