Rozsáhlá dlouhodobá studie zahrnující více než 87 000 dospělých přináší překvapivé poznatky o souvislosti mezi denním světlem a zdravím mozku. U lidí, kteří byli během dne vystaveni intenzivnějšímu světlu, byla během sledovaného období nižší pravděpodobnost vzniku demence. Obzvláště pozoruhodné je, že již méně než 42 minut intenzivního denního světla denně bylo spojeno se zvýšeným rizikem vzniku této nemoci. Tyto výsledky poukazují na dosud přehlížený faktor ovlivňující zdraví mozku: každodenní vystavení světlu.

Podceňovaný faktor ovlivňující zdraví našeho mozku

Denní světlo je pro lidské tělo mnohem více než jen přirozený zdroj světla. Ovlivňuje řadu biologických procesů, které jsou důležité pro naše zdraví. Patří mezi ně cyklus spánku a bdění, vnitřní biologické hodiny, regulace hormonů a různé funkce nervového systému. Mnoho lidí však tráví značnou část svého každodenního života uvnitř budov. Kanceláře, domovy, nákupní centra a veřejná doprava utvářejí každodenní rutinu. I když je venku světlo, do vnitřních prostor se často dostává jen zlomek intenzity přirozeného světla. Potenciální dlouhodobé důsledky takového životního stylu pro mozek jsou předmětem stále intenzivnějšího vědeckého výzkumu.

Studie publikovaná v časopise General Psychiatry přináší k tomuto tématu pozoruhodné poznatky. Mezinárodní výzkumný tým zkoumal souvislost mezi vystavením jednotlivce světlu během dne a noci a následným nástupem demence. Výsledek: Lidé s vyšší expozicí dennímu světlu měli nižší riziko demence než ti, kteří byli během dne vystaveni relativně malému množství světla. Zvláště zajímavé je, že výzkumníci byli schopni tuto souvislost prozkoumat pomocí objektivních měření. Účastníci nemuseli pouze sami uvádět své návyky týkající se expozice světlu. Místo toho byla použita nositelná monitorovací zařízení.

Více než 87 000 lidí sledovaných po několik let

V rámci studie vědci analyzovali data od 87 577 dospělých z britské Biobanky. Na začátku studie byl průměrný věk účastníků 62,36 let. Asi 57 procent tvořily ženy. Vědci chtěli zjistit, zda množství denního světla, kterému jsou lidé vystaveni, souvisí s jejich pozdějším rizikem demence. Za tímto účelem dostali účastníci monitorovací zařízení, které se nosí na zápěstí. Toto zařízení dokázalo sledovat jak fyzickou aktivitu, tak úroveň okolního osvětlení. Měření probíhala po dobu sedmi dnů. Data byla poté propojena s lékařskými informacemi z ordinací primární péče, záznamy o hospitalizacích a úmrtích.

Následné sledovací období trvalo v mediánu 8,1 roku. Během této doby se u 741 účastníků studie rozvinula demence. To vědcům umožnilo prozkoumat, zda lze určité vzorce vystavení světlu identifikovat ještě před pozdější diagnózou. Je důležité poznamenat, že samotné měření osvětlení trvalo pouze jeden týden. Neodráželo tedy celou historii expozice dané osoby světlu v průběhu osmi let. Nicméně na základě shromážděných údajů se výzkumníkům podařilo prokázat statistickou souvislost mezi naměřenými světelnými podmínkami a následným rizikem vzniku této nemoci.

Proč si 42 minut jasného denního světla zaslouží pozornost

Zvláštní pozornost si zasloužil jeden poznatek týkající se délky denní expozice jasnému světlu. Vědci mimo jiné zkoumali, jak dlouho byli účastníci denně vystaveni intenzitě světla nejméně 5 000 luxů. Jejich zjištění ukázala, že denní expozice trvající nejméně 42 minut byla spojena s nižším rizikem demence než kratší expozice. Hodnota 42 minut je odvozena od prahové hodnoty 0,70 hodiny použité ve studii.

Vědci také zjistili korelaci s průměrnou denní intenzitou osvětlení: u osob, jejichž průměrná denní expozice světlu přesahovala 1 000 luxů, bylo relativní riziko demence přibližně o 16 procent nižší než u účastníků s nižší průměrnou intenzitou osvětlení. Snížení rizika bylo pozorováno také u lidí, kteří byli denně vystaveni intenzitě osvětlení nejméně 5 000 luxů po dobu nejméně 42 minut. Statistická analýza v tomto případě ukázala hodnotu přibližně 17 procent. Tyto údaje jsou pozoruhodné, je však třeba je správně interpretovat. Představují relativní statistické rozdíly mezi skupinami a nezaručují, že konkrétní denní doba vystavení světlu chrání před demencí. Studie rovněž neprokazuje, že každý člověk potřebuje přesně 42 minut denního světla, aby snížil své osobní riziko vzniku této nemoci. Výsledky spíše naznačují, že denní vystavení světlu by mohlo být faktorem, který byl dosud podceňován.

Co vlastně znamená 1 000 nebo 5 000 luxů?

Abychom lépe porozuměli výsledkům, vyplatí se podívat se na měrnou jednotku „lux“. Lux popisuje osvětlenost dopadající na povrch. Čím vyšší je hodnota, tím je prostředí jasnější. Rozdíly mezi vnitřními a venkovními prostory mohou být značné. Typický vnitřní prostor s umělým osvětlením často dosahuje pouze asi 300 až 500 luxů. Naopak jasný venkovní prostor může mít několik tisíc luxů. I v zamračených dnech může být přirozená jasnost venku výrazně vyšší než osvětlení v mnoha vnitřních prostorech.

Pro orientaci:

• 100 až 300 luxů: relativně slabě osvětlené vnitřní prostory.
• 300 až 500 luxů: typické uměle osvětlené pracovní a obytné prostory.
• Více než 1 000 luxů: výrazně jasnější prostředí.
• 5 000 luxů a více: k dosažení těchto úrovní často stačí jasné denní světlo venku.
• Při přímém slunečním záření mohou být hodnoty výrazně vyšší.

Konkrétní naměřené hodnoty závisí mimo jiné na počasí, ročním období, denní době, místě a okolí. Nejde tedy pouze o to, zda člověk vyjde ven; roli hraje také skutečná jasnost. Krátký pobyt venku za slunečného dne může poskytnout výrazně větší množství světla než několik hodin v uměle osvětlené místnosti.

Vnitřní hodiny těla: Proč je denní světlo pro mozek tak důležité

Jedno z možných vysvětlení těchto výsledků spočívá v takzvaném cirkadiánním rytmu. Jedná se o biologické rytmy těla, které se zhruba pohybují v 24hodinovém cyklu. Vnitřní hodiny těla ovlivňují řadu fyziologických procesů. Mezi ně patří:

• cyklus spánku a bdění,
• tělesná teplota,
• vylučování různých hormonů,
• metabolismus,
• fyzickou výkonnost,
• pozornost a soustředění.

Světlo hraje v tomto procesu ústřední roli. Specializované světlocitlivé buňky v sítnici snímají informace o jasu a přenášejí je do konkrétních oblastí mozku. Zvláště důležitá je v tomto ohledu suprachiasmatická jádra v hypotalamu. Ta je považována za ústřední řídící centrum vnitřních biologických hodin těla. Prostřednictvím těchto spojení může denní světlo tělu signalizovat, v jaké fázi dne se právě nacházíme.

Jasné světlo během dne pomáhá synchronizovat biologické procesy. Tma večer a v noci naopak umožňuje tělu připravit se na odpočinek. Pokud je tento přirozený cyklus pravidelně narušován, mohou se vnitřní hodiny těla posunout nebo ztratit svou časovou stabilitu.

To má vliv nejen na spánek. Může to ovlivnit i různé metabolické a regulační procesy. Vědci proto předpokládají, že dostatečná expozice dennímu světlu může pomoci udržet biologické rytmy stabilnější. To by zase mohlo mít význam pro dlouhodobé zdraví mozku.

Spánek a demence: možná souvislost

Spánek je nepostradatelnou součástí každodenní regenerace mozku. Během spánku probíhá řada procesů, které souvisejí mimo jiné se zpracováním informací, upevňováním paměti a regulací nervové činnosti. Chronické poruchy spánku jsou již řadu let předmětem výzkumu v souvislosti s různými zdravotními problémy. Podle některých studií hrají změny ve spánkových vzorcích důležitou roli i u demence.

Lidé s narušeným cirkadiánním rytmem mohou mít potíže s usínáním večer, s udržením spánku po celou noc nebo s tím, aby zůstali bdělí a ostražití během dne. Tyto změny mohou být zvláště výrazné u starších dospělých. Dostatečná expozice dennímu světlu by mohla pomoci zlepšit načasování aktivity a odpočinku. V této souvislosti je významná také regulace melatoninu. Melatonin je hormon, jehož uvolňování je významně ovlivňováno cyklem světla a tmy a který tělu signalizuje, že je noc.

Autoři studie naznačují, že lepší synchronizace vnitřních hodin může být součástí vysvětlení pozorované souvislosti mezi denním světlem a rizikem demence. Z této studie však nelze vyvodit závěr, že více denního světla automaticky vede k lepšímu spánku nebo že samotné zlepšení spánku odpovídajícím způsobem snižuje riziko demence.

Jaké změny v mozku by mohly hrát roli?

Zvláště zajímavé je, že vědci neomezili své zkoumání pouze na světelné podmínky a výskyt demence. Analyzovali také možné souvislosti s konkrétními mozkovými strukturami. Zohlednili mimo jiné údaje o různých oblastech mozku a rytmech jejich činnosti. Zvláště vynikla jedna oblast: takzvaná fusiformní kůra. Tato oblast se nachází v spánkových a týlních lalocích a podílí se mimo jiné na zpracování složitých vizuálních informací. Patří sem například rozpoznávání tváří a určitých vizuálních vzorců.

Statistické mediační analýzy odhalily, že změny v povrchové ploše této mozkové oblasti by mohly statisticky vysvětlit část souvislosti mezi vyšší denní expozicí světlu a nižším rizikem demence. Vypočítaný podíl činil přibližně 9,2 procenta.

Možné souvislosti byly zjištěny i u dalších oblastí mozku. Ne všechny výsledky však zůstaly statisticky významné i po dodatečné korekci pro vícenásobná srovnání. Tyto nálezy je proto třeba interpretovat s opatrností. Poskytují zajímavé vodítko k možným biologickým mechanismům, ale nedokazují, že denní světlo přímo chrání určité mozkové struktury před degenerací.

Nejde jen o množství světla, ale také o rytmus aktivity

Další součástí studie byly takzvané cirkadiánní rytmy odpočinku a aktivity. Jedná se o opakující se vzorce, které popisují, kdy je člověk obzvláště aktivní a kdy převážně odpočívá. Stabilní rytmus se například vyznačuje tím, že lidé jsou během dne pravidelně aktivní a v noci převážně spí. Pokud tato časová struktura výrazně kolísá, může to naznačovat narušení vnitřních biologických hodin.

Vědci zkoumali, zda by takové vzorce aktivity mohly částečně vysvětlit souvislost mezi světlem a demencí. V průzkumných analýzách nalezli důkazy naznačující, že určité charakteristiky rytmů odpočinku a aktivity jsou statisticky věrohodnými zprostředkovateli. V závislosti na zkoumané charakteristice se vypočítané podíly v některých případech pohybovaly až kolem 33 procent. Některé z těchto výsledků však po korekci na více testů ztratily statistickou významnost. Zjištění by proto měla být chápána především jako výchozí body pro další výzkum. Nicméně zdůrazňují, že světlo, aktivita a spánek by neměly být posuzovány izolovaně. Tvoří spíše úzce propojený biologický systém.

Zvláště pozoruhodné výsledky u určitých populačních skupin

Studie přinesla ještě jedno zjištění. Statistická souvislost mezi vyšší expozicí dennímu světlu a nižším rizikem demence byla výraznější u určitých skupin obyvatelstva. Patřili mezi ně lidé s výrazným večerním chronotypem, jedinci s vyšší expozicí nočnímu světlu a nositelé genetické varianty APOE-ε4. Večerní chronotyp popisuje lidi, jejichž přirozený rytmus aktivity je orientován na pozdější denní dobu. Často se unaví později a ráno se jim hůře rozjíždí. V analyzovaných datech byla u těchto jedinců pozorována obzvláště jasná souvislost mezi větším množstvím denního světla a nižším rizikem demence.

Tato souvislost byla také výraznější u nositelů varianty APOE-ε4. APOE-ε4 je genetická varianta považovaná za významný rizikový faktor pro Alzheimerovu chorobu. Přítomnost této varianty však neznamená, že u dané osoby nevyhnutelně dojde k rozvoji Alzheimerovy choroby. Výsledky mohou naznačovat, že denní světlo hraje důležitou roli, zejména u určitých rizikových skupin. Studie však zatím neumožňuje formulovat konkrétní doporučení pro geneticky predisponované jedince. K tomu jsou zapotřebí další studie.

Denní světlo ve srovnání s dalšími rizikovými faktory demence

Výzkumníci rovněž porovnávali význam různých faktorů při statistické predikci rizika demence.

Mezi ně patřily mimo jiné:

• Obezita
• Konzumace alkoholu
• Ztráta sluchu
• Traumatická poranění mozku
• Fyzická aktivita
• Úroveň vzdělání
• Další zdravotní a sociální faktory

Výsledky ukázaly, že krátká doba vystavení jasnému dennímu světlu měla v použitých statistických predikčních modelech pozoruhodný význam. Některé ze zkoumaných parametrů světla dosáhly vyšší prediktivní významnosti než několik zavedených rizikových faktorů. To však neznamená, že nedostatek světla je zásadně nebezpečnější než obezita, konzumace alkoholu nebo jiné známé rizikové faktory. Výzkumníci použili statistickou metodu strojového učení k porovnání relativní důležitosti různých proměnných pro predikci.

Takové pořadí popisuje výkonnost prediktivního modelu. Nemělo by se zaměňovat s lékařským posouzením skutečné příčiny nebo závažnosti rizikového faktoru. Nicméně tento poznatek je z vědeckého hlediska zajímavý: relativně běžný environmentální faktor by mohl hrát při posuzování rizika demence větší roli, než se dosud předpokládalo.

Proč noční osvětlení v této studii nehrálo srovnatelnou roli

Kromě denního světla vědci zkoumali také vystavení světlu v noci. Nenašli žádnou statisticky významnou souvislost mezi vystavením nočnímu světlu a nástupem demence. To neznamená, že noční světlo je ze své podstaty neškodné. Předchozí studie již prokázaly, že umělé světlo ve večerních a nočních hodinách může ovlivňovat cyklus spánku a bdění. Současná studie však nedokázala prokázat nezávislou, statisticky významnou souvislost mezi naměřenou expozicí nočnímu světlu a rizikem demence.

Je pozoruhodné, že denní expozice světlu byla ve skutečnosti obzvláště silně spojena s nižším rizikem demence u lidí s vyšší úrovní noční expozice světlu. Autoři jako vysvětlení zmiňují možné adaptační mechanismy cirkadiánního systému. Jak přesně však tyto interakce fungují, zůstává nejasné.

Co si z toho můžeme vzít pro každodenní život?

I malé změny mohou pomoci vnést do vašeho denního režimu více denního světla:

• Ráno jděte ven: Krátká procházka za denního světla podporuje vaše vnitřní hodiny.
• Choďte ven pravidelně: I procházka během polední přestávky může zvýšit vaši denní expozici světlu.
• Využijte denní světlo: Vytvořte si světlé obytné a pracovní prostory s co největším množstvím přirozeného světla.
• Spojte to s pohybem: Chůze, jízda na kole nebo zahradničení spojují denní světlo s fyzickou aktivitou.
• Dbejte na svůj spánkový rytmus: Pravidelná doba ulehnutí do postele podporuje přirozený denní a noční rytmus.

42 minut zmíněných ve studii není lékařsky předepsané minimum. Důležité je pravidelné vystavování se dennímu světlu – aniž byste zanedbávali adekvátní ochranu před sluncem.

Jaká jsou omezení studie?

Ačkoli jsou výsledky zajímavé, je třeba vzít v úvahu i omezení studie. Zaprvé se jedná o observační studii. Vědci zjistili, že vyšší vystavení dennímu světlu souviselo s nižším rizikem demence. Nemohli však prokázat, že příčinou tohoto rozdílu bylo právě denní světlo. Je například možné, že lidé s větším pobytem na denním světle mají také jiné zdravé životní návyky. Mohou být fyzicky aktivnější, častěji se stýkat s lidmi nebo mít celkově odlišný životní styl.

Ačkoli vědci ve svých statistických modelech zohlednili řadu potenciálních matoucích faktorů, nelze zcela vyloučit vliv faktorů, které dosud nebyly identifikovány. Další omezení se týká délky trvání měření. Měření osvětlení probíhala pouze po dobu sedmi dnů. Není jisté, zda tento týden skutečně odrážel dlouhodobé vzorce vystavení účastníků světlu. Kromě toho se zařízení nosila na zápěstí. Neměřila tedy přímo množství světla, které skutečně dopadalo do očí. Tento faktor je obzvláště důležitý pro nevizuální účinky světla na vnitřní biologické hodiny organismu.

Je třeba zohlednit také složení studované skupiny. Účastníci UK Biobank jsou v průměru zdravější a méně sociálně znevýhodnění než obecná populace. A konečně, měření osvětlení byla prováděna v letech 2014 až 2018. Dnešní rozšířené používání LED osvětlení a digitálních zařízení změnilo vzorce vystavení světlu u mnoha lidí. Výsledky je proto nutné ověřit i u novějších a rozmanitějších skupin obyvatelstva.

Co je třeba v dalším výzkumu objasnit

Zjištění vyvolávají několik zajímavých výzkumných otázek. Klíčovou otázkou je, zda cílené zvýšení expozice dennímu světlu může skutečně vést ke snížení rizika demence. To by vyžadovalo intervenční studie, v nichž by byli lidé po delší dobu záměrně vystaveni různým světelným podmínkám. Je také třeba podrobněji prozkoumat optimální délku trvání a intenzitu expozice světlu.

Dále by bylo důležité zjistit, zda by z toho mohly mít obzvláště velký prospěch určité skupiny lidí. Mezi možné kandidáty patří například lidé s výrazným večerním chronotypem, starší dospělí nebo jedinci s genetickými rizikovými faktory. Další důležitou oblastí výzkumu je souvislost mezi světlem, spánkem a mozkovými strukturami. Pokud se potvrdí, že lepší synchronizace biologických rytmů dlouhodobě přispívá ke zdraví mozku, mohlo by cílené zlepšení expozice dennímu světlu v budoucnu hrát větší roli i v preventivních strategiích.

Závěr: Jednoduchý environmentální faktor se dostává do centra pozornosti výzkumu demence

Studie, do které bylo zapojeno více než 87 000 dospělých, přináší pozoruhodné důkazy o tom, že každodenní vystavení dennímu světlu může souviset s dlouhodobým zdravím mozku. Zvláště pozoruhodné je zjištění, že lidé s vyšší průměrnou denní expozicí dennímu světlu měli nižší riziko demence. Delší denní vystavení jasnému světlu bylo rovněž spojeno s příznivějšími výsledky. Potenciální souvislosti s vnitřními biologickými hodinami, cykly spánku a bdění a určitými mozkovými strukturami činí tyto poznatky ještě zajímavějšími.

Bylo by však předčasné již nyní označovat denní světlo za osvědčený prostředek prevence demence. Studie ukazuje statistickou souvislost, nikoli potvrzený kauzální vztah. Lze z toho nicméně vyvodit praktický závěr: vyplatí se netrávit celý den výhradně uvnitř. Pravidelný pobyt venku, dostatek denního světla a stabilní cyklus spánku a bdění jsou důležitými součástmi životního stylu zaměřeného na zdraví. Je možné, že jeden z nejzřetelnějších environmentálních faktorů v našem životě představuje dosud podceňovaný výchozí bod pro budoucí výzkum demence.