Student World

Biologické hodiny člověka trvají v průměru 24,2 hodiny. Více než 90 % všech lidí má periodu delší než 24 hodiny. Pokud bychom byli ponecháni sami sobě, budeme tedy v čase neustále "ujíždět", každý den o něco později chodit spát i vstávat. Něco takového platí zcela obecně: Biologické hodiny velké většiny organismů se přesně nekryjí s 24hodinovým dnem a musejí být uváděny do souladu díky vnějším podnětům. U člověka je subjektivní den delší, u myši domácí trvá naproti tomu pouze 23,6 hodiny.
Protože před miliardou let trval den jiný počet hodin než dnes, přímo se vnucuje otázka, zda délka biologických hodin toho kterého organismu nějak nesouvisí s jeho evolučním stářím, eventuálně s taxonomickým zařazením. Žádnou podobnou závislost se nicméně nepodařilo prokázat. Pokud si uvědomíme rozdíl biologických hodin mezi člověkem a myší a srovnáme je s chvílí, která uplynula od rozchodu obou evolučních linií (sotva více než 60 milionů let), skutečně se nezdá, že by zde byla nějaká souvislost se změnou délky astronomického dne – ta se posledních pár desítek milionů let už změnila jen neznatelně.
Biologické hodiny však "samy o sobě" fungují pouze v prostředí neperiodickém. Vnější podněty, především střídáni světla a tmy, srovnávají jejich chod s reálným světem. Současně je však možné tímto způsobem hodiny naprosto vykolejit. Často i jedna jediná minuta intenzivního světla ve večerních hodinách posune rytmus o dvě hodiny. Světlo přitom nevnímáme pouze očima. Alespoň tak lze soudit z faktu, že tímto způsobem dochází k synchronizaci period i u nevidomých (v praxi k synchronizaci samozřejmě dochází především sociálně, tj. díky kontaktům nevidomého s okolím). Na světlo reagují i buňky živočichů, kteří jsou "normálně" slepí (někteří krtci apod.). Ostatně, na světlo zcela bezprostředně reagují i rostliny (fotosyntézou), o kterých se také nedá říci, že by v lidském slova smyslu viděly.
Světlo přitom bezprostředně ovlivňuje i takové věci, jako je exprese genů. Mimochodem, někteří noční hlodavci nejsou například vůbec ochotní jíst na světle.

Biologické hodiny fungují na úrovni jednotlivých orgánů i na úrovni jednotlivých nervových buněk. Často jsou i v rámci jednoho organismu periody naprosto odlišné a musí dojít k synchronizaci. Pokud nějaký orgán vyjmeme z organismu a následně sledujeme jeho rytmy např. v živném roztoku, můžeme se dočkat nejednoho překvapení.
Na úrovni psychologické se pak podle biologických hodin a jejich nastavení dají například rozlišovat "denní" a "noční" ptáčata. A také se ukazuje poněkud tristní fakt, že někteří lidé si spolu zřejmě nemohou dost dobře rozumět prostě proto, že jsou každý aktivní v nějakou jinou hodinu. To, zda jsou vaše hodiny "kratší" nebo "delší", souvisí i se snášením časových posunů. Vyrovnáte se lépe s letem na západ nebo na východ?
K hlavním poruchám lidských biologických hodin může patřit "stálý" posun nebo skutečné ujetí v čase (viz začátek tohoto článku). Není jasné, nakolik jsou tyto poruchy dány sociálně a nakolik je jejich původ genetický.
Zůstává velké množství otázek: Proč došlo např. k selekci myši domácí, která má periodu kratší? Může být taková perioda evolučně výhodná, nebo je pouze víceméně náhodným epifenoménem něčeho úplně jiného? Jaký vliv měla délka biologických hodin na evoluci člověka? (Např. neustálé prodlužování, aby v případě potřeby bylo možné stihnout i "něco navíc" typu vykopáni pasti na mamuta v počínající noci). Jak souvisí biologické hodiny se zeměpisnou šířkou, ve které ty které organismy žijí? A jak je to u hibernujících savců, tj. těch, kteří upadají do zimního spánku? Mají naši nejbližší příbuzní – lidoopi – hodiny posunuté stejně jako my?
Byl podniknut experiment s transgenními organismy (snad sysly), kteří měli biologické rytmy geneticky změněné. Ve volné přírodě pak tito vypuštění mutanti vyhynuli, kupodivu však až po delší době. Na druhé straně – fakt, že každý den musíme vstávat jakoby dříve, než bychom chtěli, je samozřejmě silným stresovým faktorem. Kdo si nemusí dávat budík, je ve velké výhodě.
Kapitolou samu pro sebe jsou i rytmy lunární. Jedná se o věc evolučně velmi starou, která samozřejmě souvisela s tím, že na střídání měsíčních fází závisí příliv a odliv. Zdědili jsme ji tedy ještě po vodních předcích?
A jak se vlastně ony biologické hodiny měří? V této souvislosti se sledují některé veličiny typu tělesné teploty (ta by měla být nejnižší ráno), ale především hladiny určitých hormonů. Typickým nočním hormonem je zejména melatonin. S denní fází souvisí například i vyplavování hormonů pohlavních.

Zdroj: Přednáška předsedkyně Akademie věd Heleny Illnerové v rámci Čtvrtků ve Viničné

autor Pavel Houser