Poslední ať zhasne. O světle, chronobiologii a falešném jaru
V Evropě není místo, kde by v noci byla absolutní tma. Možná na vrcholcích Alp. Noční svícení přitom škodí lidem i zvířatům. Zkoumání dopadů nočního svícení i možnosti obrany jsme probírali s docentkou Zdeňkou Bendovou z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.
Střídání světla a tmy, dne a noci je neutuchající rytmus. Od počátku života na Zemi a po celou jeho evoluci spoluvytvářel tempo biologických hodin, podle kterých živé organismy řídí své fyziologické funkce. Se vznikem a rozšířením umělého osvětlení přestalo ale světelné časové znamení fungovat. Není se na co spolehnout při seřizování hodinek a to se podepisuje nejen na našem zdraví, ale i na zdraví zvířat a rostlin.
Jak moc nás ovlivňuje umělé světlo v noci, je známo vcelku krátce. „Posledních dvacet let víme, že máme v sítnici oka speciální receptory, které jsou hodně citlivé na modrou složku světla. Tu modrou složku, která je pro nás dobrá během dne, když na nás svítí slunce. Špatná je naopak v noci, když na nás svítí z obrazovek telefonů a počítačů a naše tělo si myslí, že je den,“ říká v úvodu své přednášky docentka Zdeňka Bendová v posluchárně Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy na pražském Albertově. Naproti ní sedí studenti bakalářského studia.
Zdeňka Bendová
Docenturu získala na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy a od roku 2011 zde pracuje na Katedře fyziologie. Zároveň je i vědeckým pracovníkem Národního ústavu duševního zdraví. Dřív působila ve Fyziologickém ústavu AV ČR. Celou svou profesní kariéru se věnuje vlivu světla na biologické hodiny savců.
Já se s nimi na přednášce ocitla tak trochu náhodou. Když jsem si se Zdeňkou Bendovou domlouvala rozhovor na téma světelného znečištění a jeho dopadů na přírodu, docentka navrhla, že právě o tom bude za pár dní přednášet a že by se rozhovor dal udělat před studenty. Pro všechny by to prý mohla být zajímavá změna. Na následující otázky, z nichž některé kladli i sami studenti, odpovídala tedy Zdeňka Bendová zpoza katedry.
Mají receptor citlivý na modré světlo i zvířata?
Ano, máme ho my i zvířata. V 90. letech minulého století se objevily první náznaky, že něco takového v oku zřejmě je. Někteří ale argumentovali tím, že oko se studuje už 150 let a že není možné, aby se v něm našlo něco tak zásadního, jako je nový fotoreceptor. Nakonec se tam ale o deset let později skutečně prokázal.
Jak moc je světelným znečištěním ohroženo zdraví volně žijících zvířat, se zatím moc nezkoumalo. Co už tedy víme?
Víme například to, že soumrak lze rozdělit do několika fází, jako je občanský, nautický a astronomický, které ale v současné době umělým nočním osvětlením v různé míře rušíme. Pokud je večer a v noci příliš světla, někteří tvorové nejsou ochotní vylézt ze svých úkrytů. Víme například, že některé druhy netopýrů za těchto okolností nevyletí, jiným to naopak nevadí. Světelné znečištění tedy mění biodiverzitu a složení společenstev v přírodě. Každé zvíře je citlivé na jiné množství světla, a pokud budeme postupně smazávat noc, lze předpokládat, že to bude mít negativní dopad na stále větší množství živočichů.
Můžete uvést další konkrétní změny, které se v přírodě dějí kvůli nočnímu svícení?
Tak například korýši v moři. Existují studie, které dokazují, že pokud je korýš blízko pobřeží, které je osvětleno lampami z pláží, nedoroste tak, jako ten samý korýš žijící v místě, kde je v noci naprostá tma. Anebo si vezměme reprodukční aktivitu, která se zkoumala například u lemurů. Zvířata poznají, jestli je zima nebo jaro, podle délky noci. Když se krátí noc a prodlužuje den, je to pro ně signál, že mají být reprodukčně aktivní. V zimě má mít lemur stejně jako mnoho dalších zvířat hladinu testosteronu nízkou. Z výzkumů víme, že lemuři, kteří žijí v okolí měst, se do této zimní fáze nedostávají. Rodí pak mláďata i v zimě a těm hrozí, že nepřežijí. A to se pochopitelně může týkat všech zvířat se sezónním rozmnožováním.
Taktovka matky Přírody
Jedním z výrazných přirozených rytmů, kterým se přizpůsobuje život mnoha organismů, je pohyb Měsíce kolem Země a na něj navázané střídání přílivu a odlivu. Dalším pak putování Zeměkoule kolem Slunce a střídání ročních období. Snad nejdůležitější geofyzikální rytmus je ale rotace Země kolem své osy, tedy střídání světla a tmy během dne a noci. To podmiňuje fungování všech organismů na zemi včetně člověka.
V roce 1960 se odborníci shodli, že je třeba otevřít nový vědní obor popisující fyziologické procesy, které reagují na rytmy životního prostředí.
Tak vznikl obor chronobiologie a vznikl také pojem cirkadiánní rytmus. Platí, že čím větší je rozdíl mezi světlem ve dne a tmou v noci, tím lepší mají naše biologické hodiny jistotu, kolik mají ukazovat. Organismus tak ví, kdy se má vzbudit, správně reguluje naše stravování, hladiny hormonů, tělesnou teplotu, krevní tlak, metabolismus či spánek. Světlo samotné povzbuzuje naše kognitivní funkce, jako je soustředěnost, dobrá nálada a motivace.
Hodně se mluví o tom, že rapidně ubývá hmyzu. Může být za tím být i světelné znečištění?
Ekologové by asi řekli, že světelné znečistění nebude tak zásadní, že pesticidy budou v tomto ohledu mnohem zásadnější. Na druhou stranu světelný technik Hynek Medřický nám dnes v Senátu (docentka Bendová absolvovala v den našeho rozhovoru jednání v Senátu, kde pracovní skupina, jejíž je členkou, řeší mimo jiné snížení světelného znečištění; pozn. red.) ukazoval, jak měřil z plošiny intenzitu světla pod pouliční lampou. Zjistil, že je pod ní intenzita světla asi 200 000 luxů, což odpovídá dvěma Sluncím v plném žáru v poledne. Prý takových sodíkových lamp máme po republice 1 400 000! Lze předpokládat, že citlivé druhy hmyzu, které využívají k orientaci při letu Měsíc, končí pod těmito lampami, kde umírají. A i to může přispívat k tomu, že hmyzu na naší planetě ubývá. V Německu začal fungovat vládní plán na ochranu hmyzu, kde je mimo jiné vyjádřená také podpora šetrnému veřejnému osvětlení, které nebude mít některé vlnové délky a bude řízeno např. fotobuňkou, aby svítilo, jen pokud je třeba.
Jaká další zvířata světelný smog ovlivňuje?
Městští ptáci snášejí místo jednou do roka třeba třikrát, protože se kvůli nočnímu osvětlení domnívají, že přichází jaro. Pěvci zpívají ve městech klidně i o tři hodiny dřív než někde na venkově. A i takové ryby ve městech mají jinou rozmnožovací fázi než v horských bystřinách. Španělé mají zase problém s mořskými ptáky, kteří se jim ztrácejí na přesvětlených plážích. Hodně se studují i mořské želvy, které se vyklubou na pláži a místo do moře běží k osvětleným proskleným hotelům u pobřeží a končí pod koly aut. V USA lidé nacházejí stovky mrtvých ptáků, kteří migrují přes Státy a ztrácejí orientaci nad velkými městy, padají dolů a rozbíjejí se o nasvícené mrakodrapy.
Vliv světla na lidské zdraví se oproti zdraví volně žijících zvířat zkoumá mnohem víc. Jaký je?
Už nějakou dobu víme, že světlo v noci zvyšuje riziko vzniku mnoha civilizačních nemocí, z nichž nejvíc se zkoumá rakovina, diabetes, metabolické nemoci a psychiatrické nemoci. Existuje už bezpočet studií, které dávají do přímé souvislosti noční světlo a výskyt rakoviny prsu a prostaty. Obecně jde o karcinomy, které mají základ v hormonální disbalanci. Kdo pracuje v noci během nočních směn, je těmito nemocemi ohrožen víc než ten, kdo v noci spí. Ačkoliv se tyto problémy týkají spíš vyšších intenzit světla, než jaké poskytuje veřejné osvětlení, v roce 2008 publikovali Izraelci korelační studii o rakovině prsu a míře světelného znečištění krajiny; podobné práce udělali Američané a také Japonci – ty zajímají zejména přesvětlená města v souvislosti s výskytem depresí a se stárnutím člověka.
Špatný nápad také je, pokud dětem dáváte nad postel LED světýlka, aby se nebály, když usínají.
Čím je to způsobeno?
Všechny naše fyziologické procesy jsou řízené cirkadiánními hodinami, které potřebují ke své správné funkci světlo ve dne a v noci tmu. Když tma v noci není dostatečná, tyhle hodiny nedokážou přesně sladit všechny metabolické, imunitní, biochemické procesy v těle. Když se to stane jednou za čas, organismus se s tím celkem snadno vypořádá. Když je to ale pořád, a do toho vstoupí ještě nějaký další problém, organismus se s tím vyrovnává hůř a může z toho vzniknout problém. Prostě světlem v noci snižujeme svou šanci vypořádat se s infekcí nebo třeba s narušenou buňkou, ze které pak může vzniknout nádor.
Je to paradox, když si uvědomíme, že takový personál v nemocnicích má noční služby, pomáhá nemocným lidem, ale sám si škodí.
Dnes už o tom veřejně mluví nejen nemocnice. I velké podniky vědí, že noční směny nejsou dobré. Ale co s tím dělat? V továrně musíte na práci vidět. V nemocnicích je to trochu jinak. Tam si dovedu představit, že by v noci běhaly sestřičky s čelovkou s oranžovým světlem a světlo rozsvěcely jen v nutných případech.
Navíc by to prospělo nejen personálu, ale i pacientům, pokud by se v noci v nemocnicích zbytečně nesvítilo.
Určitě ano. Existují studie popisující, jak rychle se uzdravují pacienti, kteří jsou v pokojích, jejichž okna směřují na sever, a těch, jejichž okna směřují na jih. Ten, kdo se dostane do jižního pokoje, bývá doma dřív. A teď si vezměte, že na jednotkách intenzivní péče se svítí celou noc.
svetelneznecisteni.cz. Náhled zvětšíte kliknutím" />Minimálně hodinu a půl před spaním bychom se neměli dívat do počítače, tabletu či telefonu, abychom si zbytečně nesnižovali hladinu melatoninu – hormonu, který je potřebný právě v noci. Televize škodí stejně?
Televize vznikla před objevem receptoru pro modré světlo. A fotoreceptor se naopak objevil paralelně se smartphony a tablety vyzařujícími intenzivní modré světlo. Proto se začal rovnou zkoumat vliv moderních přístrojů na naše zdraví. Mezi prvními výzkumy byly ty, které se týkaly dětí z Ameriky, které bez kázně a disciplíny koukaly do těchto přístrojů. Ukázalo se, že když uléhají s telefonem před obličejem, mají metabolické a kognitivní problémy. Televize z toho zkoumání tedy vyklouzly. Žádná sláva to ale taky nebude. Stejně špatný nápad také je, pokud svým dětem dáváte nad postel LED světýlka, aby se nebály, když usínají.
Co ještě doporučuje kromě večerní světelné hygieny?
Základ je kontrast, tedy poskytnout tělu co největší kontrast mezi světlem a tmou. Ráno bychom měli jít co nejdřív ven, ideálně na celé dopoledne, a pokud to nejde, tak alespoň na dvě hodiny. Čím víc jste přes den venku, tím lépe pak naše tělo zvládne večerní modré světlo, pokud se mu nedokážeme bránit alespoň filtry v monitorech.
Finmag přináší světlo
Vztahu mezi světlem a zdravím se věnuje i bratrský magazín Finmag.cz. Čtěte:
Chcete zdravější a spokojenější život? Vypadněte
Mozek se orientuje v čase pomocí signálů o modrém světle ze sítnice a teplotě vzduchu z termoreceptorů. Narušení těchto rytmů dost možná stojí za podstatnou částí nespavostí, depresí a úzkostí, kterými trpí obyvatelé rozvinutého světa. Než se začnete týrat ve fitku a vážit si sacharidy a tuky na lékárnických vahách, zkuste si čas od času seřídit velitelský čas, párkrát do týdne třeba jenom posedět na lavičce nebo se jen tak projít.
Slunce v uších. Nový hit pro duševní pohodu
Vliv světla na lidský organismus už se dnes využívá v medicíně, obor se jmenuje fototerapie. A jako vždycky, kromě vědců v něm působí i pavědci. A tak si za dvě stovky eur můžete objednat žárovičky do uší, kudy světlo proniká přímo k vašemu mozku…
Lze předpokládat, že na zvířata má světlo v noci stejný zdravotní dopad jako na nás?
Zajímavá otázka. Nočním světlem měníme reprodukční schopnosti zvířat a selektujeme ty, která jsou citlivější k nočnímu osvětlení. Možná ale skutečně ovlivňujeme i jejich zdraví. To je něco, co se ve volné přírodě zatím moc nezkoumá. Co víme, pochází z laboratoří, kde se dělají pokusy v rámci biomedicínského výzkumu – speciálně na nádorové bujení. Do myší se implementují nádorové buňky a sleduje se, jak karcinogeny rostou v různých světelných podmínkách. Jakmile nejsou myši v noci v úplné tmě, nádor roste jako blázen. Při modrém světle navíc roste rychleji než třeba v červeném.
Můžeme ale výsledky pokusů na nočních tvorech, což myši jsou, aplikovat na člověka?
To je relevantní námitka. Myš je noční hlodavec, který má citlivost ke světlu zhruba 3000krát větší než člověk; noční svícení je pro organismus nočního živočicha proto větší rána než pro člověka. Proto se nyní hledají denní živočichové, kteří mají citlivost ke světlu podobnou jako člověk. Ale zároveň to otevírá jinou otázku. Co se děje s nočními živočichy v přírodě, pokud na ně v noci svítíme? Neubývá jich kvůli tomu, že jim zkracujeme čas, kdy mohou v noci lovit a rozmnožovat se, a nevyvoláváme u nich zároveň civilizační nemoci typu rakovina, diabetes či psychiatrické poruchy?
I psychiatrickými poruchami by mohly trpět?
Každý, kdo má doma psa, ví, že i pes může mít depresi či úzkost. U myší jsme schopni přivodit úzkostné stavy, ztrátu paměti, poruchy koncentrace, špatné učení. To vše v podmínkách laboratoře, ale lze předpokládat, že to bude platit i pro myši ve volné přírodě.
Města jsou největší znečišťovatelé noční tmy. Jaká je situace mimo města?
Skupina vědců v Německu dostala před nedávnem velký evropský grant a měří světelné znečistění nad Evropou. Ukazuje se, že rozptyl světla z měst dosahuje až do dálky sto kilometrů. My vlastně v Česku nemáme místo, kde by byla přirozená tma. Ani nikde jinde v Evropě takové místo není, a to ani v Alpách, maximálně tak na špičkách hor. A navíc, když je pod mrakem, tak se světlo z měst odráží od mraků mnohem víc a mnohem dál.
Co konkrétně zkoumáte vy?
Naše fakulta společně s Národním ústavem pro duševní zdraví pracuje na projektu, v němž se snažíme popsat, jak vypadají biologické hodiny u zvířat, která se vyvíjejí v prostředí stálého světla. Když se narodí do světla a nikdy se jim nezhasne. Zatím víme, že jsou úzkostnáa všeho se bojí. Nyní chceme jít na molekulární úroveň, a zjistit, co všechno se vyvíjí jinak v jejich mozku než u zvířat, která mají v noci tmu.
Pokud někdo osvětlí starou lípu, aby byla krásná, je to nejlepší způsob, jak ji pomalu zabít.
Zkracuje se jim život?
Nejspíš ano. Dělají se pokusy, které zkoumají chronický jet lag (pásmová nemoc, plynoucí z narušení biorytmů po rychlých přesunech mezi časovými pásmy – pozn. red.), což je možná ještě horší než stálé světlo. Je prokázané, že chronický jet lag skutečně zkracuje život. Zkoumalo se to na starých myších, které každé čtyři dny létaly šest hodin na východ, a tím se jim výrazně zkrátil život oproti myším, které zůstávaly v režimu ve dne světlo v noci tma.
Probrali jsme lidi i zvířata, co rostliny?
O těch toho víme velmi málo. Nejvíc popsané jsou případy z měst, například v Praze na náměstí Míru stojí kostel sv. Ludmily a okolo něj rostou stromy, které mají na sobě na některých větvích listy ještě koncem listopadu. Pokud někdo osvětlí starou lípu, aby byla krásná, je to nejlepší způsob, jak ji pomalu zabít. Kvůli veřejnému osvětlení strom nespustí listy, nezazimuje, pak přijde mráz, roztrhá mu cévy a on hyne.
Existuje také práce, která pojednává o nočních opylovačích a jejich vlivu na plodnost polních plodin. Kolem velkých měst je výskyt těchto nočních opylovačů nižší, a z toho důvodu je tam až o 30 procent nižší úroda.
Pak se také zkoumaly kaktusy. Některé typy kaktusů rozkvetou pouze jednu noc a tuto noc potřebují opylovače. Když je zrovna zataženo a světla z města dosvítí daleko do pouště, opylovači nevyletí a kaktus se nerozmnoží. Výsledkem je úbytek některých druhů kaktusů ve Střední Americe. Rostliny navíc nemají tu spektrální citlivost k modrému světlu jako člověk, vadí jim jakékoli světlo.
Večer, když ještě po ulicích chodí hodně lidí, svítí pouliční osvětlení naplno, ale jak lidí ubývá nebo se dostaneme do času nočního klidu, ztlumí se.
Jste součástí pracovní skupiny, která se snaží změnit legislativu ohledně nočního svícení a také šířit osvětu. Jak jste se do této skupiny dostala?
Jsem spíš externí poradce než přímo člen té skupiny. Váže se to k roku 2009, kdy přišel pan Pavel Suchan, tiskový mluvčí Astronomického ústavu. Astronomové v té době řešili, zjednodušeně řečeno, že kvůli světelnému znečistění nevidí na hvězdy, a hledali podporu. Pan Suchan tehdy správně usoudil, že když bude vyprávět světu, že potřebuje snížit osvětlení noční oblohy, protože astronomové nevidí na hvězdy, tak jim všichni tak akorát řeknou, ať se odstěhují do Chile. Hledali proto, jak by se téma mohlo uchopit z širší perspektivy a Pavel Suchan přišel za chronobiology. Když mi tenkrát ukazoval křivku osvětlenosti v industriálních zemích, která se tehdy zvyšovala o dvě a někde až o šest procent ročně, řekla jsem si, že tam je skutečně místo i pro nás.
Co bylo dál?
V roce 2017 tato debata dostala na úroveň ministerstva životního prostředí, kde se Pavlu Suchanovi povedlo odpovědné osoby přesvědčit, aby se vytvořila pracovní skupina složená z členů ministerstva životního prostředí, které mimo jiné vymýšlejí dotace pro obce, aby instalovaly kvalitní světla, která nezvyšují osvětlenost krajiny. Pak se souběžně vede debata i s ministerstvem kultury, aby se nepřesvěcovaly památky. Zapojen je i resort zdravotnictví, který by měl šířit osvětu.
Blíží se tedy doba, kdy se bude svícení venku regulovat nějakými novými normami?
Doba regulační se u nás skutečně blíží. Chorvatsko už má zákonnou normu na regulaci světla v noci. Italové také. Někdo má pocit, že chceme, aby se všude zhaslo, ale to není pravda. Města a vesnice asi nebudou měnit svá osvětlení za nová hned, ale když jim světla doslouží, měly by zvolit ekologickou variantu a vzdát se světel, která svítí studeným bílým světlem. Dobrá by byla také regulace například osvětlených billboardů a vůbec všeho, co venku přes noc svítí, a není to nezbytně nutné. Existují už i různé nové technologie, například biodynamické světlo.
Co to je?
Biodynamika hýbe světem. Večer, když ještě po ulicích chodí hodně lidí, svítí pouliční osvětlení naplno, ale jak lidí ubývá nebo se dostaneme do času nočního klidu, ztlumí se. Do oblastí s málo obyvateli se zase hodí fotobuňkou řízené osvětlení. Středočeské město Jesenice to má a je na to velmi pyšné. Když jdete po takto upravené cestě, tak se kolem vás světla rozsvěcí a za vámi postupně zhasínají. Umí to odečítat vaši rychlost, takže to funguje, i když jedete na kole nebo běžíte.
Jaké omezení či změny byste navrhovala vy osobně?
Já bych si představovala, že každý, kdo chce postavit venku světlo, musí obhájit, proč ho tam chce, a prokázat, že chápe jeho ekologické dopady. Lidé se dnes nemůžou ani ohradit proti rušivému světlu. Pokud váš soused bude celé noci na své zahradě svítit na rajčata, není páka, jak mu to zakázat. V žádném případě by pouliční světlo nemělo svítit nahoru. Žádné reflektory, žádná světla ve tvaru koule. Památky, kostely, také nemusí svítit celou noc a jejich nasvětlení může být šetrné, pro příklad zajeďte třeba do Znojma. Se světlem v noci by se mělo zacházet citlivě. Říká se, že ten, který odchází poslední, ať zhasne. Já k tomu připojuji dovětek: Ať zhasne i venku.
