Contribuciones potenciales del ritmo circadiano y circanual a la epidemia de obesidad en niños en edad de escuela primaria

Los estudios que examinan las tendencias estacionales en el aumento de peso entre los niños han encontrado que en los Estados Unidos y Japón, el año escolar promueve mejoras en el estado de peso (es decir, disminuciones en el índice de masa corporal (IMC), mientras que los niños aumentan su IMC durante las vacaciones de verano de la escuela . Nuestros datos recopilados a lo largo de 5 años de escuela primaria revelaron que no todos los niños que exhiben un aumento de peso acelerado durante las vacaciones de verano desarrollan sobrepeso u obesidad; sin embargo, aproximadamente el 18% de los niños comienzan a pasar de un peso saludable a un estado de sobrepeso u obesidad durante la escuela primaria, y la mayoría de los aumentos ocurren durante el verano . El nueve por ciento mostró evidencia de esta transición durante las vacaciones de verano después del jardín de infantes, mientras que otro 9 por ciento comenzó durante las vacaciones de verano después del segundo grado, creando una ventana clara para los esfuerzos de prevención durante la escuela primaria temprana. El aumento de peso estacional, impulsado por cambios circanuales en el medio ambiente (es decir, cambios en la duración y el tiempo de la luz del día y la temperatura a lo largo de un año) es común dentro del reino animal, donde confiere una ventaja evolutiva, a través de la preparación para el invierno o la reproducción . Ya sea que el aumento de peso estacional proporcionara o no ventaja a los humanos preindustrializados, actualmente confiere desventaja evolutiva al contribuir al aumento de las tasas de sobrepeso y obesidad .

Los enfoques tradicionales para explicar las fluctuaciones estacionales en el aumento de peso se han centrado en las diferencias en los hábitos dietéticos y de actividad física durante el horario escolar y fuera de la escuela (es decir, los días escolares y los fines de semana o las vacaciones escolares) . La Hipótesis de los Días Estructurados explica el aumento acelerado de peso en verano utilizando la teoría de la economía conductual para comprender cómo los niños toman decisiones sobre sus asignaciones de uso del tiempo con respecto a los comportamientos relacionados con el equilibrio energético en días estructurados (es decir, días escolares) versus días no estructurados (es decir, días no estructurados)., días libres cuando los niños no están en la escuela, como los fines de semana o las vacaciones escolares). Esta hipótesis propone que la estructura proporcionada por el año escolar apoya un peso saludable a través de oportunidades obligatorias para la actividad física, acceso regulado a una dieta saludable y equilibrada, tiempo limitado para actividades sedentarias fuera de la escuela y horarios de cama y vigilia más tempranos y consistentes . En ausencia de estructuras similares durante las vacaciones de verano, los niños tienen mayor autonomía sobre las decisiones relacionadas con los comportamientos de equilibrio energético, que pueden incluir optar por una actividad física sedentaria en lugar de una actividad física más intensiva, alimentos más densos desde el punto de vista calórico y nutricional, y horas posteriores de acostarse y despertarse . Esta teoría implica que los niños son esencialmente hedonistas y, cuando se les da la oportunidad, optan por opciones menos saludables. Como resultado, las intervenciones típicas de prevención de la obesidad se han centrado en ayudar a los niños a tomar mejores decisiones dentro de las limitaciones ambientales y sociales. Un enfoque casi exclusivo en el control volitivo, basado en un modelo simple de equilibrio energético de la obesidad, no ha logrado avanzar en la comprensión de las posibles causas biológicas y circanuales del aumento de peso . Este artículo explora el papel de las causas cronobiológicas del aumento de peso estacional en los niños e identifica posibles estrategias de comportamiento para mitigar estas influencias. Al hacerlo, tomamos una perspectiva más amplia de los sistemas biológicos humanos, examinando la interdependencia del comportamiento, las demandas sociales (i. e., horarios sociales resultantes de demandas como horarios escolares o de trabajo, actividades sociales, participación comunitaria, obligaciones y rutinas familiares, prácticas de crianza de los hijos, etc.), relojes circadianos y circanuales, y metabolismo para considerar los mecanismos potenciales a través de los cuales la desalineación de estos patrones diarios y anuales puede contribuir a la obesidad en los niños. Los avances en las ciencias biológicas necesitan informar a las ciencias del comportamiento, para que se puedan hacer avances complementarios paralelos.

Cronobiología, se refiere al estudio de ritmos biológicos que ocurren de manera cíclica o periódica, proporcionando organización temporal a procesos fisiológicos (por ejemplo, metabolismo) con salidas conductuales del sistema circadiano (por ejemplo, dormir/despertar, comer/ayunar) . Los ritmos circadianos (es decir, ciclos diarios de ritmos internos) ocurren en ciclos de aproximadamente 24,2 h, en promedio, y son arrastrados o sincronizados principalmente por la exposición al ciclo de luz y oscuridad de 24 h de la tierra. Debido a que nuestro ciclo circadiano es ligeramente más largo que 24 h, se necesita una entrada consistente del ciclo claro-oscuro para mantener un día de 24 h. Los relojes corporales se encuentran dentro de las células, tejidos y órganos de todo el cuerpo y están organizados de manera jerárquica. En la parte superior de la jerarquía está el reloj central conocido como el núcleo supraquiasmático (SCN) . El SCN es arrastrado principalmente por las entradas del ciclo luz-oscuridad . Al igual que un director de orquesta, el SCN utiliza las entradas del ciclo de luz-oscuridad para determinar la hora del día e imponer un orden temporal al funcionamiento fisiológico del cuerpo enviando señales de cronometraje a los instrumentos o relojes periféricos del cuerpo ubicados en todo el sistema nervioso central y el cuerpo, como el hígado, el páncreas, los músculos y el tejido adiposo (es decir, la grasa) . Los relojes periféricos en el cuerpo controlan los procesos fisiológicos (por ejemplo, metabolismo, temperatura corporal, secreción de hormonas y respuestas inmunitarias) . El sueño, la actividad física y los patrones de alimentación son resultados de comportamiento del reloj circadiano. La sincronización de la ingesta de alimentos arrastra o sincroniza los relojes periféricos del cuerpo y, como resultado, los cambios en los hábitos alimenticios (por ejemplo, comer tarde en la noche) pueden conducir a una desalineación de los relojes centrales y periféricos. El funcionamiento óptimo depende de la alineación adecuada entre el ciclo de luz y oscuridad, el reloj circadiano central (es decir, SCN), los relojes periféricos y las salidas de comportamiento (por ejemplo, dormir, comer, actividad) . El desfase horario social es un ejemplo de desalineación circadiana crónica que se produce cuando las demandas sociales (por ejemplo, el trabajo o la escuela) requieren que las personas vivan en un horario que no es óptimo para sus ritmos internos, lo que dificulta conciliar el sueño y despertarse a horas socialmente prescritas para la escuela o el trabajo. Esto resulta en una necesidad de sueño insatisfecha y una deuda de sueño acumulada en días de escuela o trabajo (es decir, desfase horario social). En los días con menos obligaciones (por ejemplo, los días de fin de semana), las personas compensan despertándose más tarde, lo que puede introducir más variabilidad en el horario de las comidas, el sueño y los patrones de actividad. La desalineación resultante entre los relojes centrales y periféricos del cuerpo conduce a resultados de salud negativos, como obesidad, diabetes tipo 2, enfermedades cardiovasculares y cáncer .

Hay cada vez más evidencia de que la desalineación circadiana está involucrada en el aumento de peso y el desarrollo de obesidad . Los experimentos en animales han demostrado que la alimentación en mal momento (por ejemplo, comer durante la noche biológica) , una dieta alta en grasas , el desfase horario y el trabajo por turnos interrumpen la alineación circadiana y conducen al aumento de peso. Entre los seres humanos, la evidencia sobre la asociación entre la desalineación circadiana y la obesidad proviene principalmente de estudios observacionales. Por ejemplo, el trabajo por turnos está asociado con un mayor riesgo de obesidad, diabetes tipo 2, síndrome metabólico y enfermedad cardiovascular en adultos, especialmente en trabajadores por turnos a largo plazo . El desfase horario social también se ha asociado con la obesidad en adultos, adolescentes y niños . El síndrome de comer por la noche, un trastorno alimentario que implica comer el 25% o más de las calorías diarias después de la cena, se asoció con un mayor riesgo de obesidad y cambios en el tiempo y la amplitud de las hormonas metabólicas como la glucosa, la insulina, la grelina y la leptina en adultos . Finalmente, se ha observado una asociación entre la hora tardía de las comidas y el aumento de peso u obesidad en estudios observacionales entre adultos y niños . Además, se ha demostrado que el horario tardío de las comidas afecta los resultados de pérdida de peso en las intervenciones de tratamiento de la obesidad .

Base teórica del modelo circadiano y de ritmo circanual de aumento de peso acelerado en verano

Roenneberg desarrolló un modelo integral con respecto al papel de la desalineación circadiana en el desarrollo de la obesidad y otras afecciones de salud en el que ilustra la interdependencia del reloj circadiano, el comportamiento y la salud . Estos factores intra-individuales dentro del individuo están influenciados por dos elementos del entorno: 1) señales exógenas que sincronizan la rítmicidad circadiana (por ejemplo, la exposición al ciclo de luz-oscuridad) y 2) demandas sociales (por ejemplo., horarios escolares o de trabajo, actividades sociales, participación en la comunidad, obligaciones y rutinas familiares, prácticas de crianza de los hijos, etc.). La principal contribución de nuestro modelo al modelo de Roenneberg es la propuesta de que el reloj circanual, sincronizado por los cambios estacionales en las señales ambientales (por ejemplo, el ciclo claro-oscuro), también desempeña un papel importante en los resultados de salud (por ejemplo, el desarrollo de obesidad; Fig. 1). Proponemos que los niños exhiban un patrón estacional saludable de aumento de peso y crecimiento en altura que se controla mediante un reloj anual. Además, proponemos que el entorno de vacaciones de verano es propicio para la desalineación circadiana basada en cambios en las demandas sociales que conducen a aumentos en la variabilidad de los patrones de sueño, alimentación y actividad física y facilitan el aumento acelerado de peso en verano. Si bien los horarios de vacaciones escolares varían en tiempo y duración en todo el mundo, muchos países han adoptado un calendario escolar agrario que ofrece a los niños unas vacaciones de verano de aproximadamente 6 a 12 semanas, que generalmente ocurren durante los meses de junio a agosto en el hemisferio norte y de diciembre a febrero en el hemisferio sur. Planteamos la hipótesis de que la co-ocurrencia del momento de las vacaciones escolares (i. e., conducente a la desalineación circadiana) durante la temporada en la que se prepara a los niños para el aumento de peso, puede alterar los patrones de crecimiento circadiano de los niños, contribuyendo a un aumento de peso acelerado y al desarrollo de obesidad. Para apoyar nuestra teoría, revisaremos la literatura con respecto a la estacionalidad en los seres humanos, el crecimiento estacional en los niños y los mecanismos biológicos a través de los cuales el reloj circanual y el reloj circadiano pueden afectar el tiempo y la velocidad del aumento de peso de los niños.

Modelo de Contribuciones Circadianas y Anuales al aumento de peso de los niños. Gráfico 1, nota de pie de página. Proponemos que el individuo esté anidado dentro de su entorno, lo que incluye las influencias de las demandas sociales (por ejemplo, el tiempo social resultante de demandas como los horarios escolares o de trabajo, las actividades sociales, las obligaciones y rutinas familiares, las prácticas de crianza de los hijos, la participación de la comunidad, la zona horaria, etc.).), la iluminación moderna y el entorno climático controlado, así como el efecto del entorno natural de la tierra. Dentro del individuo, hay una interdependencia de los relojes circadianos, el comportamiento y la salud. La principal contribución de este modelo es que el reloj circanual interactúa con los relojes circadianos para promover una salud óptima y la interrupción de las influencias circanuales de los niños puede tener consecuencias para la salud . Proponemos interacciones dentro del individuo y a través de los niveles de este modelo. Por ejemplo, las demandas sociales influyen en el comportamiento de un individuo, lo que afecta la alineación de los relojes, ya sea por arrastre directo de los relojes periféricos (i. e., tiempo y consistencia de las comidas) o afectando la exposición al ciclo de luz-oscuridad a través del tiempo y consistencia del sueño, la actividad física y la exposición a luz artificial por la noche. También se propone que la interrupción circadiana causada por las vacaciones escolares puede contribuir a la interrupción de los ritmos de crecimiento circanuales, lo que resulta en un aumento de peso acelerado en el verano y contribuye al desarrollo de sobrepeso y obesidad durante la escuela primaria. Este modelo fue adaptado de Roenneberg T, Merrow M. El Reloj Circadiano y la Salud Humana. Curr Biol. 2016;26(10):R432–443

El reloj circanual

Similar a los ritmos circadianos diarios, los ritmos anuales se controlan en parte por la exposición al ciclo de luz-oscuridad de la tierra resultante de la inclinación de 23,5° de la tierra sobre su eje, su rotación diaria y la órbita anual alrededor del sol, así como por los patrones climáticos . Los efectos de esta inclinación se ven más claramente en los polos extremos. Alrededor del solsticio de verano (es decir, el 21 de junio), las personas que viven por encima de los 66,5° N en el Ártico experimentan 24 horas de luz solar, mientras que las regiones por debajo de los 66,5° S experimentan 24 horas de oscuridad (es decir,, su invierno) . En latitudes más cercanas al ecuador, hay menos diferencia en la duración del día a lo largo del año. La inclinación no solo afecta la duración del día, sino también la capacidad del sol para calentar la tierra. El efecto de calentamiento del sol aumenta en las áreas del globo que reciben más radiación solar directa en cualquier época del año, lo que también coincide con una mayor duración del día, lo que permite un mayor calentamiento y un período de enfriamiento más corto durante la noche . La cantidad de luz diurna que recibe un área determinada también puede estar determinada por los patrones climáticos, como las estaciones lluviosas y secas .

En condiciones de iluminación natural (es decir, sin iluminación artificial), los adultos exhiben un ritmo de sueño y vigilia de 24 horas que responde a los cambios estacionales en el ciclo de luz y oscuridad . El SCN (es decir, el reloj central) demuestra plasticidad para codificar estos cambios estacionales en la longitud de la luz del día, creando una representación interna de la duración del día . La información sobre la duración del día se señala a la glándula pineal (es decir, el área del cerebro que libera melatonina) . La duración de la liberación de melatonina, que marca la noche biológica, varía estacionalmente en respuesta a los cambios en la duración del período oscuro de la tierra . Un modelo bi-oscilador de regulación circadiana sugiere que la adaptación estacional al ciclo luz-oscuridad es facilitada por dos osciladores, uno arrastrado (es decir, sincronizado con una señal ambiental como la luz) a través del anochecer, controlando el inicio de la melatonina y el otro arrastrado a través del amanecer controlando el desplazamiento de la melatonina . La presencia de dos osciladores puede explicar las diferencias individuales en respuesta a los cambios estacionales en la duración del día . En condiciones de iluminación natural en las que el período de oscuridad es mucho más largo en invierno que en verano, los adultos exhiben una liberación de melatonina más prolongada en invierno en comparación con el verano. Sin embargo, cuando se exponen a condiciones de iluminación modernas en las que los períodos oscuros varían menos según las estaciones , los adultos han demostrado una falta de estacionalidad en sus ritmos de melatonina, lo que posiblemente representa una forma de interrupción anual que puede tener importantes consecuencias para la salud . Hasta donde sabemos, ningún estudio ha examinado el arrastre circadiano en condiciones de iluminación natural y moderna en niños. Como resultado, no está claro si los niños carecen de estacionalidad como los adultos; sin embargo, planteamos la hipótesis de que la transición del entorno escolar a las vacaciones de verano puede estar asociada con cambios en la exposición al ciclo de luz y oscuridad que pueden indicar un cambio estacional en el cerebro.

Si bien no está claro si los niños presentan cambios estacionales en la melatonina, hay evidencia de estacionalidad en su crecimiento (es decir, altura) y aumento de peso, lo que sugiere un ritmo endógeno de crecimiento y aumento de peso en niños . Pocos estudios recientes han examinado los cambios mensuales en el crecimiento de los niños; sin embargo, varios estudios desde finales de 1800 hasta mediados de 1900 sugieren que los niños tienden a aumentar de altura en la primavera y principios de verano y a aumentar de peso a finales de verano y otoño . Un estudio de niños ciegos y videntes que viven en el sur de Inglaterra encontró que los niños videntes demostraron ganancias máximas en altura entre enero y junio, mientras que los períodos de crecimiento máximo en niños ciegos se distribuyeron uniformemente a lo largo del año . Esto proporciona evidencia convincente de que la variación estacional en el ciclo claro-oscuro puede predecir el crecimiento en los niños a través de la codificación visual de la duración del día a través del NCG (p. ej., reloj central). Otros estudios han confirmado que las épocas del año en las que la exposición a la luz es más abundante coinciden con aumentos de altura entre los niños videntes . Si bien el efecto del ciclo claro-oscuro sobre el aumento de peso no se ha probado experimentalmente, los estudios observacionales que miden el peso de manera regular (es decir, con más frecuencia que dos veces al año) sugieren que los aumentos máximos de peso tienden a ocurrir a fines del verano y el otoño, cuando los días son largos, pero se acortan . Otros estudios que examinan los patrones estacionales de crecimiento entre los niños escolarizados y los que no asisten a la escuela han observado patrones similares, independientemente de su situación escolar . En general, estos estudios apoyan el papel potencial del reloj circanual arrastrado por la variación estacional de la luz y la oscuridad en los patrones de crecimiento de los niños.

Aumento de peso acelerado en verano

Estudios más recientes que examinan el momento de los aumentos en el índice de masa corporal de los niños (es decir, el IMC, una relación entre la estatura y el peso) también han observado un aumento de peso acelerado durante el verano y principios del otoño; sin embargo, se ha demostrado que este aumento de peso acelerado contribuye al aumento de las tasas de obesidad durante la escuela primaria . Si bien concluimos a partir de nuestro propio estudio longitudinal de 5 años que el entorno obesogénico fuera del verano escolar fue el culpable de estos hallazgos, el diseño de nuestro estudio no nos permitió descartar la influencia de los efectos circanuales en los patrones de crecimiento de los niños . Los aumentos de altura en primavera/principios de verano y los aumentos de peso a finales de verano y principios de otoño sugieren el mantenimiento del IMC, a menos que se retrase el aumento de altura o se acelere el aumento de peso. Los hallazgos recientes consistentes de aumentos en el IMC durante el verano que contribuyen al aumento de las tasas de obesidad sugieren la contribución potencial de las interrupciones a los patrones normales de crecimiento anual. Se necesitan estudios adicionales para probar estas hipótesis con el fin de aclarar la interacción potencial entre los efectos de los ritmos circanuales, la desalineación circadiana y los comportamientos tradicionales relacionados con el equilibrio energético en el estado de peso de los niños.

La biología subyacente a la asociación entre el reloj anual y el aumento de peso estacional

El gasto de energía disminuye durante el sueño y, como resultado, puede parecer contradictorio que el acortamiento del sueño o la noche biológica lleve al aumento de peso . Sin embargo, en los seres humanos, la noche biológica se caracteriza por altos niveles de melatonina, que desempeña un papel en el momento de la oxidación de los lípidos (es decir, la utilización de la energía almacenada en el tejido adiposo), y la termogénesis de la grasa marrón (es decir, la conversión de ácidos grasos y glucosa en calor) . El día biológico en los seres humanos se caracteriza por la ausencia de melatonina, lo que contribuye a los procesos involucrados en el metabolismo de los carbohidratos que conducen a la lipogénesis (es decir, la creación de lípidos) y el almacenamiento de energía como grasa en la célula de grasa . El yin y el yang del día y la noche biológicos promueven el equilibrio energético. La melatonina sincroniza la función metabólica de los adipocitos para una alta lipólisis (es decir, descomposición de grasas o lípidos) durante la fase de melatonina y una alta lipogénesis (es decir, creación de lípidos) durante la ausencia de melatonina . La melatonina también sincroniza la activación del tejido adiposo blanco . Entre los hámsteres siberianos que no ganan peso en invierno, los días cortos similares al invierno llevaron a una liberación nocturna más larga de melatonina, con una mayor estimulación de los receptores de melatonina en el cerebro anterior, activando así el tejido adiposo blanco, lo que resulta en lipólisis y una disminución de la adiposidad estacional . A diferencia de los humanos, los hámsters son animales nocturnos y, por lo tanto, la liberación de melatonina se asocia con su día biológico cuando el animal está activo y se alimenta. Bronceado inducido por melatonina del tejido adiposo blanco (p. ej., conversión de tejido adiposo blanco a tejido adiposo beige o marrón más metabólicamente activo) aumenta el gasto de energía al convertir ácidos grasos y glucosa en calor, aumentando así su actividad termogénica, lo que resulta en pérdida de peso . Una mayor activación del tejido adiposo blanco debido a ritmos más largos de melatonina resultantes de noches más largas durante el invierno, puede explicar por qué los niños tienden a no aumentar de peso durante el invierno y demuestran un aumento de peso más rápido durante los días más largos del verano .

Desalineación circadiana y aumento de peso

Aunque se desconoce el mecanismo exacto a través del cual la cronodisrupción conduce al aumento de peso, la cronodisrupción causada por el trabajo por turnos o el desfase horario social produce reducciones en la producción de melatonina . Dado el papel de la melatonina en el equilibrio energético, la desalineación circadiana puede tener consecuencias metabólicas importantes debido a la desincronización de los procesos involucrados en el equilibrio energético óptimo . Entre los seres humanos, incluso la desalineación a corto plazo de los ritmos circadianos con los comportamientos de sueño/vigilia y alimentación rápida resultó en un aumento postprandial (p. ej., después de comer), glucosa e insulina, disminución de la leptina, y revirtió el ritmo del cortisol para que el cortisol estuviera alto al comienzo del sueño en lugar de al despertar, lo que sugiere que incluso la desalineación a corto plazo puede causar una interrupción de los ritmos relacionados con el equilibrio energético .

Además del sueño, los cambios de verano en los patrones de alimentación y la actividad física también pueden resultar en desalineación circadiana asociada con un aumento de la adiposidad, mediada por el mal tiempo de los ritmos conductuales con ritmos endógenos . La desalineación del comportamiento con los ritmos endógenos se ha asociado con cambios en el metabolismo y el desarrollo de obesidad . Se ha demostrado que la actividad física hace avanzar el reloj circadiano, posiblemente porque el ejercicio aumenta la amplitud de los ritmos circadianos y homeostáticos diurnos, como la temperatura corporal central, la excitación y la propensión al sueño, lo que conduce a una acumulación más rápida de la presión del sueño (es decir, el impulso del cuerpo para dormir que se acumula a medida que aumenta la cantidad de tiempo que permanece despierto), lo que resulta en tiempos de sueño más tempranos . Por lo tanto, el aumento de la actividad física podría promover que los niños duerman más temprano. La actividad física también puede afectar al reloj central al maximizar la exposición a la luz exterior, ya que el tiempo al aire libre se asocia con un aumento de la actividad física , lo que facilita la sincronización de los relojes internos con el entorno externo. Además, hay cada vez más evidencia de que los alimentos sincronizan los relojes periféricos, como los del hígado, el páncreas y el intestino . Debido a que los seres humanos exhiben un ritmo diario de utilización de glucosa con una utilización de glucosa más eficiente por la mañana debido a una mejor sensibilidad a la insulina, seguido de una utilización de glucosa más pobre y una insensibilidad a la insulina por la noche , comer más tarde en el día resulta en una exposición aguda a niveles de glucosa en sangre postprandiales más altos, con efectos negativos que persisten hasta la mañana siguiente . Además, la reducción de la duración del sueño se asocia con un cambio en los ritmos de melatonina , lo que resulta en niveles altos de melatonina en la mañana al despertar y comer la comida de la mañana durante la noche biológica, lo que refleja la desalineación de los relojes central y periférico. La desregulación a largo plazo de los niveles de glucosa puede conducir a alteraciones en la ingesta calórica y el almacenamiento , que también se han atribuido a la reducción de la duración del sueño, lo que sugiere que los patrones de alimentación y sueño/vigilia incorrectos con ritmos endógenos pueden aumentar el riesgo de diabetes tipo 2 y posiblemente obesidad .

Resumen del modelo conceptual propuesto

Considerando todos estos hallazgos, presentamos el modelo conceptual ilustrado en la Fig. 1. Proponemos que todos los niños exhiban una rítmicidad estacional en sus patrones de crecimiento de altura y peso que están sincronizados por la exposición al ciclo de luz y oscuridad estacional de la tierra. Una mayor duración de la secreción de melatonina durante las noches de invierno puede estar asociada con un aumento de peso más lento durante el invierno, mientras que el aumento de peso acelerado de los niños durante el verano puede deberse a una menor duración de la secreción de melatonina (p. ej., debido a las noches de verano más cortas). Proponemos que los mayores cambios en las demandas sociales de los niños durante las vacaciones de verano pueden conducir a una hora de dormir más tardía y más variable, una mayor exposición a la iluminación artificial por la noche, horas de comida más tardías y más variables, y una reducción de la actividad física. La variabilidad en estos ritmos diarios de intersección puede contribuir a un embotamiento de la ritmicidad circadiana que puede reducir aún más la cantidad de melatonina a la que los niños están expuestos durante el verano (p. ej. interrupción del ritmo circanual), contribuyendo así al aumento de peso acelerado de una manera que promueve el desarrollo de sobrepeso u obesidad durante las vacaciones de verano.

Áreas para futuras investigaciones

Si bien hay pruebas de que el crecimiento de los niños presenta un patrón estacional (arrastrado por la exposición al ciclo de luz-oscuridad) , la importancia del reloj anual para el crecimiento de los niños y, en general, para la salud humana, es relativamente desconocida. Se necesita investigación para determinar las señales ambientales que sincronizan los ritmos circanuales en adultos y niños (p. ej., alargamiento o acortamiento de la duración del día, cambios en la hora del amanecer o del atardecer, cambios en la intensidad de la luz y la temperatura) y cómo varían los ritmos circanuales según el clima y la ubicación geográfica. Estudiar los ritmos anuales en humanos es difícil debido a la incapacidad de exponerlos a horarios de luz controlados experimentalmente durante todo un año. Sin embargo, es posible manipular las señales ambientales para determinar los sincronizadores salientes de los ritmos anuales en diferentes etapas de desarrollo. Por ejemplo, un estudio estableció que la terapia de luz durante el invierno resultó en aumentos de altura entre los varones adolescentes durante el mismo período, una temporada durante la cual el aumento de altura generalmente no ocurre . Estudios similares podrían llevarse a cabo para examinar el aumento de peso. Anticiparíamos que la terapia con cajas de luz daría lugar a un cambio en el ritmo circanual de crecimiento marcado por un tiempo más temprano de aumento de la velocidad de altura seguido de un inicio más temprano de aumento de la velocidad de pesaje. Además, gran parte de lo que se sabe sobre la estacionalidad humana y el arrastre a la iluminación moderna natural y artificial proviene de estudios con adultos . Los niños parecen ser más sensibles a la exposición a la luz debido a lentes oculares más transparentes y pupilas más grandes . Como resultado, se necesitan estudios para comprender cómo responden los sistemas circadianos de los niños, y en particular los ritmos de melatonina, bajo condiciones de iluminación natural (es decir, acampar) y condiciones de iluminación modernas a través de estaciones, ubicaciones geográficas y en entornos escolares y de vacaciones de verano. Debido a que los niños son más sensibles a los efectos de la luz , es posible que puedan mantener un ritmo circanual incluso cuando los adultos no lo hacen. También la naturaleza de la escuela y el entorno de vacaciones escolares puede ser lo suficientemente diferente del típico empleado de oficina adulto que puede afectar sus ritmos circuanuales de maneras desconocidas. Si bien no está claro cómo el entorno de iluminación moderno afecta el crecimiento de los niños, estudios recientes sugieren que el entorno actual es propicio para un aumento de peso acelerado en el verano, lo que a su vez contribuye a altas tasas de obesidad infantil.

Para examinar el grado en que los aumentos acelerados en el IMC durante el verano están relacionados con influencias circadianas y / o circanuales, los estudios experimentales basados en laboratorio serían ideales. Sin embargo, hay muchas consideraciones prácticas y éticas que pueden limitar su viabilidad entre los niños. Por lo tanto, se pueden usar modelos animales para probar aspectos de nuestra hipótesis, como la influencia de la desalineación circadiana en el aumento de peso estacional. Los estudios de observación que miden el sueño, la actividad física, los patrones de alimentación, la exposición a la luz y el crecimiento de los niños mensualmente y entre ubicaciones geográficas y culturas podrían explorar las asociaciones entre estos factores. Los estudios observacionales serían fundamentales para examinar si los ritmos circanuales en el crecimiento de los niños difieren según el sexo, el origen étnico, la edad y el estado puberal. Dicha investigación puede llevar a descubrimientos importantes con respecto a la etiología del crecimiento saludable y la obesidad en niños, así como a herramientas de intervención más efectivas.

De hecho, el aumento de peso en verano no se ha observado en todos los niños y los factores individuales críticos siguen siendo poco conocidos. Es posible que los efectos de la duración de la melatonina en el crecimiento estén mediados únicamente por los relojes circadianos; sin embargo, esto aún no se ha examinado. Finalmente, nuestra teoría del aumento de peso en verano no pretende reemplazar el papel central de la dieta y la actividad física, sino que propone elementos adicionales para comprender los cambios en el peso que no se explican únicamente por aumentos o disminuciones volitivos en la dieta y la actividad física.

Las implicaciones para la prevención y el tratamiento de la obesidad infantil

La desalineación circadiana y anual causada por cambios en el momento de la exposición a la luz, los horarios de sueño/vigilia y los patrones de alimentación parecen ser factores críticos para el aumento de peso no saludable . Por lo tanto, las intervenciones de prevención de la obesidad conductual dirigidas al entorno de vacaciones de verano fuera de la escuela pueden beneficiarse de la promoción de una salud circadiana óptima durante el verano al fomentar un horario de sueño constante en ambos programas (p. ej. la escuela) y los días libres, la duración óptima del sueño , la limitación de la exposición a la luz artificial por las noches, el fomento de la exposición a la luz durante el día , particularmente por la mañana , el fomento de la actividad física (para mejorar la fatiga nocturna), la promoción de un ayuno nocturno al limitar la ingesta de alimentos por la noche y el mantenimiento de patrones de alimentación consistentes . Es posible que los cambios de comportamiento relacionados con la exposición a la luz sean más aceptables o fácilmente implementados que las recomendaciones para reducir la ingesta calórica y aumentar la actividad física, aumentando así las tasas de adherencia a la intervención.