Fotoperiodyzm to reakcja roślin i zwierząt na codzienny rytm oświetlenia. Zdolność do mierzenia długości dnia pozwala żywym istotom określić porę roku i dostosować się do zmieniających się warunków. Specyficzne mechanizmy leżące u podstaw pomiaru długości dnia nie zostały w pełni zrozumiane. Jednak niezawodnie wiadomo, że zmiana sezonu wpływa na masę ciała, odporność i psychikę ludzi.
Jak ludzkie ciało odróżnia zimę od lata?
Zmiany długości dnia są mało ważne dla większości zwierząt, ale pomagają dokładnie określić porę roku. Istnieją 2 źródła informacji, dzięki którym ciało ludzkie odróżnia zimę od lata:
- godziny dzienne
- stosunek ciemnej i jasnej pory dnia.
Szyszynka (część mózgu) odpowiada za określenie pory roku u ssaków. Usunięcie szyszynki całkowicie pozbawia osobę możliwości odróżnienia zmian sezonowych. Informacje o świetle dostają się do mózgu oczami. Poprzez podwzgórze wiadomość jest przekazywana przez komórki nerwowe do szyszynki, która uwalnia melatoninę.
Melatonina jest hormonem snu, który powstaje u ludzi głównie w nocy. Maksymalne stężenie melatoniny obserwuje się o 2 nad ranem.
Czas trwania tego nocnego „szczytu” zmienia się odwrotnie w zależności od długości dnia u kilku gatunków zwierząt, w tym u ludzi.
Wyniki uzyskane u owiec i chomików syberyjskich potwierdzają znaczenie melatoniny w regulacji „rytmów sezonowych”. Podobne badania potwierdzają, że stężenie melatoniny jest „krytycznym” parametrem fizjologicznym, który dostarcza informacji na temat pory roku.
Dlaczego ludzie szybko przybierają na wadze w zimie?
Wraz z nadejściem zimy ciało ludzkie znacznie zmienia swoją pracę, aby przetrwać w trudnych dniach. Zmiany w fizjologii mają kluczowe znaczenie zarówno dla zwiększenia przeżywalności, jak i zmniejszenia długoterminowych skutków zdrowotnych.
Aby przezwyciężyć niedobór żywności, rozwinęło się ludzkie ciało znalezione w czasach starożytnych 2 mechanizmy adaptacyjne:
- przyrost masy ciała;
- utrata masy ciała.
W pierwszym przypadku osoba wykorzystała zgromadzone rezerwy tłuszczu, aby zrekompensować brak składników odżywczych. W drugim przypadku utrata masy ciała przyczyniła się do zmniejszenia zapotrzebowania na energię w celu utrzymania całkowitej masy ciała. Obie strategie oszczędzania energii skutecznie uratowały ludzi w sezonie zimowym.
Jak zmienia się odporność w sezonie zimowym?
Przejście z jesieni na zimę przejawia się zmianami w różnych aspektach układu odpornościowego. Krótkie dni zwykle wzmacniają wiele rodzajów odpowiedzi immunologicznych w laboratorium, chociaż inne specyficzne funkcje ochronne są tłumione.
Wzmocniona obrona immunologiczna w krótkim okresie światła dziennego przeciwdziała stresującym skutkom warunków zimowych, w tym zmniejszonej dostępności żywności i zwiększonym zapotrzebowaniu na ciepło. Zjawisko „sezonowej plastyczności” w układzie odpornościowym utrzymuje się i jest obserwowane u większości ludzi.
Większość aspektów nabytego układu odpornościowego, tj. zdolność rozpoznawania obcych cząsteczek (wirusów, bakterii), wzrasta wraz ze zmniejszaniem się godzin dziennych. Jednak większość aspektów odporności wrodzonej, w tym reakcje zapalne, zmniejsza się zimą.
Sezonowa plastyczność w układzie odpornościowym rodzi ważne pytanie koncepcyjne: „Dlaczego odpowiedzi immunologiczne zawsze zmieniają się w zależności od sezonu?”
Wiosną i wczesnym latem małe ssaki inwestują znaczne koszty behawioralne i fizjologiczne związane z rozmnażaniem. Jednak w zimie, kiedy udana hodowla jest zwykle niemożliwa, inwestycje „energetyczne” są ukierunkowane na układ odpornościowy.
Jakie zaburzenia nastroju występują częściej zimą?
Nadmierne pobudzenie lub smutek występują częściej w sezonie zimowym.
Zmiany w przyjmowaniu pokarmu, zmniejszoną motywację (depresję), a także zwiększony niepokój obserwuje się nie tylko u ludzi, ale także u gryzoni.
Ostatnie badania zidentyfikowały kilka gatunków gryzoni, które są dosłownie „przygnębione” i niespokojne, gdy nadchodzi zima. U chomików syberyjskich nasilają się reakcje depresyjne, aw lemingach są niepokojące.
U ludzi zmiany są niespecyficzne: w badaniach odnotowano wzrost nastrojów głównie depresyjnych.
