Cirkadiánní rytmus bez světla: bunkr, jeskyně a pobyt ve tmě

Co by se stalo, kdyby ti někdo vzal hodinky, telefon, okno i slunce a nechal tě žít, jak chceš? Kdy bys šel spát? Kdy by ti vyhládlo? A kolik dní by ti podle tebe uběhlo za tři týdny? Tyhle otázky si v 60. letech položili vědci z Max-Planckova institutu a postavili kvůli ní bunkr. Cirkadiánní rytmus bez světla je pro mě téma, na kterém se krásně ukáže, co věda ví, co si myslela dřív a co z toho platí v naší chatce u Kutné Hory.

Bunkr v Andechsu

První pokusy dělal Aschoff ve zvukotěsném podzemním operačním sále z doby války. Potom Max-Planckův institut postavil v bavorském Erling-Andechsu podzemní bunkr. Dobrovolníci v něm žili úplně izolovaní tři až čtyři týdny. Měli pokoj, sprchu a kuchyňku, se světem si jen psali dopisy a zásoby jim chodily v náhodných časech. Světlo si obvykle rozsvěcovali a zhasínali sami, jeho intenzitu řídili experimentátoři zvenku. Měřila se tělesná teplota, pohyb, moč a odhad času.¹

V roce 1965 Aschoff popsal v časopise Science pokusy s 26 dobrovolníky. Celkem bunkrem podle pozdějších přehledů prošly stovky lidí.^1,2

Kdo by řekl, že chatka u Kutné Hory má s bunkrem z 60. let tolik společného: postel, sprcha, jídlo zvenku a žádné hodiny 🙂 Jeden zásadní rozdíl tu ale je a dostanu se k němu.

Den, který měl 25 hodin

Výsledek byl na tehdejší dobu překvapivý. Rytmus spánku a bdění, tělesné teploty i vylučování moči běžel dál i bez vnějších vodítek. Jenže ne po 24 hodinách. U samotného Aschoffa trval jeho „den“ asi 25,0 hodiny, u jiného dobrovolníka 25,9 hodiny – a ten po 18 svých „dnech“ ztratil celý den a půl skutečného času. Periodu výrazně delší než 24 hodin mělo 85 % lidí, kratší jen 4 z 26.¹

Odborně se tomu říká volně běžící rytmus. Hodiny běží, ale nikdo je neseřizuje. Na grafu, kterému se říká aktogram, to vypadá jako schody, které každý den sjedou o kousek dál. Představ si hodinky, které se každý den opozdí o hodinu. Po týdnu snídáš v době, kdy ostatní obědvají, a vůbec o tom nevíš.

Aschoff si všiml ještě dvou věcí. Jasnější světlo periodu zkracovalo: když se zvýšilo ze 40 na 200 luxů, zkrátil se „den“ o 0,7 až 1,0 hodiny. A jeden dobrovolník předvedl něco, co zní jako sci-fi. Jeho spánek a bdění se rozjely s periodou 32,6 hodiny, zatímco tělesná teplota a vylučování vody a draslíku zůstaly na 24,7 hodiny.¹ Dvoje hodiny v jednom těle a každé si jely svoje.

Poctivě: lidí bylo málo, výsledky byly předběžné a hlavně to nebyla tma. Šlo o izolaci bez časových vodítek při umělém světle, které si lidé zapínali sami.

Proč přesnější měření dalo 24,2 hodiny

Starší izolační pokusy dávaly všelijaká čísla: periodu aktivity od 13 do 65 hodin s mediánem 25,2 hodiny a teplotu kolem 25 hodin. V roce 1999 to Czeislerův tým přeměřil u mladých i starších zdravých lidí v pečlivě hlídaném osvětlení. Vnitřní perioda vyšla v průměru 24,18 hodiny, tedy asi 24 hodin a 11 minut. U mladých i starších stejně a s malým rozptylem, podobně jako u jiných živočichů. Ta delší čísla podle autorů zkreslovalo světlo, kterému byli lidé v izolaci vystavení.³

V bunkru si totiž dobrovolníci svítili podle sebe, a právě to podle pozdějších prací periodu natahovalo.^1,3 Mýtus 25hodinového dne tedy nepadl proto, že by Aschoff špatně počítal. Padl proto, že jeho dobrovolníci měli vypínač 🙂

Bunkr podruhé, tentokrát v šeru

Moderní obdobou Aschoffova bunkru je případová studie z roku 2020. Jediný zdravý dobrovolník v ní strávil zavřený v bunkru devět dní a nocí, nikoho neviděl a netušil, kolik je hodin. Kamery u toho točily televizní dokument. Podmínky se měnily: některé dny si sám rozhodoval, kdy svítí, jiné trávil v nepřetržitém šeru pod 10 luxů, další ho budili časně ráno. V tom stálém šeru jeho tělesné rytmy nezmizely a jely si samy, s periodou někde mezi 24 a 25 hodinami.⁴

Jeden člověk, devět dní, kamera v zádech. Velký závěr se z toho dělat nedá. Ale je to nejbližší situace k chatce, jakou jsem ve studiích našel: skoro bez světla, bez hodin, bez lidí. A hodiny v těle běžely dál.

Nejslavnější pokus bez hodin se ovšem odehrál v jeskyni, ne v bunkru. Ten si zaslouží vlastní článek: Michel Siffre a pobyt v jeskyni bez hodin.

Cirkadiánní rytmus při pobytu ve tmě

A teď ten slíbený rozdíl. Bunkr v Andechsu měl světlo, které si lidé zapínali. Jeskyně měla světlo. Bunkr z roku 2020 měl šero. V chatce je tma, že nevidíš ruku před očima. Jak přesně se vnitřní hodiny chovají při týdnu v úplné tmě, žádná z těchhle studií nezměřila.

Co se dá říct poctivě: kdyby hodiny běžely úplně volně svým tempem kolem 24,2 hodiny, ujely by o zhruba 11 minut denně, za týden o něco přes hodinu. To jsou jen počty, ne měření. Jestli to tak v chatce opravdu je, nevíme.

A úplně bez vodítek v chatce stejně nejsi. Průvodce ti nosí jídlo do předsíně. Občas zakokrhá kohout, zaštěká pes nebo přeletí stíhačka z čáslavského letiště. Nic z toho ale nejsou hodinky. Proto se lidem ve tmě čas rozplyne – a proč přesně se to děje v hlavě, rozebírá článek o vnímání času při pobytu ve tmě.

Co vídáme u praktikujících

• První dny lidé hlavně spí. Tělo si nejspíš bere, co mu doma chybělo, a nikdo mu do toho nesvítí.
• Čas se rozplyne. Stává se, že kdo se snaží počítat dny, po čase zjistí, že si vlastně není jistý – a že to vůbec nevadí.
• Po návratu je světlo ostré a chutě a vůně výrazné. Den, dva po pobytu se vyplatí nechat volnější.

Možná tě napadá, jestli se ti rytmus nerozhodí natolik, že budeš doma týden mimo. Studii, která by měřila, jak rychle se hodiny po týdnu v úplné tmě srovnají, neznám, takže ti nic nebudu slibovat. Co ti můžu poradit: nech si po návratu den rezervu, než naskočíš do plného provozu. A když si nejsi jistý, začni kratším pobytem na tři noci – týden ti neuteče.

Pokud tě zajímá, jak takový týden vypadá prakticky, mrkni, jak probíhá pobyt ve tmě, nebo se podívej na naše chatky u Kutné Hory. Když budeš mít otázku, klidně se ozvi.

Ať ti hodiny jdou, jak potřebuješ. Tomáš

Zdroje

1. Aschoff J (1965). Circadian rhythms in man. Science. doi:10.1126/science.148.3676.1427
2. Aschoff J, Wever R (1962). Spontanperiodik des Menschen bei Ausschluß aller Zeitgeber. Die Naturwissenschaften. doi:10.1007/BF01185109; Wever RA (1979). The Circadian System of Man: Results of Experiments Under Temporal Isolation. Springer, New York. doi:10.1007/978-1-4612-6142-1
3. Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, et al. (1999). Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science. doi:10.1126/science.284.5423.2177
4. Bonmati-Carrion MA, Revell VL, Cook TJ, et al. (2020). Living without temporal cues: a case study. Frontiers in Physiology. doi:10.3389/fphys.2020.00011