Betöltés

Mit keresel?

Aktuális Slider Sportélettan Sporttudomány Teljesítményfokozás

Cirkadián ritmus és testmozgás – a sportorvos gondolatai

Megoszt

A cirkadián ritmusok önfenntartó jelenségek, amelyek periódusai körülbelül 24 óra (latinul: circa = körülbelül, diem = 1 nap). Például az emberi testhőmérséklet cirkadián ritmusa koszinuszos hullámmintázatot mutat, jellemzően kora este (5-7 óra között) tetőzik, és kora reggel (4-6 óra között) éri el a mélypontját. Ez a bejegyzés áttekinti azokat a bizonyítékokat, amelyek szerint a testmozgás befolyásolhatja a cirkadián rendszert, és megvitatja az egészségre és a teljesítményre gyakorolt hatásokat.

Minden élő szervezet cirkadián ritmust mutat, amely valószínűleg azért alakult ki, hogy alkalmazkodni tudjon a Föld 24 órás forgásához. A hipotalamusz kétoldali összekapcsolt suprachiasmatikus magjai (SCN) az emlősök cirkadián pacemakerének domináns anatómiai helye. Az SCN-ből a hipotalamusz és az endokrin rendszer más központjaiba irányuló idegi és humorális kimenetek számos viselkedési és fiziológiai ritmust irányítanak.

Emberben az SCN aktivitásának közvetlen mérése lényegében lehetetlen, ezért az emberi cirkadián rendszer mérése a kimeneti markerek, például a testhőmérséklet és a melatonin kiválasztás értékelését jelenti, amelyek az „óra mutatóinak” tekinthetők. E ritmusok mérését részben megzavarhatják vagy „elfedhetik” környezeti és viselkedési tényezők, például az energiabevitel, a fizikai aktivitás, a hőmérséklet és a fény. Például a testhőmérséklet normál körülmények között megfigyelt napi ritmusát részben a fizikai aktivitás és a táplálékbevitel nappali-éjszakai ingadozásai befolyásolják.

Definíció szerint azonban ezek a ritmusok endogén módon keletkeznek, bár mérésüket befolyásolják ezek a maszkoló tényezők. Vagyis a ritmusok akkor is fennmaradnak, ha a szervezet el van választva a napszakjelzésektől vagy az említett maszkoló tényezők napszakos ingadozásaitól. A legkorábbi emberi vizsgálatok ezt a pontot barlangi kísérletekben mutatták be, ahol nem volt hőmérséklet- és fényingadozás, és a résztvevők el voltak szigetelve a környezettől. Modern laboratóriumi technikákat fejlesztettek ki a cirkadián ritmusok maszkoló tényezőktől való „elrejtésére”. Ezek közé tartozik az állandó rutin, az erőltetett deszinkronitás és az ultrarövid alvás-ébrenlét ciklus. A 180 perces ultrarövid alvás-ébrenlét ciklusban a résztvevőknek 60 perc alvás sötétben (<1 lux), majd 120 perc ágyon kívüli, gyenge fényben (30 lux) ébrenlét volt a feladatuk. Ezt a menetrendet éjjel-nappal ismétlik legfeljebb 10 napig, így a maszkoló hatásokat egyenletesen osztja el a 24 órás nap folyamán.

Cirkadián ritmus szinkronizációja

Ideális körülmények között a cirkadián rendszer pontosan szinkronizálódik a Föld 24 órás forgásához, hogy elősegítse a környezethez való alkalmazkodást. A szinkronizáció a napi időjelzéseknek való kitettség révén történik, beleértve a nappali és éjszakai fény-sötét ciklust, a fizikai aktivitást és a környezeti hőmérsékletet. Ha azonban a cirkadián időzítés nincs szinkronban a környezeti követelményekkel, annak negatív következményei vannak, amint azt az alábbiakban áttekintjük.

Cirkadián ritmus

Műszakos munka

A váltott műszakban dolgozók, akik a munkaerő mintegy negyedét teszik ki, a rák, a szív- és érrendszeri, endokrin, hangulati és gyomor-bélrendszeri (GI) megbetegedések, valamint a krónikus alvászavarok gyakoribb előfordulásától szenvednek. Ráadásul éjszaka ugrásszerűen megnő az autó- és munkahelyi balesetek aránya, amint azt néhány hírhedt katasztrófa is példázza, mint például a volt Szovjetunióban, Csernobilban és az indiai Bhopalban történtek. A váltott műszakban dolgozók krónikusan szenvednek ezektől a tünetektől, mivel a testük órája szinte soha nem alkalmazkodik teljesen például az éjszakai műszakhoz. Ez azért van, mert a környezeti időzítő tényezők hajlamosak az embereket napszakos időbeosztásban tartani, és mert a váltott műszakban dolgozók általában visszatérnek a napszakos időbeosztáshoz, amikor nem dolgoznak.

Jet Lag

Évente sok 10 millió utazó szenved a jetlag tüneteitől, beleértve a hangulatzavart, a nappali álmosságot, az éjszakai álmatlanságot és az emésztőrendszeri zavarokat. Ezek a tünetek mindaddig fennállnak, amíg a cirkadián rendszer nem szinkronizálódik újra az új időzónához; ez átlagosan időzónánként körülbelül 1 napot vesz igénybe. A jetlag érzéséhez hozzájárul a különböző élettani ritmusok közötti „belső deszinkronizáció”, amely a ritmusok eltérő ütemű újraszinkronizálódása során következik be. A rendszeres légi utazást a repülőgép személyzeténél összefüggésbe hozták a szív- és érrendszeri betegségekkel, a kognitív deficittel és a menstruációs ciklus zavarával. Állatoknál a szimulált jetlagnek való krónikus kitettség növeli a halálozást és a rákos megbetegedések progresszióját.

Késleltetett alvási fázis (DSP – Delayed sleep phase)

A késleltetett alvási fázist (DSP) az jellemzi, hogy nem tudunk normális időben (hajnali 2 óra előtt) elaludni, és rendkívül nehezen ébredünk fel 10 óra előtt. Ezek az alvásminták több cirkadián marker, köztük a testhőmérséklet és a melatonin késésével járnak együtt. A DSP-nek egyértelmű genetikai kapcsolata van, és leginkább serdülőknél és fiatal felnőtteknél fordul elő. Ha hétvégén, vagy a munkarend különleges alakítása révén lehetőségük van rá, a DSP-ben szenvedő egyének gyakran 10-13 óráig alszanak, és normális alvásmennyiséggel és -minőséggel rendelkeznek. A legtöbb DSP-s ember azonban későn fekszik le, és a szokásos időben kell felébrednie, ami krónikus alváshiányt és annak minden következményét eredményezi.

Cirkadián ritmus

Előrehaladott alvási fázis (ASP – Advanced sleep phase)

Az előrehaladott alvási fázist (ASP) a társadalmi normáknál ≥3 órával korábbi alváskezdési idő (~6-9 óra) és ébredési idő (~2-5 óra), valamint más cirkadián markerek fáziskésése jellemzi. Az ASP prevalenciája az életkorral nő. Az ASP-vel való genetikai kapcsolat jól dokumentált. A túlzott késő délutáni álmosság gyakori az ASP-ben, és hozzájárulhat a csökkent munkatermelékenységhez és a baleseti kockázat növekedéséhez. A nagyon korai lefekvési időhöz való ragaszkodás bizonyos feszültséget okozhat a társas kapcsolatokban, és sok ASP-s egyén szívesebben maradna fent tovább. A rendkívül korai reggeli ébredés ráadásul gyakran frusztráció és magányosság forrása.

A cirkadián rendszer szinkronizálása és fáziseltolása

Egyre több bizonyíték van arra, hogy a cirkadián ritmusok robusztussága (pl. amplitúdó, illeszkedés jósága) és az időzítés napi stabilitása összefügg a jobb egészségi állapottal. Valóban, a nagyobb ritmus amplitúdó és stabilitás összefüggésbe hozható a hosszú élettartammal rákos betegek, Alzheimer-betegek és idős felnőttek nagy mintájú vizsgálata alapján.

Figyelembe véve a cirkadián malszinkronizáció gyakoriságát és következményeit, a cirkadián rendszer eltolása és újraszinkronizálása óriási potenciállal rendelkezhet a népesség megbetegedésének csökkentésében.

Az erős fény fáziseltolódást okozó hatásai

Az erős fényt tekintik a legfontosabb időadónak, amely a cirkadián időzítést az SCN-hez vezető közvetlen retinohypothalamikus útvonalon keresztül eltolja. A fény fáziseltolódási hatásait a fázis-válaszgörbékkel (PRC – phase-response curves) jellemzik, amelyek az eltolódás nagyságát és irányát írják le, az „időzítő” hatástól függően. Ae erős fény késleltetést vált ki, ha a cirkadián hőmérsékleti mélypontja előtt alkalmazzák, és előrehaladást, ha utána alkalmazzák, a hőmérsékleti csúcs közelében kisebb a hatása. Így az esti fény felhasználható az előrehaladott alvási fázis korrigálására és a cirkadián rendszer nyugati utazást követő újraszinkronizálására. Ezzel szemben a reggeli fény a késleltetett alvási fázis korrigálására és a keleti utazáshoz való alkalmazkodásra használható. Talán ugyanolyan fontos, mint a megfelelő időpontokban történő „fényhatás”, hogy elkerüljük az olyan időpontokban történő erős fényexpozíciót, amikor a fény a cirkadián rendszert a kívántal ellentétes irányba tolja el. Például az éjszakai műszakban dolgozóknak, akik a munkaidő-beosztásukhoz igazodva szeretnék késleltetni a testórájukat, azt tanácsolják, hogy kerüljék az erős fényt (ha lehetséges), amikor munkába indulnak.

Bár az erős fény általában hasznos, sok (de nem minden) vak ember számára nem hatékony, és nem ajánlott olyan egyéneknek sem, akiknek rendellenesen magas a fényérzékenysége. Ezen túlmenően a vizsgálatok azt mutatják, hogy az erős fény kevésbé hatékony a cirkadián rendszer eltolására, mint ahogy azt a laboratóriumi vizsgálatok alapján feltételezhetnénk. Ezért a cirkadián időzítés eltolására alternatív vagy segédmódszereket kell alkalmazni.

Cirkadián ritmus

A testmozgás fáziseltolódásra gyakorolt hatása

Rágcsálókon és embereken végzett vizsgálatok megállapították, hogy a fizikai aktivitásnak is jelentős cirkadián fáziseltoló hatása lehet. Bár általánosan azt feltételezik, hogy a testmozgás fáziseltoló hatása kevésbé jelentős, mint az erős fényhez kapcsolódó hatás, csak kis számú empirikus bizonyíték támasztja alá ezt a feltételezést. A humán PRC-vizsgálatunkban (n = 224) azt találtuk, hogy 1 óra erőteljes testmozgás (65-75%-os pulzusszám-tartalék) olyan PRC-t váltott ki, amely hasonló alakú volt, de amplitúdója körülbelül egyharmada volt a 3 órás erős fényhez (3000 lux) kapcsolódó PRC-nek. Más kutatók továbbá körülbelül egyenértékű fáziseltolódási hatást találtak 2,5 óra mérsékelt testmozgás (átlagos intenzitás 50% max) és 3 óra erős fény (5000 lux) között. A legújabb vizsgálatok azt találták, hogy a testmozgás (1 óra 65-75%-os pulzusszám-tartalék mellett) olyan cirkadián fáziseltolódást váltott ki, amely körülbelül 80%-a volt az ugyanilyen időtartamú fényes fény (5000 lux) után megfigyeltnek.

Egy szimulált műszakos munkával végzett vizsgálatban a testmozgás szignifikánsan nagyobb fázis-újraszinkronizációt váltott ki, mint az ülő kontrollkezelés. A fáziseltolódás szignifikánsan korrelált a tünetek csökkenésével.

Az erős fény és a testmozgás fáziseltolódási kölcsönhatása

Hörcsögökben lenyűgöző kölcsönhatást állapítottak meg a fény és a fizikai aktivitás fáziseltolódási hatásai között. A fény és a testmozgás antagonizálják egymás fáziseltolódási hatásait, ha néhány órán belül alkalmazzák őket, de additív vagy szinergikus hatásuk lehet, ha több mint 4 óra választja el őket egymástól. A nemrégiben végzett humán vizsgálatunk is additív fáziseltolódási hatásokat talált, amelyeket az erős fény és a testmozgás kombinációja váltott ki.

Összefoglalva, a cirkadián malszinkronizáció egy igen elterjedt állapot, amely számos betegséggel és valószínűleg a halálozással is összefügg. Bár az erős fény a legjobb eszköz a cirkadián rendellenességek korrekciójára, a testmozgás is jelentős hatással van a cirkadián rendszerre. Ráadásul mind az állatkísérletek, mind az embereken végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy az ingerek együttes alkalmazása additív hatást fejthetnek ki.

hirdetés

Források: S.D. Youngstedt, C.Kline. Circadian Rhythms and Exercise; Kline CE, Durstine JL, Davis JM, et al. Circadian variation in swim performance, Youngstedt SD, Kripke DF, Elliott JA. Circadian phasedelaying effects of bright light alone and combined with exercise in humans; “Amit a sportolók sérüléseiről és betegségeiről tudni kell” (MOB+OSEI, 2008) és “Sportsérülések ellátása” (kézirat, szerkesztő: Prof. Dr. Berkes István)

Tagek
Következő cikk

Talán ez is érdekel