Preview: Jak souvisí serotonin, hormon štěstí, s cirkadiánními rytmy a jak si jeho hladinu přirozeně zvýšit? O tom ve svém článku píše kolegyně Tereza. Jde o čtení vědecké, ale o to zajímavější. Mimo jiné se dočtete, že serotonin má vliv nejen na náladu, ale řadu tělesných funkcí (včetně erekce), že se z 90 % tvoří ve střevním mikrobiomu (ne nadarmo se mu říká druhý mozek), ale i to, jak nedostatek světla ovlivňuje jeho tvorbu. Ale co hlavní, dozvíte se jak tvorbě serotoninu sami můžete pomoci.
Světlo je nejdůležitějším zeitgeberem našich cirkadiánních rytmů, které jsou odpovědné za řízení různých tělesných funkcí včetně cyklu spánku a bdění. O hormonu tmy, melatoninu, který je s cirkadiánními rytmy úzce spjatý, jste již určitě také slyšeli. Jeho vyplavování z šišinky (epifýzy) je řízeno signály jdoucími z oka zrakovým nervem až do suprachiasmatického jádra (SCN), primárního cirkadiánního pacemakeru, dirigenta, který dostává informaci, zdali je den nebo noc, respektive světlo nebo tma. O serotoninu se ale v souvislosti s cirkadiánními rytmy mluví daleko méně, a proto si na něj v tomto článku posvítíme a nahlédneme pod pokličku jeho účinků, ale i vztahu s melatoninem a s cirkadiánními rytmy obecně.
Serotonin, hormon štěstí harmonizující tělo i duši
Serotonin, přezdívaný jako hormon štěstí, je velmi důležitým neurotransmiterem, který přenáší vzruchy nejen v centrální nervové soustavě, ale hraje důležitou roli i na periferiích. Je nejznámější především pro svou regulaci nálady, úzkostí i depresivních stavů, chuti k jídlu a spánku, v podstatě je zapojen prakticky do všech procesů lidského chování. Jeho produkce není omezena pouze na neurony, více než 90 % serotoninu je produkováno ve střevech, tzv. enterochromafinními (EC) buňkami, jejichž produkce je významně ovlivňována naším střevním mikrobiomem. Serotonin tak mimo jiné ovlivňuje střevní motilitu, moduluje imunitu i zánětlivé procesy ve střevech a má vliv i na vstřebávání živin. Jeho účinky jsou však daleko rozsáhlejší (viz Obr. 1), protože se po vzoru zámku a klíče váže na serotoninové receptory, které se nachází po celém těle [1], [2], [3].
Obr. 1: Účinky serotoninu v centrální nervové soustavě (CNS) i mimo ni. SA uzel – sinoatriální uzel; AV uzel – atrioventrikulární uzel; HPA osa – hypthalamo-hypofyzárně-nadledvinová osa. Informace přejaty ze zdroje [1].
Serotonin jako důležitý prekurzor melatoninu
Bez serotoninu není ani dostatek melatoninu. Serotonin je klíčovým prekurzorem při syntéze melatoninu. Tento proces je dvoukrokový a jsou zapotřebí dva důležité enzymy, které tyto reakce zprostředkovávají: serotonin N-acetyltransferasa (SNAT) a hydroxyindol-O-methyltransferasa (HIOMT), viz Obr. 2. Aktivita enzymu SNAT je velmi citlivá na světlo, a to zejména na to modré a azurové, které prokazatelně snižuje jeho aktivitu u různých živočišných druhů. Studie ale potvrzují citlivost i na zelené a UV-A světlo. A to je důvodem, proč je syntéza melatoninu závislá na světle [4], [5], [6], [7].
Obr. 2: Schématické znázornění syntézy melatoninu. SNAT – serotonin N-acetyltransferasa; HIOMT – hydroxyindol-O-methyltransferasa.
Hladina serotoninu je také ovlivněna světlem
Výzkumy naznačují, že vystavení se světlu ovlivňuje hladinu serotoninu včetně souvisejících poruch nálady. Snížená expozice světlu snižuje také schopnost receptoru 1A vázat serotonin, a to až o 30 %. Důsledky se mohou promítnout do sezónní afektivní poruchy (SAD), která je charakterizována poklesem nálady a depresivními stavy, a to převážně v období zimy, kdy je denního světla nedostatek. Při snížené expozici je ale také zvýšená dostupnost transportéru pro serotonin, který zajišťuje zpětné vychytávání serotoninu ze synaptické štěrbiny zpět do neuronu (viz Obr. 3). Stručně řečeno, při nedostatku světla serotonin není schopný působit tak dlouho, jako by tomu bylo při vyšší intenzitě. Naopak světelná terapie (fototerapie) může zvýšit hladinu serotoninu v krevním oběhu a má také potenciál snížit vazbu serotoninového transportéru v oblastech mozku, které regulují náladu. Z pohledu dnešního moderního způsobu života, kdy trávíme většinu času uvnitř budov, je proto důležité zajistit dostatečný přísun denního světla a/nebo umělého světla s dostatečnou osvětleností, které svým spektrem napodobuje sluneční svit [9], [10], [11].
Obr. 3: Schématické znázornění neurálního spojení. Serotonin je přenašeč nervových vzruchů, který se vylévá ze synaptických váčků z pre-synaptického neuronu do synaptické štěrbiny a je schopný se vázat na serotoninové receptory na post-synaptickém neuronu a díky tomu předává vzruch do dalšího neuronu. Serotoninové transportéry zajišťují zpětné vychytávání serotoninu ze synaptické štěrbiny a zajišťují tak jeho recyklaci.
Serotonin a jeho dopady na cirkadiánní rytmus
Mezi serotoninem a cirkadiánními rytmy je složitý vztah. Nedostatek serotoninu na jednu stranu vede k nedostatku melatoninu, který je naprosto zásadní pro vnitřní systém měření času v lidském těle a koordinuje adaptaci organismu na danou denní dobu. Na druhou stranu serotonin přímo moduluje cirkadiánní rytmy tím, že reguluje citlivost suprachiasmatického jádra (SCN) na světlo. SCN je inervováno nervy se serotonergní signalizací a narušení této signalizace pak potenciálně přispívá k rozvoji poruch nálady, ale i metabolických onemocnění. Narušení cirkadiánního systému má však rovněž dopady na serotonergní signalizaci, z čehož vyplývá, že vztah mezi serotoninem a cirkadiánními rytmy je obousměrný [13], [14], [15], [16], [17].
Závěr
Pro optimální hladinu serotoninu je důležitá dostatečná expozice světlu přes den, za tmy a v noci se z něj poté tvoří melatonin. Vystavujte se tak přes den světlu, co to jde, a pokud trávíte většinu času v interiérech, kde není denního světla dostatek, zajistěte dostatečnou intenzitu světla umělými světelnými zdroji, které mají plné vyzařování po vzoru slunce, a to hlavně s důrazem na vyzařování v azurové a červené spektrální oblasti pro synchronizaci cirkadiánního rytmu a zrakový komfort. V noci dodržujte světelnou hygienu tak, abyste si nenarušovali cirkadiánní rytmy, tj. sviťte co nejméně, případně vůbec, a omezte vyzařování v modré, azurové a zelené oblasti.
Hladinu serotoninu lze ovlivnit i pravidelným cvičením a dietním opatřením, a to především konzumací potravin bohatých na tryptofan (prekurzor serotoninu) jako jsou vejce, bílé a červené maso, sója, banány apod. a na folát (kyselina listová), který je ve vysokém množství obsažen v listové zelenině (špenát, zelí, hlávkový salát…). Správná světelná a spánková hygiena v kombinaci s vyváženou stravou a pravidelným pohybem Vám může výrazně zlepšit kvalitu života i náladu během dne [18], [19], [20].
Mgr. Tereza Ulrichová, Spectrasol
Literatura:
[1] M. Berger, J. A. Gray, a B. L. Roth, „The Expanded Biology of Serotonin“, Annual Review of Medicine, roč. 60, č. Volume 60, 2009, s. 355–366, úno. 2009, doi: 10.1146/annurev.med.60.042307.110802.
[2] M. S. Shajib a W. I. Khan, „The role of serotonin and its receptors in activation of immune responses and inflammation“, Acta Physiol (Oxf), roč. 213, č. 3, s. 561–574, bře. 2015, doi: 10.1111/apha.12430.
[3] J. M. Yano et al., „Indigenous Bacteria from the Gut Microbiota Regulate Host Serotonin Biosynthesis“, Cell, roč. 161, č. 2, s. 264–276, dub. 2015, doi: 10.1016/j.cell.2015.02.047.
[4] M. T. Itoh, B. Ishizuka, Y. Kuribayashi, A. Amemiya, a Y. Sumi, „Melatonin, its precursors, and synthesizing enzyme activities in the human ovary“, Mol Hum Reprod, roč. 5, č. 5, s. 402–408, kvě. 1999, doi: 10.1093/molehr/5.5.402.
[5] M. N. Rios, N. A. Marchese, a M. E. Guido, „Arylalkylamine N-acetyltransferase (AANAT): Blue light induction, nuclear translocation, and potential role in the survival of chicken retina neuronal cells“, Journal of Pineal Research, roč. 75, č. 1, s. e12875, 2023, doi: 10.1111/jpi.12875.
[6] A. Jarmak, J. Zawilska, a J. Nowak, „[The effect of light with various wavelengths and impulse times on nocturnal suppression of N’acetyltransferase activation by serotonin in the pineal gland of the chick].“, Klinika oczna, 1996, Viděno: 9. prosinec 2024. [Online]. Dostupné z: https://www.semanticscholar.org/paper/%5BThe-effect-of-light-with-various-wavelengths-and-Jarmak-Zawilska/dfa8d4c80f7c88464f7170df1bb57729f6065ada
[7] S. Binkley, „Rhythms in ocular and pineal N-acetyltransferase: A portrait of an enzyme clock“, Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology, roč. 75, č. 2, s. 123–129, led. 1983, doi: 10.1016/0300-9629(83)90057-9.
[8] B. Stauch, L. C. Johansson, a V. Cherezov, „Structural insights into melatonin receptors“, The FEBS Journal, roč. 287, č. 8, s. 1496–1510, 2020, doi: 10.1111/febs.15128.
[9] H. Illnerová, „Effect of light on the serotonin content of the pineal gland“, Life Sciences, roč. 10, č. 16, Part 1, s. 955–960, srp. 1971, doi: 10.1016/0024-3205(71)90360-2.
[10] C. Spindelegger et al., „Light-dependent alteration of serotonin-1A receptor binding in cortical and subcortical limbic regions in the human brain“, World J Biol Psychiatry, roč. 13, č. 6, s. 413–422, zář. 2012, doi: 10.3109/15622975.2011.630405.
[11] S. J. Harrison et al., „Light therapy and serotonin transporter binding in the anterior cingulate and prefrontal cortex“, Acta Psychiatr Scand, roč. 132, č. 5, s. 379–388, lis. 2015, doi: 10.1111/acps.12424.
[12] Y. P. López-Echeverri, K. J. Cardona-Londoño, J. F. Garcia-Aguirre, a M. Orrego-Cardozo, „Effects of serotonin transporter and receptor polymorphisms on depression“, Revista Colombiana de Psiquiatría (English ed.), roč. 52, č. 2, s. 130–138, dub. 2023, doi: 10.1016/j.rcpeng.2021.07.003.
[13] C. M. Ciarleglio, H. E. S. Resuehr, a D. G. McMahon, „Interactions of the serotonin and circadian systems: nature and nurture in rhythms and blues“, Neuroscience, roč. 197, s. 8–16, pro. 2011, doi: 10.1016/j.neuroscience.2011.09.036.
[14] L. P. Morin, „Serotonin and the regulation of mammalian circadian rhythmicity“, Annals of Medicine, roč. 31, č. 1, s. 12–33, 1999, doi: 10.3109/07853899909019259.
[15] R. A. Daut a L. K. Fonken, „Circadian regulation of depression: A role for serotonin“, Front Neuroendocrinol, roč. 54, s. 100746, čvc. 2019, doi: 10.1016/j.yfrne.2019.04.003.
[16] R. I. Versteeg, M. J. Serlie, A. Kalsbeek, a S. E. La Fleur, „Serotonin, a possible intermediate between disturbed circadian rhythms and metabolic disease“, Neuroscience, roč. 301, s. 155–167, srp. 2015, doi: 10.1016/j.neuroscience.2015.05.067.
[17] P. D. Penev a F. W. Terek, „The role of melatonin and serotonin In circadian rhythms and aging“, Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity, roč. 2, č. 2, s. 169, dub. 1995.
[18] S. Hulsken, A. Märtin, M. H. Mohajeri, a J. R. Homberg, „Food-derived serotonergic modulators: effects on mood and cognition“, Nutrition Research Reviews, roč. 26, č. 2, s. 223–234, pro. 2013, doi: 10.1017/S0954422413000164.
[19] J. Soares, M. Naffah-Mazzacoratti, a E. A. Cavalheiro, „Increased serotonin levels in physically trained men.“, Brazilian journal of medical and biological research = Revista brasileira de pesquisas medicas e biologicas, čvc. 1994, Viděno: 10. prosinec 2024. [Online]. Dostupné z: https://www.semanticscholar.org/paper/Increased-serotonin-levels-in-physically-trained-Soares-Naffah-Mazzacoratti/f4d640e24cc524e7f48ab7f853a0012f29484e60
[20] S. N. Young, „The 1989 Borden Award Lecture. Some effects of dietary components (amino acids, carbohydrate, folic acid) on brain serotonin synthesis, mood, and behavior“, Can. J. Physiol. Pharmacol., roč. 69, č. 7, s. 893–903, čvc. 1991, doi: 10.1139/y91-136.
