BIOLOŠKI RITAM TIJEKOM BORAVKA U POLARNIM PODRUČJIMA

1. BIOLOŠKI RITAM TIJEKOM BORAVKA U POLARNIM PODRUČJIMA PRIPREMILE: Ana Marija Malešević, Josipa Jerčić i Marta Janković-Mach

2. UVOD • prilagodba na ekstremnu hladnoću, duljinu dana i u nekim situacijama izolaciju na duže vrijeme • transport-onemogućen (vrem. uvjeti i udaljenost) • Tijekom polarne zime ljudi ne idu nigdje, komuniciraju pomoću satelita

3. UVOD • SAD – sezonski emocionalni poremećaj (1984) otkriven i opisan • Zbog manjka sunčeve svjetlosti, dugih noći • Liječenje: umjetna jaka svjetla koja su imitirala ljetne dane • Cirkadijski ritam poremećen tijekom zime zbog nedostatka svjetla

4. OPĆI OPIS UVJETA • Subjekti istraživanja: civili i vojnici, odabiru se ljudi koji zadovolje pregled psihološki profil osobe, medicinski profil i fizičko zdravlje • Od 1995. samo su muškarci uključeni • Najveći problem: smrtnost i bolesti: bolesti kože, infekcije, mentalno zdravlje ugroženo • Doktor

5. DAN- NOĆ CIKLUS • Područja koja se nalaze sjeverno ili južno od 66° GS, zimi se javlja jedan dan( svjetlost 24h) i ljeti noć(24h) • Halley Bay, istraživačka baza, 75° GS • Ljeti za spavanje, moguće je koristiti rolete i maske za oči u pravo vrijeme da se nastavi rutina spavanja • Izlaganje ultraljubičastim zrakama je jako-zahtijeva se ljeti nošenje zaštitnih naočala

6. TEMPERATURA • Do danas najniža temp. na zemlji je izmjerena 1983. na Antarktici -82,9°C • Na Artiku -68°C zbog topline oceana, golfske struje • Na Halley Bay manje od -50°C • Topla odjeća i rad u zatvorenim prostorima smanjit će utjecaj hladnoće na tijelo

7. HRANA • Diktira dan, poboljšava se socijalizacija zbog hrane • U malim bazama osoblje jede istu hranu u istom okruženju u isto vrijeme • Kuhar je najvažnija osoba u bazi

8. PLANIRANA AKTIVNOST • Normalni radni dan je od 9-17h • Doručak(8h),ručak(13h),večera(18h) • Nastoji je zadržati ta aktivnost bez mijenjanja • VRIJEME • U svojoj bazi imaju istu vremensku zonu kao i u Britaniji odakle su došli (bez mijenjanja)

9. ISTRAŽIVANJA POLARNIH PODRUČJA • VAŽNOST JAČINE SVJETLA • Zimi jačina svjetla po danu nerijetko je veća od 300-500luksa iako je sunce ispod horizonta, a po noći svjetlost je 100luksa ili može biti ispod 1 luksa • 200-1000 luksa radi održanja cirkadijske faze

10. Tijekom antarktičke zime dokazana je abnormalnost cirkadijskog ritma: unutarnja desinkronizacija nekih CV varijabli, dolazi do povećanja intravertikularnog tlaka • Velika kašnjenja u cijelom tjelesnom temp. ritmu su primijećeni tijekom zime, te su povezane te promjene u temperaturi elektrolita i ketosteroida s promjenom u svjetlini • Pojavili su se unutarnji i vanjski sukobi faktora koji utječu na cirkadijski ritam

11. VAŽNOST MELATONINA ZA BIORITAM • Dan-noć • Već nakon 2 mj pod umjetnim svjetlom po zimi zamjećuje se razlika u trajanju lučenja melatonina • Bez obzira ne izlaganje umjetnom ili prirodnom svjetlu ono će utjecati na dnevne aktivnosti i spavanje odnosno na san i budnost

12. UTJECAJ NA SPAVANJE • najveći problem tijekom polarnih zima • vrednovanje kvalitete sna polismografijom • “skeleton bright light photoperiod” – korištena metoda liječenja kašnjenja faza sna • Provođeno više istraživanja, najvažniji zaključci: • odgoda 4 faze sna tijekom zime • kraći san zimi • glavni prediktor duljine sna ljeti je vrijeme izlaska sunca • najčešći poremećaj – zimska nesanica (više na Artiku) • unutarnja desinkronizacija sna i varijabli slobodnog hoda organizma (temperatura tijela, urin, elektroliti, raspoloženje)

13. Nesanica • pojava zimske nesanice na Artiku, na sjevernim područjima Europe (Norveškoj najviše) • istraživanje: žene podložnije nesanici u tim krajevima • nesanica rjeđa tijekom proljetnih i jesenskih dana, te ljetnog ponoćnog sunca • najčešći tip: kasni napadaji sna zimi i ljeti • jedna vrsta liječenja bili su hipnotički lijekovi, uspješni, ali nepoželjni

14. u svrhu poboljšanja cirkadijskih fazi na Artiku korišteno je i liječenje pomoću danjeg svijetla u rano jutro (30 min između 7 i 30 – 8 i 30 h) - rezultati: unaprjeđenje napad sna te smanjenje jutarnjeg mamurluka • Antarktika: dokazano 24- h kašnjenje cijelog melatoninskog ritma zimi u bazi kontroliranih uvjeta aktivnosti i odmora (liječenje: 1h danje svjetlosti ujutro i navečer)

15. Zašto se javlja odgoda faze sna? • 4-h kašnjenje melatoninskog ritma tijekom zime – nestaje primjenom izlaganja umjetnoj svjetlosti • prigušena svjetla zimi - zbunjujuća je jer se tijekom Antarktičkog ljeta kašnjenje faze sna ne pojavljuje, dok se u slobodnom hodu temperature tijela, otkucaja srca i aktivnosti dokazalo 2-h kašnjenje (usporedba ljeta na Novom Zelandu i Antarktici) • dužim boravkom na tom prostoru smanjuje se i kašnjenje faza • Zaključak: • zimi zbog nedostatka jakog svjetla ujutro, a • ljeti zbog izlaganja jakom svjetlu u dijelu dana kad ne bi trebalo biti tj. zbog umjetnog zamračivanja noću i rasporedom sna i rad koji nije odgovarajući

16. Utjecaj tjelesnog vježbanja i spavanje • zimi manja aktivnost vani i u zatvorenom prostoru • u bazi Halley Bay zabilježen je pad pokreta u cjelini tijekom zime, zbog fizičkog rada koji se u većini odvija u ljetnim danima • zabilježeno poboljšanje sna i lučenje melatonina zbog povećane aktivnosti tijekom Artičke jeseni • na Antarktici postoje dvorane za vježbanje u nekim bazama, ali u potpunosti ovisi o pojedincu hoće li ih koristiti ili ne

17. Manipulacija snom i cirkadijskim fazama pomoću svijetla • Uz mogućnost samostalnog snimanja sna/budnosti,aktivnosti te istovremenog mjerenje svjetla postalo je moguće objektivno procijeniti san, cirkadijski ritam i ponašanje na duži period te i samu funkciju osvijetljivanja okoliša • Korištenjem te mogućnosti dokazana je smanjena kvaliteta sna, učinkovitost i pojava kašnjenja faza unatoč intervencijam bijelom svjetlošću tijekom sredine zime • Istraživanje: - usporedba bijele svjetlosti i plavo obogaćenih svjetiljki u polarnim područjima s malo prirodne svjetlosti • u više pokušaja dokazno je da unatoč umjetnom osvijetljenju san je bio loš , ali nešto poboljšaniji djelovanjem plave svjetlosti • poboljšanjo djelovanje melatonina pod plavom svjetlošću tijekom polarne zime • Najkvalitetnija metoda – izlaganje svjetlu ujutro, smanjuje simptome i pospješuje lučenje melatonina

18. Raspoloženje • seasonal affective disorder,SAD • poremećaj usko povezan s cirkadijskim ritmom • jedan od uzroka je specifičan odnos faza spavanja i cirkadijskog ritma,tj. osobe s SAD-om su posebno osjetljive na narušene unutarnje cirkadijske fazne odnose između endogenog ritma melatonina i slabog ritma sna • unatoč poboljšanoj rasvijeti javljaju se problem sa spavanjem i umor kao simptomi depresije tijekom zime dok su loša raspoloženja rijeđa • osobe koje su duže boravile na tim prostorima osjećali su se bolje od onih čiji je boravak bio kraći

19. Utjecaj polarnih uvijeta na aktivnost osoba • Postoji utvrđen dnevni ritam aktivnosti koji je povezan s 24-h ritmom unutarnje temperature tijela, kognitivnim funkcijam na oba pola • unutarnja desinkronizacija sna i cirkadijskog ciklusa narušava kognitivne funkcije • Istraživanje na Halley procjenjivalo je učinak 1-h impulsa svijetla visokog inteziteta ujutro, i dnevno tijekom dva razdoblja od 2 tjedna • Mjerene su: kognitivne funkcije, spavanje, i cirkadijske faze, • pokazao se napredak u cirkadijskim fazama s popratnim promjenama u spavanju i poboljšanje rezultata u kognitivnim aktivnostima kao odgovor na izloženost svjetlu

20. Metabolizam i hrana • Kombinacija pravovremene prehrane, rasporeda spavanja i primjerenog ciklusa svjetla i noći predstavlja snažan regulator bioritma, također se može i pojačati vježbanjem i sadržajem hrane • obroci u krivo vrijeme dovode do nenormalnog posprandijalnog metabolizma (dokazi u slaboj razgradnji krvnih lipida i otpornosti na inzulin – uzrokuju srčane bolesti, pretilost,dijabetes) • poseban problem u noćnim smjenama • Istraživanje: tolerancija na glukozu, Antartika,varijacije na toleranciju s posebnim naglaskom u prosincu – niska razina glukoze u krvi ujutro i popodne,zbog izlaganja svijetlu (primjer. liječenje SAD-a kod dijabetičara svjetlom smanjila se potreba za inzulinom )

21. Rad u smjenama • Radnici koji rade noćnu smjenu zimi prilagode se u roku 1 tjedna na izmjenu rada i odmora svakih 12 sati (dokaz tomu je ritam metabolita melatonina u urinu) • Tjekom antarktičke zime, lakše je spavati kada je noćna nego dnevna smjena (oni koji spavaju prilikom noćne smjene lakše im je jer nije umjetna noć, što znaći da im je problem spavati pod umjetnim svjetlom prilikom dnevne smjene) • Za vrijeme antarktičkog ljeta nemaju problema s prilagođavanjem na umjetnu tamu

22. Problemi nastaju pri prebacivanju iz noćne u dnevnu smjenu – zimi • Jer nema dovoljno jakog tamno-svjetlog ciklusa koji bi ih vratio u normalu • Potrebno je 3 tjedna i više za prilagodbu • U ovom slučaju vrlo vjerojatno će doći do pojave Free-runninga jer se tijelo ne stigne u tako kratkom roku prilagoditi • Probavne smetnje također traju dok se osoba ne prilagodi na određenu smjenu

23. Razni Hormoni • Rane studije dokazale su obrnuti odnos melatonina i aktivnosti ovarija u cirkadijskom ritmu - povećani melatonin i smanjena aktivnost ovarija zimi • U jednom istraživanju znanstvenici su došli do bitnih otkrića • prilikom boravka 40 dana na Antarktiku dolazi do smanjene razine prednjeg režnja hipofize i hormona nadbubrežne žlijezde, ali ne i do promjene u cirkadijskom ritmu • Tijekom sna nije bilo promjena u hormonu rasta ili prolaktinu!!!

24. Tireostimulacijski hormon ima značajni cirkadijski ritam, koji obično doseže svoju najvišu točku noću • Tijekom zime vrlo često se događa da svoju najvišu točku dosegne tek pred jutro • Jako svjetlo bilo je učinkovito u smanjenju TSH i povećanju trijodtironina • Zbog velike koleracije trijodtironina i vanjske temperature – razlaganje tiroidnih produkata brže je zimi zbog lučenja velikih količina trijodtironina urinom

25. Kardiovaskularni ritam • Nisu zabilježene promjene i problemi u kardiovaskularnom ritmu osim kod osoba koje imaju hiperteziju jer izlaganje hladnoj klimi povećava krvni tlak

26. Spolna razmatranja • Žene imaju više problema sa spavanjem i raspoloženjem nego muškarci • Također žene više pogađa sezonski emocionalni poremećaj iz još nepoznatih razloga

27. Zaključak • Jačina svjetla je jedan od najbitnijih faktora za održavanje bioritma na polarnim krajevima • Bitno se držati zadanog rasporeda spavanja, hrane i rada. Kod neodržavanja zadanog rasporeda može doći do duljih zdravstvenih problema • Poremećaj u bioritmu dovodi do sezonskog emocionalnog poremećaja koji može rezultirati depresijom. • Zbog unutarnje desinkronizacije česte su probavne smetnje, velik rizik od srčane bolesti i mogućnosti oboljevanja od raka.

28. To bi bilo to! Hvala na pažnji!! :D