Jet-lag, obezita a mikrobiota¹⁾

Živé organismy mají v sobě zabudované biologické hodiny, které jim udávají denní program. U savců, a tudíž i u člověka, jsou centrální biologické hodiny uloženy ve dvou shlucích nervových buněk v části mozku zvané hypothalamus, blízko křížení optických nervů – optického chiasmatu. Proto se také tyto shluky nazývají suprachiasmatická jádra, zkratkou SCN (z angl. suprachiasmatic nuclei). Tato jádra řídí stovky denních rytmů v organismu, např. rytmy spánku a bdění u člověka a pohybové aktivity u zvířat, rytmy v tělesné teplotě, v příjmu potravy, v psychické a fyzické výkonnosti, v tvorbě hormonů, v složení tělních tekutin a zejména v zapínání a vypínání četných genů. Jsou-li organismy v neperiodickém prostředí, např. ve stálé tmě, rytmy přetrvávají, běží však volně časem s periodou blížící se, ale nerovnající se zcela 24 hodinám. Rytmy se proto nazývají cirkadiánní – z latinského circa (okolo) a diem (dne). K 24hodinovému dnu jsou rytmy synchronizovány pravidelným střídáním světlé a tmavé části dne, zejména jeho světlou částí.

Za cirkadiánní rytmicitu jsou zodpovědné hodinové geny, přesněji řečeno zhruba 24hodinové zpětnovazebné smyčky v jejich přepisu a překladu. K rytmické cirkadiánní expresi hodinových genů a stovek a stovek genů hodinami řízených nedochází však jen v centrálních hodinách v suprachiasmatických jádrech, ale v každém orgánu – dá se říci, že každý orgán, ba i každá buňka v těle jsou hodinami. Jen hodiny v suprachiasmatických jádrech však hrají díky vysoké signální propojenosti svých buněk hlavní úlohu. Jejich celkový výstup je nejsilnější a koordinuje čas v jednotlivých orgánech, tkáních a buňkách k jednotnému centrálnímu času. Centrální hodiny v suprachiasmatických jádrech jsou také přímo napojeny retino- hypothalamickým traktem na světelnou informaci přicházející z oční sítnice (retiny), a mohou tak být bezprostředně nastavovány či synchronizovány světelnými podněty.

Hodiny v ostatních orgánech jsou koordinovány z centrálních hodin nervovými či humorálními signály nebo přímo některými rytmy řízenými z centrálních hodin, např. rytmem v tělesné teplotě, v příjmu potravy, ve spánku a bdění. Hodiny centrální a hodiny periferní tvoří dohromady jeden koordinovaný časový cirkadiánní systém, který je za stabilních okolností synchronizován s vnějším časem i vzájemně.Člověk však nežije vždy ve stálém vnějším čase. Např. při letech přes časová pásma jej opouští a přistává v čase jiném. Zatímco však tryskové letadlo přistane a je hned v čase jiném, protože žádný svůj vnitřní čas nemá, člověk si v sobě vnitřní čas přivezl a novému vnějšímu času se musí teprve přizpůsobit. Mluvíme proto o tzv. jet-lagu, tj. o prodlevě za tryskáčem. Časový systém člověka je po nějakou dobu desynchronizován s vnějším časem, na který se postupně adaptuje. Tato adaptace může probíhat u různých orgánů různě. Nejrychleji se přizpůsobí centrální hodiny v suprachiasmatických jádrech, neboť ty jsou přímo napojeny na novou světelnou informaci. Postupně se pak přizpůsobují novému času i orgánové hodiny, zřejmě však ne všechny stejnou rychlostí. Během této adaptace k novému vnějšímu času je tak nejen desynchronizován vnitřní čas centrálních hodin s novým vnějším časem, ale může docházet i k dočasné vzájemné desynchronizaci časů v centrálních hodinách v suprachiasmatických jádrech a v různých hodinách periferních. Tato dočasná desynchronizace může být provázena zhoršeným spánkem, zažíváním, únavou či dalšími problémy.