potenciális cirkadián és cirkadián ritmus hozzájárulás az elhízás járványhoz az általános iskolás korú gyermekeknél

a gyermekek súlygyarapodásának szezonális tendenciáit vizsgáló tanulmányok azt találták, hogy az Egyesült Államokban és Japánban a tanév elősegíti a testtömeg állapotának javulását (azaz a testtömeg-index (BMI) csökkenését, míg a gyermekek növelik BMI-jüket az iskolai nyári szünet alatt . Az Általános Iskola 5 éve során összegyűjtött adataink azt mutatták, hogy a nyári szünet alatt nem minden felgyorsult súlygyarapodást mutató gyermeknél alakul ki túlsúly vagy elhízás; azonban a gyermekek körülbelül 18% – A kezd áttérni az egészséges testsúlyról túlsúlyos vagy elhízott állapotra az általános iskolában, a legtöbb növekedés a nyár folyamán következik be . Kilenc százalék bizonyította ezt az átmenetet az óvoda utáni nyári szünetben, míg további 9% a 2.évfolyam utáni nyári szünetben kezdődött, ami egyértelmű ablakot teremtett a megelőzési erőfeszítésekre a korai általános iskolában. A szezonális súlygyarapodás, amelyet a környezet körkörös változásai (azaz a napfény hosszának és időzítésének, valamint a hőmérsékletnek az egy év folyamán bekövetkező változásai) okoznak, gyakori az állatvilágban, ahol a télre való felkészülés vagy a szaporodás révén evolúciós előnyt biztosít . Függetlenül attól, hogy a szezonális súlygyarapodás előnyhöz juttatta-e az iparosodás előtti embereket, jelenleg evolúciós hátrányt jelent azáltal, hogy hozzájárul a túlsúly és az elhízás növekvő arányához .

a súlygyarapodás szezonális ingadozásainak magyarázatára szolgáló hagyományos megközelítések az étkezési és fizikai aktivitási szokások különbségeire összpontosítottak az iskolában és az iskolán kívül (azaz az iskolai napokon és a hétvégén vagy az iskolai szünetben) . A strukturált napok hipotézise magyarázza a gyorsított nyári súlygyarapodást a viselkedési gazdasági elmélet felhasználásával annak megértése érdekében, hogy a gyerekek hogyan hoznak döntéseket az időfelhasználásukról az energiamérleggel kapcsolatos viselkedések tekintetében strukturált (azaz iskolai napokon) szemben a strukturálatlan napokkal (azaz., szabad napok, amikor a gyerekek nincsenek iskolában, például hétvégén vagy iskolai szünetben). Ez a hipotézis azt sugallja, hogy a tanév által biztosított struktúra támogatja az egészséges testsúlyt a fizikai aktivitás kötelező lehetőségei, az egészséges, kiegyensúlyozott étrendhez való szabályozott hozzáférés, az iskolán kívüli ülő tevékenységek korlátozott ideje, valamint a következetes, korábbi lefekvés és ébrenlét . Hasonló struktúrák hiányában a nyári szünetben a gyermekek nagyobb önállóságot élveznek az energiamérleg viselkedésével kapcsolatos döntések felett, amelyek magukban foglalhatják az ülő életmódot az intenzívebb fizikai aktivitás, a kalóriásabb és kevésbé táplálkozási szempontból sűrű ételek, valamint a későbbi lefekvés és ébrenlét mellett . Ebben az elméletben Implicit módon az, hogy a gyermekek alapvetően hedonisták, és amikor lehetőséget kapnak, kevésbé egészséges lehetőségeket választanak. Ennek eredményeként a tipikus elhízás-megelőzési beavatkozások arra összpontosítottak, hogy segítsék a gyermekeket abban, hogy jobb döntéseket hozzanak a környezeti/társadalmi korlátokon belül. Az elhízás egyszerű energiamérleg-modelljén alapuló, az önkéntes kontrollra való szinte kizárólagos összpontosítás nem tudta elősegíteni a súlygyarapodás lehetséges biológiai és circannual okainak megértését . Ez a tanulmány a gyermekek szezonális súlygyarapodásának kronobiológiai okainak szerepét vizsgálja, és azonosítja a lehetséges viselkedési stratégiákat ezen hatások enyhítésére. Ennek során az emberi biológiai rendszerek szélesebb perspektíváját vesszük figyelembe, megvizsgálva a viselkedés kölcsönös függőségét, a társadalmi igényeket (pl., az olyan igényekből eredő társadalmi időzítés, mint az iskolai vagy munkarend, a társadalmi tevékenységek, a közösségi részvétel, a családi kötelezettségek és rutinok, a szülői gyakorlatok stb.), a cirkadián és a cirkadián órákat, valamint az anyagcserét, hogy megvizsgálják azokat a lehetséges mechanizmusokat, amelyeken keresztül ezek a napi és éves minták eltérése hozzájárulhat a gyermekek elhízásához. A biológiai tudományok fejlődésének tájékoztatnia kell a viselkedéstudományokat, hogy párhuzamos kiegészítő előrelépéseket lehessen elérni.

a kronobiológia a ciklikus vagy periodikus módon előforduló biológiai ritmusok tanulmányozására utal, amely a fiziológiai folyamatok (pl. anyagcsere) időbeli szervezését biztosítja a cirkadián rendszer viselkedési kimeneteivel (pl. alvás/ébrenlét, enni/gyors) . A cirkadián ritmusok (azaz a belső ritmusok napi ciklusai) átlagosan körülbelül 24,2 órás ciklusokban fordulnak elő, és elsősorban a Föld 24 órás Világos-Sötét ciklusának kitettségével vannak összekapcsolva vagy szinkronizálva. Mivel a cirkadián ciklusunk valamivel hosszabb, mint 24 óra, a világos-sötét ciklus következetes bevitelére van szükség a 24 órás nap fenntartásához. A test órái a sejtek, szövetek és szervek belsejében helyezkednek el, és hierarchikus módon vannak megszervezve. A hierarchia tetején található a suprachiasmatic nucleus (SCN) néven ismert központi óra . Az SCN-t elsősorban a fény-sötét ciklus bemenetei vonják be . A zenekari karmesterhez hasonlóan az SCN a világos-sötét ciklus bemeneteit használja a napszak meghatározására és a test fiziológiai működésének időbeli sorrendjének meghatározására azáltal, hogy időmérő jeleket küld a test műszereihez vagy perifériás óráihoz, amelyek a központi idegrendszerben és a testben találhatók, mint például a máj, a hasnyálmirigy, az izom és a zsírszövet (azaz a zsír) . A test perifériás órái szabályozzák az élettani folyamatokat (pl. az anyagcserét, a testhőmérsékletet, a hormonszekréciót és az immunválaszokat) . Az alvás, a fizikai aktivitás és az étkezési szokások a cirkadián óra viselkedési kimenetei. A táplálékfelvétel időzítése magával ragadja vagy szinkronizálja a test perifériás óráit, és ennek eredményeként az étkezési szokások megváltozása (pl. késő esti étkezés) a központi és a perifériás órák eltéréséhez vezethet. Az optimális működés a világos-sötét ciklus, a központi cirkadián óra (azaz SCN), a perifériás órák és a viselkedési kimenetek (pl. alvás, evés, aktivitás) megfelelő összehangolásától függ . A társadalmi jet lag egy példa a krónikus cirkadián eltérésre, amely akkor következik be, amikor a társadalmi igények (például munka vagy iskola) megkövetelik az egyénektől, hogy olyan ütemterv szerint éljenek, amely nem optimális a belső ritmusukhoz, ami megnehezíti az elalvást és az iskolai vagy munkahelyi társadalmilag előírt időpontokban való felébredést. Ez kielégítetlen alvási igényt és felhalmozott alvási adósságot eredményez az iskolai vagy munkanapokon (azaz a szociális jet lag). A kevesebb kötelezettséggel járó napokon (pl. hétvégi napokon) az egyének kompenzálják a későbbi ébredést, ami nagyobb változékonyságot eredményezhet az étkezés, az alvás és az aktivitási minták időzítésében. Az ebből eredő eltérés a test központi és perifériás órái között negatív egészségügyi eredményekhez vezet, mint például az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség, a szív-és érrendszeri betegségek és a rák .

egyre több bizonyíték van arra, hogy a cirkadián eltérés szerepet játszik a súlygyarapodásban és az elhízás kialakulásában . Az állatokon végzett kísérletek kimutatták, hogy a helytelen etetés (pl. a biológiai éjszaka során történő étkezés) , a magas zsírtartalmú étrend , az időeltolódás és a műszakos munka megzavarja a cirkadián összehangolást és súlygyarapodáshoz vezet. Az emberek körében a cirkadián eltérés és az elhízás közötti összefüggésre vonatkozó bizonyítékok elsősorban megfigyelési vizsgálatokból származnak. Például a műszakos munka az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség, a metabolikus szindróma és a szív-és érrendszeri betegségek fokozott kockázatával jár felnőtteknél, különösen a hosszú távú műszakban dolgozók esetében . A szociális jet lag szintén összefüggésbe hozható az elhízással felnőtteknél, valamint serdülőknél és gyermekeknél . Éjszakai étkezési szindróma, egy étkezési rendellenesség, amely magában foglalja a napi kalória 25% – át vagy annál többet az esti étkezés után, az elhízás fokozott kockázatával és a metabolikus hormonok, például a glükóz, az inzulin, a ghrelin és a leptin időzítésének és amplitúdójának változásával jár felnőtteknél . Végül a késői étkezés időzítése és a súlygyarapodás vagy az elhízás közötti összefüggést megfigyelték a felnőttek és a gyermekek körében végzett megfigyelési vizsgálatokban . Ezenkívül kimutatták, hogy a késői étkezés időzítése befolyásolja a fogyás eredményeit az elhízás kezelésében beavatkozások .

a gyorsított nyári súlygyarapodás cirkadián és cirkadián ritmusmodelljének elméleti alapja

Roenneberg átfogó modellt dolgozott ki a cirkadián eltérés szerepéről az elhízás és más egészségügyi állapotok kialakulásában, amelyben bemutatja a cirkadián óra, a viselkedés és az egészség kölcsönös függőségét . Ezeket az egyénen belüli tényezőket a környezet két eleme befolyásolja: 1) exogén jelek, amelyek szinkronizálják a cirkadián ritmust (például a világos-sötét ciklusnak való kitettség) és 2) társadalmi igények (pl., iskolai vagy munkaidők, társadalmi tevékenységek, közösségi részvétel, családi kötelezettségek és rutinok, szülői gyakorlatok stb.). Modellünk legnagyobb hozzájárulása Roenneberg modelljéhez az a javaslat, hogy a cirkuláris óra, amelyet a környezeti jelek szezonális változásai szinkronizálnak (pl. Világos-Sötét ciklus), szintén fontos szerepet játszik az egészségügyi eredményekben (pl. az elhízás kialakulása; ábra. 1). Javasoljuk, hogy a gyermekek egészséges szezonális mintázatot mutassanak a súlygyarapodásról és a magasságnövekedésről, amelyet egy körkörös óra vezérel. Javasoljuk továbbá, hogy a nyári üdülési környezet elősegítse a cirkadián eltérést a társadalmi igények változásai alapján, ami növeli az alvás, az evés és a fizikai aktivitás változékonyságát, és megkönnyíti a gyorsított nyári súlygyarapodást. Míg az iskolai szünidő ütemezése időzítésben és hosszúságban változik az egész világon,sok ország elfogadott egy agrár iskolai naptárat, amely a gyermekek számára körülbelül 6-12 hetes nyári szabadságot kínál, jellemzően az északi féltekén júniustól augusztusig, a déli féltekén pedig decembertől februárig. Feltételezzük, hogy az iskolai szünet időzítésének együttes előfordulása (pl., elősegíti a cirkadián eltérést) abban az évszakban, amikor a gyermekeket súlygyarapodásra alapozzák, megzavarhatja a gyermekek éves növekedési mintáit, hozzájárulva a felgyorsult súlygyarapodáshoz és az elhízás kialakulásához. Elméletünk alátámasztására áttekintjük a szakirodalmat az emberek szezonalitásáról, a gyermekek szezonális növekedéséről és a biológiai mechanizmusokról, amelyeken keresztül a cirkadián óra és a cirkadián óra befolyásolhatja a gyermekek súlygyarapodásának időzítését és sebességét.

modell a cirkadián és a cirkadián hozzájáruláshoz a gyermekek súlygyarapodásához. 1. Ábra Lábjegyzet. Javasoljuk, hogy az egyén beágyazódjon a környezetébe, amely magában foglalja a társadalmi igények hatásait (pl. társadalmi időzítés olyan igényekből ered, mint az iskolai vagy munkarend, társadalmi tevékenységek, családi kötelezettségek és rutinok, szülői gyakorlatok, közösségi részvétel, időzóna stb.), a modern világítási és klímaszabályozott környezet, valamint a Föld természeti környezetének hatása. Az egyénen belül a cirkadián órák, a viselkedés és az egészség kölcsönös függősége van. Ennek a modellnek a legnagyobb hozzájárulása az, hogy a cirkadián óra kölcsönhatásba lép a cirkadián órákkal az optimális egészség elősegítése érdekében, és a gyermekek cirkadián hatásainak megzavarása egészségügyi következményekkel járhat . Javasoljuk az interakciókat az egyénen belül és a modell szintjei között. Például a társadalmi igények befolyásolják az egyén viselkedését, amely befolyásolja az órák összehangolását vagy a perifériás órák közvetlen bevonásával (azaz., étkezés időzítése és konzisztenciája), vagy befolyásolja a fény-sötét ciklusnak való kitettséget az alvás időzítésével és konzisztenciájával, a fizikai aktivitással és az éjszakai mesterséges fénynek való kitettséggel. Azt is javasolják, hogy az iskolai szünet okozta cirkadián zavarok hozzájárulhatnak a cirkadián növekedési ritmusok megzavarásához, ami gyorsabb nyári súlygyarapodást eredményez, és hozzájárul a túlsúly és az elhízás kialakulásához az általános iskolában. Ezt a modellt roenneberg T, Merrow M. a cirkadián óra és az emberi egészség. Curr Biol. 2016;26(10):R432–443

a circannual clock

a napi cirkadián ritmusokhoz hasonlóan az éves ritmusokat részben a föld fény-sötét ciklusának való kitettség szabályozza, amely a Föld tengelyének 23,5-ös dőléséből, napi forgásából és a Nap körüli éves pályából, valamint az éghajlati időjárási mintákból ered . Ennek a dőlésnek a hatásai a legvilágosabban a szélső pólusokon láthatók. A nyári napforduló körül (azaz június 21-én) az Északi-sarkvidéken 66,5 fő felett élők 24 óra napfényt, míg a 66,5 fő alatt élők 24 óra sötétséget tapasztalnak (pl. télen) . Az egyenlítőhöz közelebb eső szélességeken egész évben kevesebb a különbség a nap hosszában. A dőlés nemcsak a nap hosszát befolyásolja, hanem a nap azon képességét is, hogy melegítse a földet. A nap melegítő hatása fokozódik a földgömb azon területein, amelyek közvetlenebb napsugárzást kapnak az év bármely szakában, ami egybeesik egy hosszabb nappali hosszúsággal is, amely hosszabb felmelegedést és rövidebb hűtési időszakot tesz lehetővé az éjszaka folyamán . Az adott terület által kapott napfény mennyiségét az éghajlati időjárási minták, például az esős és a száraz évszakok is meghatározhatják .

természetes fényviszonyok között (azaz mesterséges megvilágítástól mentesen) a felnőttek 24 órás alvás-ébrenlét ritmust mutatnak, amely reagál a világos-sötét ciklus szezonális változásaira . Az SCN (azaz a központi óra) plaszticitást mutat a napfény hosszának ezen szezonális változásainak kódolására, létrehozva a nap hosszának belső ábrázolását . A nap hosszára vonatkozó információkat a tobozmirigy (azaz az agy azon területe, amely felszabadítja a melatonint) jelzi . A melatonin felszabadulásának hossza, amely a biológiai éjszakát jelöli, szezonálisan változik a Föld sötét időszakának hosszában bekövetkező változásokra reagálva . A cirkadián szabályozás bi-oszcillátor modellje azt sugallja, hogy a világos-sötét ciklushoz való szezonális alkalmazkodást két oszcillátor segíti elő, az egyik sötétedésen keresztül magával ragadja (Vagyis szinkronizálja egy környezeti jelzővel, például a fénnyel), szabályozva a melatonin kezdetét, a másik pedig hajnalon keresztül vonja be a melatonin eltolását . Két oszcillátor jelenléte magyarázhatja az egyéni különbségeket a nap hosszának szezonális változásaira adott válaszokban . Természetes fényviszonyok között, amikor a sötét időszak télen sokkal hosszabb a nyárhoz képest, a felnőttek télen hosszabb melatonin felszabadulást mutatnak a nyárhoz képest. Azonban, amikor a modern fényviszonyoknak vannak kitéve, ahol a sötét időszakok évszakonként kevésbé változnak , a felnőttek a szezonalitás hiányát mutatták melatonin ritmusukban, valószínűleg a cirkadián zavarok egyik formáját képviselik, amelynek fontos egészségügyi következményei lehetnek . Tudomásunk szerint egyetlen tanulmány sem vizsgálta a cirkadián bevonódást a gyermekek természetes és modern fényviszonyai között. Ennek eredményeként nem világos, hogy a gyermekeknek nincs-e szezonalitása, mint a felnőtteknek; feltételezzük azonban, hogy az iskolai környezetből a nyári szünetre való áttérés összefüggésbe hozható a világos-sötét ciklusnak való kitettség változásával, amely szezonális változást jelezhet az agyban.

bár nem világos, hogy a gyermekek szezonális változásokat mutatnak-e a melatoninban, bizonyíték van a szezonalitásra a növekedésükben (azaz a magasságukban) és a súlygyarapodásukban, ami endogén növekedési ritmusra és súlygyarapodásra utal a gyermekeknél . Kevés közelmúltbeli tanulmány vizsgálta a gyermekek növekedésének havi változásait; az 1800-as évek végétől az 1900-as évek közepéig számos tanulmány azonban azt sugallja, hogy a gyermekek tavasszal és nyár elején hajlamosak a magasságra, és a nyár végén és ősszel híznak . A Dél-Angliában élő vak és látó gyermekeket vizsgáló tanulmány megállapította, hogy a látó gyermekek maximális magasságnövekedést mutattak január és június között, míg a vak gyermekek maximális növekedési periódusai egyenletesen oszlottak el egész évben . Ez meggyőző bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a világos-sötét ciklus szezonális változása megjósolhatja a gyermekek növekedését a nap hosszának vizuális kódolása révén az SCN-n keresztül (azaz., központi óra). Más tanulmányok megerősítették, hogy az évszakok, amelyek során a fény expozíciója bőségesebb, egybeesnek a látó gyermekek magasságának növekedésével . Míg a világos-sötét ciklus súlygyarapodásra gyakorolt hatását kísérletileg nem tesztelték, a súlyt rendszeresen (azaz évente gyakrabban, mint a bi-t) mérő megfigyelési vizsgálatok azt sugallják, hogy a súly maximális növekedése általában nyár végén és ősszel fordul elő, amikor a napok hosszúak, de rövidülnek . További tanulmányok, amelyek az iskolai és az iskolába nem járó gyermekek szezonális növekedési mintáit vizsgálták, hasonló mintákat figyeltek meg iskolai státusztól függetlenül . Összességében ezek a tanulmányok alátámasztják a circannual clock lehetséges szerepét, amelyet a fény és a sötétség szezonális változása von maga után a gyermekek növekedési mintáiban.

gyorsított nyári súlygyarapodás

a gyermekek testtömeg-indexének (azaz a BMI-nek, a magasság és a súly arányának) növekedésének időzítését vizsgáló újabb tanulmányok szintén megfigyelték a súlygyarapodás felgyorsulását a nyár és a kora ősz folyamán; ez a gyorsított súlygyarapodás azonban kimutatták, hogy hozzájárul az elhízás fokozott arányához az Általános Iskola során . Míg a saját 5 éves longitudinális tanulmányunkból arra a következtetésre jutottunk, hogy az obesogén iskolai nyári környezet volt a hibás ezekért a megállapításokért, tanulmányunk kialakítása nem tette lehetővé számunkra, hogy kizárjuk a circannual hatások hatását a gyermekek növekedési mintáira . A magasság növekedése tavasszal/nyár elején és a súly növekedése nyár végén és kora ősszel a BMI fenntartására utal, kivéve, ha a magasságnövekedés késleltetett vagy a súlygyarapodás felgyorsul. A nyári BMI-növekedés következetes közelmúltbeli eredményei, amelyek hozzájárulnak az elhízás arányának növekedéséhez, arra utalnak, hogy a zavarok hozzájárulhatnak a normális éves növekedési mintákhoz. További vizsgálatokra van szükség ezeknek a hipotéziseknek a teszteléséhez annak tisztázása érdekében, hogy a cirkadián ritmusok, a cirkadián eltérés és a hagyományos energiamérleggel kapcsolatos viselkedés milyen hatással van a gyermekek súlyállapotára.

a cirkuláris óra és a szezonális súlygyarapodás közötti összefüggést megalapozó biológia

az energiafelhasználás alvás közben csökken, és ennek eredményeként ellentmondásosnak tűnhet, hogy az alvás vagy a biológiai éjszaka lerövidülése súlygyarapodáshoz vezet . Emberben azonban a biológiai éjszakát a magas melatonin szint jellemzi, amely szerepet játszik a lipid oxidáció időzítésében (azaz a zsírszövetben tárolt energia felhasználásában) és a barna zsír termogenezisében (azaz a zsírsavak és a glükóz hővé alakításában) . Az emberek biológiai napját a melatonin hiánya jellemzi, hozzájárulva a szénhidrát anyagcserében részt vevő folyamatokhoz, amelyek lipogenezishez (azaz lipidek létrehozásához) és az energia zsírként történő tárolásához vezetnek a zsírsejtben . A yin és yang a biológiai éjjel-nappal elősegíti az energia egyensúlyt. A Melatonin szinkronizálja az adipociták metabolikus funkcióját a magas lipolízishez (azaz zsír-vagy lipidbontáshoz) a melatonin fázis alatt, valamint a magas lipogenezishez (azaz lipidképződéshez) a melatonin hiányában . A Melatonin szinkronizálja a fehér zsírszövet aktiválódását is . A szibériai hörcsögök között, amelyek télen nem híznak, a rövid téli napok hosszabb éjszakai melatonin felszabadulást eredményeztek, az előagy melatonin receptorainak nagyobb stimulálásával, ezáltal a fehér zsírszövet aktiválódásával, ami lipolízist és a szezonális zsírosság csökkenését eredményezte . Az emberekkel ellentétben a hörcsögök éjszakai állatok, így a melatonin felszabadulása a biológiai napjukhoz kapcsolódik, amikor az állat aktív és táplálkozik. A fehér zsírszövet Melatonin által indukált barnulása (pl., a fehér zsírszövet átalakulása metabolikusan aktívabb bézs vagy barna zsírszövetré) növeli az energiafelhasználást a zsírsavak és a glükóz hővé alakításával, ezáltal növelve termogén aktivitásukat, ami súlycsökkenést eredményez . A fehér zsírszövet nagyobb aktiválása a hosszabb melatonin ritmus miatt, amely a téli hosszabb éjszakákból ered, megmagyarázhatja, hogy a gyermekek miért nem híznak télen, és gyorsabb súlygyarapodást mutatnak a hosszabb nyári napokon .

cirkadián eltérés és súlygyarapodás

bár a pontos mechanizmus, amelyen keresztül a kronodiszkupció súlygyarapodáshoz vezet, nem ismert, a műszakos munka vagy a szociális jet lag okozta kronodiszkupció a melatonin termelésének csökkenését eredményezi . Tekintettel a melatonin energiamérlegben betöltött szerepére, a cirkadián eltérésnek fontos metabolikus következményei lehetnek az optimális energiamérlegben részt vevő folyamatok deszinkronizálása miatt . Az emberek körében még a cirkadián ritmus rövid távú eltérése az alvás / ébrenlét és a gyors/takarmány viselkedéssel is megnövekedett étkezés utáni (pl., étkezés után) glükóz és inzulin, csökken a leptin, és megfordította a kortizol ritmust, így a kortizol magas volt az alvás kezdetén, nem pedig ébredéskor, ami arra utal, hogy még a rövid távú eltérés is megzavarhatja az energiaegyensúlyhoz kapcsolódó ritmusokat .

az alvás mellett az étkezési szokások és a fizikai aktivitás nyári eltolódása a cirkadián eltérést is eredményezheti, amely fokozott zsírtartalommal jár, amelyet a viselkedési ritmusok endogén ritmusokkal való téves időzítése közvetít . A viselkedés eltérése az endogén ritmusokkal összefüggésbe hozható az anyagcsere változásával és az elhízás kialakulásával . Kimutatták, hogy a fizikai aktivitás elősegíti a cirkadián órát, valószínűleg azért, mert a testmozgás növeli a nappali cirkadián és homeosztatikus ritmusok amplitúdóját, mint például a testhőmérséklet, az izgalom és az alvási hajlandóság, ami az alvási nyomás gyorsabb felhalmozódásához vezet (azaz a test alvási vágya, amely felhalmozódik az ébren töltött idő növekedésével), ami korábbi alvási időket eredményez . Így a fizikai aktivitás növekedése elősegítheti a gyermekek korábbi lefekvését. A fizikai aktivitás a kültéri fényexpozíció maximalizálásával is befolyásolhatja a központi órát , mivel a kültéri idő fokozott fizikai aktivitással jár, ami megkönnyíti a belső órák szinkronizálását a külső környezettel. Emellett egyre több bizonyíték van arra, hogy az élelmiszer szinkronizálja a perifériás órákat, mint például a máj, a hasnyálmirigy és a bél . Mivel az emberek a glükózfelhasználás napi ritmusát mutatják hatékonyabb glükózfelhasználással reggel a jobb inzulinérzékenység miatt, amelyet rosszabb glükózfelhasználás és inzulinérzékenység követ este, a nap későbbi étkezése akut expozíciót eredményez magasabb étkezés utáni vércukorszint, negatív hatások másnap reggelig fennmaradnak . Ezenkívül a rövidített alvási időtartam a melatonin ritmus eltolódásával jár, ami magas melatoninszintet eredményez reggel az ébredéskor és a reggeli étkezés során a biológiai éjszaka során , ami a központi és a perifériás órák eltérését tükrözi. A glükózszint hosszú távú diszregulációja a kalóriabevitel és a tárolás megváltozásához vezethet, ami szintén a rövidített alvási időtartamnak tulajdonítható, ami arra utal, hogy az endogén ritmusú étkezési és alvás/ébrenlét minták helytelen időzítése növelheti a 2-es típusú cukorbetegség és esetleg az elhízás kockázatát .

a javasolt fogalmi modell összefoglalása

ezeket az eredményeket együttesen figyelembe véve bemutatjuk az ábrán bemutatott fogalmi modellt. 1. Javasoljuk, hogy minden gyermek szezonális ritmust mutasson magasságában és súlynövekedésében, amelyet a föld szezonális fény-sötét ciklusának való kitettség szinkronizál. A téli éjszakákon a melatonin szekréció hosszabb időtartama a téli időszakban lassabb súlygyarapodással járhat, míg a gyermekek nyári felgyorsult súlygyarapodása a melatonin szekréció rövidebb időtartamának (pl., a rövidebb nyári éjszakák miatt). Javasoljuk, hogy a nyári szünetben a gyermekek társadalmi igényeinek nagyobb mértékű változása későbbi és változatosabb ágyidőket, nagyobb éjszakai mesterséges megvilágításnak való kitettséget, későbbi és változatosabb étkezési időket és csökkent fizikai aktivitást eredményezhet. Ezeknek az egymást keresztező napi ritmusoknak a változékonysága hozzájárulhat a cirkadián ritmus tompulásához, ami tovább csökkentheti a melatonin mennyiségét a gyermekek nyáron vannak kitéve (pl. circannual ritmuszavar), ezáltal hozzájárulva a gyorsított súlygyarapodáshoz olyan módon, amely elősegíti a túlsúly vagy az elhízás kialakulását a nyári szünetben.

jövőbeli kutatási területek

bár bizonyíték van arra , hogy a gyermekek növekedése szezonális mintázatot mutat (a világos-sötét ciklusnak való kitettség miatt), a cirkónium óra jelentősége a gyermekek növekedésében és tágabb értelemben az emberi egészségben viszonylag ismeretlen. Kutatásra van szükség, hogy meghatározzuk azokat a környezeti jeleket, amelyek szinkronizálják a felnőttek és a gyermekek körkörös ritmusát (pl., a nap hosszának meghosszabbítása vagy lerövidítése, a napkelte vagy napnyugta időzítésének megváltoztatása, a fényintenzitás és a hőmérséklet változása), valamint az, hogy a körkörös ritmusok hogyan változnak az éghajlaton és a földrajzi helyeken. Az éves ritmusok tanulmányozása az emberekben nehéz, mivel képtelen az embereket egy egész évre kísérletileg ellenőrzött fénybeosztásnak kitenni. Lehetséges azonban a környezeti jelek manipulálása az éves ritmusok kiemelkedő szinkronizátorainak meghatározása érdekében a különböző fejlődési szakaszokban. Például, egy tanulmány megállapította, hogy a téli fényterápia ugyanabban az időszakban a serdülő férfiak körében a magasság növekedését eredményezte, egy olyan évszak, amely alatt a magasságnövekedés általában nem fordul elő . Hasonló vizsgálatokat lehet végezni a súlygyarapodás vizsgálatára. Arra számítanánk, hogy a fénydoboz-terápia a növekedés cirkuláris ritmusának eltolódását eredményezi, amelyet a megnövekedett magassági sebesség korábbi időzítése, majd a megnövekedett súlysebesség korábbi kezdete jellemez. Továbbá, sok minden, amit az emberi szezonalitásról és a természetes és mesterséges modern világításhoz való vonzódásról tudunk, felnőttekkel végzett tanulmányokból származik . Úgy tűnik, hogy a gyermekek érzékenyebbek a fény hatására az átláthatóbb szemlencsék és a nagyobb pupillák miatt . Ennek eredményeként tanulmányokra van szükség ahhoz, hogy megértsük, hogyan reagálnak a gyermekek cirkadián rendszerei, különösen a melatonin ritmusok természetes fényviszonyok (azaz Kempingezés) és modern fényviszonyok között évszakokban, földrajzi helyeken, valamint iskolai és nyári üdülési környezetben. Mivel a gyermekek érzékenyebbek a fény hatására, képesek lehetnek fenntartani a circennual ritmust akkor is, ha a felnőttek nem. Az iskolai és iskolai szünidei környezet jellege is eléggé eltérhet a tipikus felnőtt irodai dolgozóktól, hogy ismeretlen módon befolyásolhatja a circannual ritmusukat. Bár nem világos, hogy a modern világítási környezet hogyan befolyásolja a gyermekek növekedését, a legújabb tanulmányok azt sugallják, hogy a jelenlegi környezet elősegíti a gyorsított nyári súlygyarapodást, ami viszont hozzájárul a gyermekek elhízásának magas arányához.

annak vizsgálatához, hogy a nyári BMI felgyorsult növekedése milyen mértékben kapcsolódik a cirkadián és a cirkadián hatásokhoz, kísérleti laboratóriumi vizsgálatok ideálisak lennének. Vannak azonban olyan gyakorlati és etikai megfontolások, amelyek korlátozhatják azok megvalósíthatóságát a gyermekek körében. Így állatmodellek használhatók hipotézisünk olyan aspektusainak tesztelésére, mint például a cirkadián eltérés hatása a szezonális súlygyarapodásra. A gyermekek alvását, fizikai aktivitását, étkezési szokásait, fénykibocsátását és növekedését havonta, valamint földrajzi helyeken és kultúrákban mérő megfigyelési tanulmányok feltárhatják e tényezők közötti összefüggéseket. A megfigyeléses vizsgálatok fontos szerepet játszanak annak vizsgálatában, hogy a gyermekek növekedésének cirkuláris ritmusa nem, etnikai hovatartozás, életkor és pubertás állapot szerint különbözik-e. Az ilyen kutatások fontos felfedezésekhez vezethetnek a gyermekek egészséges növekedésének és elhízásának etiológiájával kapcsolatban, valamint hatékonyabb beavatkozási eszközökhöz.

valójában a nyári súlygyarapodást nem figyelték meg minden gyermeknél, és a kritikus egyéni tényezők továbbra sem ismertek. Lehetséges, hogy a melatonin időtartamának a növekedésre gyakorolt hatását kizárólag a cirkadián órák közvetítik; ezt azonban még nem vizsgálták. Végül a nyári súlygyarapodás elméletének nem az a célja, hogy helyettesítse az étrend és a testmozgás központi szerepét, hanem további elemeket javasol a súlyváltozások megértéséhez, amelyeket nem csak az étrend és a fizikai aktivitás önkéntes növekedése vagy csökkenése okoz.

a gyermekkori elhízás megelőzésére és kezelésére gyakorolt hatások

a Fényexpozíció időzítésének, az alvás/ébrenlét ütemezésének és az étkezési szokásoknak a változása által okozott cirkadián és cirkuláris eltérés kritikus tényezőnek tűnik az egészségtelen súlygyarapodáshoz . Az iskolán kívüli nyári üdülési környezetet célzó viselkedési elhízás megelőzési beavatkozások ezért előnyösek lehetnek az optimális cirkadián egészség előmozdításában nyáron azáltal, hogy ösztönzik a következetes alvási időzítést mindkét ütemezett (pl. az alvás optimális időtartama, a mesterséges fénynek való kitettség korlátozása esténként, a fény expozíciójának ösztönzése napközben , különösen reggel , a fizikai aktivitás ösztönzése (az esti fáradtság fokozása érdekében), az éjszakai böjt elősegítése az esti táplálékfelvétel korlátozásával és a következetes étkezési szokások fenntartása . Lehetséges, hogy a világítási expozícióval kapcsolatos viselkedési változások elfogadhatóbbak vagy könnyebben megvalósíthatók, mint a kalóriabevitel csökkentésére és a fizikai aktivitás növelésére vonatkozó ajánlások, ezáltal növelve a beavatkozás betartásának arányát.