Narušenie cirkadiánneho rytmu svetlom

Cirkadiánny systém u ľudí je komplexný systém, ktorý začína v oku a končí v epifýze. Produkuje melatonín, neurohormón nevyhnutný pre fungovanie vnútorných hodín. U ľudí sa melatonín vylučuje počas tmavej fázy cyklu svetlo-tma, takže v noci. Denné hladiny melatonínu sú teda pomerne veľmi nízke. Svetlo sa považuje za najsilnejší cirkadiánny synchronizátor pre ľudí, hoci časy jedla, fyzická aktivita a sociálna interakcia, tiež zohrávajú úlohu v synchronizácii cirkadiánneho systému. Keďže perióda vnútorných hodín u ľudí nie je presne 24 hodín, ale blíži sa k 24,2 hodinám, denné vystavenie svetlu umožňuje zachovať 24 hodinový cyklus.

Synchronizačný účinok svetla na hodiny začína u cicavcov vo fetálnom štádiu prostredníctvom sekrécie materského melatonínu. Zatiaľ čo svetlo je kľúčovým faktorom, ktorý riadi sekréciu melatonínu, sekréciu tohto hormónu ovplyvňuje rozdielne v závislosti od dennej doby expozície, intenzity, svetelného spektra a trvania expozície. Expozícia svetlom v noci, medzi polnocou a 4:00, to je v čase maximálnej sekrécie melatonínu, vedie k úplnej inhibícii sekrécie. 

Účinok svetla na cirkadiánny rytmus závisí aj od jeho intenzity a trvania, ako aj od jeho spektrálnych vlastností. Bunky sietnice sú obzvlášť citlivé na modré svetlo (t. j. vlnové dĺžky 460 – 480 nm).

Dokonca aj svetlo s nízkou intenzitou, vyžarované najnovšími technológiami, ako sú LED diódy, počítačové obrazovky alebo televízory, mobilné telefóny a tablety, je schopné pôsobiť na vnútorné hodiny, čo vedie k fázovému oneskoreniu a spomaleniu sekrécie melatonínu. Okrem toho, že dospievajúci ľudia sú počas dňa vystavení svetlu z radu LED konzol, sú vášnivými používateľmi takýchto zariadení aj v noci.

Predpokladá sa, že výsledné cirkadiánne oneskorenie fázy, ktoré je často spojené s nedostatkom spánku, je základom porúch desynchronizácie (narušenia) hodín. Ide o typ chronického jet lagu, označovaného aj ako sociálny jet lag –  nesúlad medzi časom a spoločenským časom – a môže ohroziť zdravie. 

Naše cirkadiánne hodiny a teda aj naše cirkadiánne rytmy sú dočasne koordinované vnútornými a vonkajšími rytmickými signálmi. Keď signály nie sú v súlade s hodinami, celý systém zažíva desynchronizáciu, čo zodpovedá stavu, keď sa biologický čas (t. j. vnútorné hodiny) a astronomický čas (t. j. miestny čas) rozdelia.

Bez ohľadu na pôvod (práca na zmeny, jet lag, slepota...) sa desynchronizácia prejavuje atypickými klinickými príznakmi, ako je pretrvávajúca únava, poruchy spánku vedúce k chronickej nespavosti, zlá chuť do jedla a poruchy nálady, ktoré môžu spôsobiť depresiu. Niektorí „desynchronizovaní“ ľudia nemajú žiadne z týchto klinických príznakov. 

Vo väčšine doteraz vykonaných štúdií sa ukázalo, že práca na zmeny a nočná práca nepriaznivo ovplyvňujú zdravie pracovníkov, u ktorých boli identifikované mnohé zdravotné problémy, ako je zvýšený výskyt rakoviny, poruchy spánku, gastrointestinálne problémy, neuropsychologické problémy, kardiovaskulárne poruchy. Predpokladá sa, že tieto efekty sú spojené so stratou synchronizácie medzi vnútornými hodinami a cyklom svetlo-tma.

V roku 2007 Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny (IARC) zdôraznila, že existuje „obmedzený dôkaz o karcinogénnych účinkoch súvisiacich s pracoviskom“, ale že „bola pozorovaná pozitívna súvislosť medzi vystavením sa práci na zmeny a rakovinou, pre ktorú kauzálna interpretácia sa považuje za dôveryhodnú; hoci náhoda, zaujatosť a iné mätúce faktory sa nedajú odstrániť“. IARC preto zaradila prácu na zmeny a/alebo nočnú prácu do skupiny 2A „pravdepodobných karcinogénov“, pretože „zahŕňajú cirkadiánnu dezorganizáciu“.