Cirkadiánní rytmus, cyklická 24hodinová perioda biologické aktivity člověka.
V rámci cirkadiánního (24hodinového) cyklu člověk obvykle spí přibližně 8 hodin a 16 hodin je vzhůru. Během bdělých hodin jsou nejaktivnější duševní a tělesné funkce a zvyšuje se růst buněk tkání. Během spánku téměř vymizí dobrovolná svalová činnost a dochází ke snížení rychlosti metabolismu, dýchání, srdeční frekvence, tělesné teploty a krevního tlaku. V době odpočinku se zvyšuje aktivita trávicího systému, ale snižuje se aktivita močového systému. Hormony vylučované organismem, jako je stimulant adrenalin (adrenalin), se uvolňují v maximálním množství asi dvě hodiny před probuzením, aby byl organismus připraven k činnosti.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzVšechna videa k tomuto článku
Cirkadiánní cyklus je řízen oblastí mozku známou jako hypotalamus, která je hlavním centrem pro integraci rytmických informací a stanovení spánkových vzorců. Část hypotalamu zvaná suprachiasmatické jádro (SCN) přijímá signály o světle a tmě ze sítnice oka. Po aktivaci světlem předávají speciální fotoreceptorové buňky v sítnici signály do SCN prostřednictvím neuronů retinohypotalamické dráhy. Signály jsou dále přenášeny do epifýzy, malé kuželovité struktury, která je připojena k zadnímu konci (za hypotalamem) třetí mozkové komory a která je zodpovědná za produkci hormonu zvaného melatonin. Cyklické výkyvy melatoninu jsou nezbytné pro udržení normálního cirkadiánního rytmu. Když sítnice detekuje světlo, produkce melatoninu je potlačena a nastává bdění; vlnová délka (barva) a intenzita světla jsou důležitými faktory ovlivňujícími míru potlačení produkce melatoninu. Naopak v reakci na tmu se produkce melatoninu zvýší a tělo se začne připravovat na spánek. Reakce navozující spánek, jako je pokles tělesné teploty a krevního tlaku, vznikají, když se melatonin naváže na receptory v SCN.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzPodívejte se na všechna videa k tomuto článku
Přirozeným časovým signálem pro cirkadiánní vzorec je změna ze tmy na světlo. Tam, kde denní světlo není konzistentní, jako například ve vesmíru, jsou zavedeny režimové cykly, které simulují 24hodinový den. Pokud se člověk snaží porušit cirkadiánní rytmus tím, že řadu dní ignoruje spánek, začnou vznikat psychické poruchy. Lidské tělo se může naučit fungovat v cyklech mezi 18 a 28 hodinami, ale jakákoli odchylka větší nebo menší než tato hodnota obvykle způsobí, že se tělo vrátí k 24hodinovému cyklu. Dokonce i v zcela osvětlených oblastech, jako je například subpolární soumračná zóna, má tělo po počátečním přizpůsobení pravidelné cykly spánku a bdění.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzPodívejte se na všechna videa k tomuto článku
Každý drastický posun v cirkadiánním cyklu vyžaduje určitou dobu na opětovné nastavení. Každý jedinec reaguje na tyto změny jinak. Cestování přes několik časových pásem je běžně doprovázeno stresem cirkadiánního rytmu, někdy nazývaným „jet lag“. Například při cestování letadlem mezi Tokiem a New Yorkem vzniká časový rozdíl 10 hodin; obvykle trvá několik dní, než se tělo znovu přizpůsobí novému uspořádání dne a noci. Příliš časté změny cirkadiánních vzorců, jako je například několik zaoceánských letů měsíčně, mohou vést k duševní a fyzické únavě. Předletové nebo poletové adaptace lze dosáhnout postupnou změnou spánkového režimu tak, aby simuloval režim, který bude nutný v novém prostředí. Cestování do vesmíru je ještě extrémnější. Astronauti se poprvé setkávají s rychlými změnami denního a nočního cyklu během pobytu na oběžné dráze Země. Za touto hranicí se prázdnota stává konstantní černotou bez pozorovatelného rozdílu mezi dnem a nocí.
Cirkadiánní cyklus může měnit účinnost některých léků. Například načasování podávání hormonálních léků tak, aby bylo v souladu s jejich přirozeným cirkadiánním vzorcem produkce, zřejmě méně zatěžuje organismus a přináší účinnější léčebné výsledky.