Potentiële circadiane en circannual ritme bijdragen aan de obesitas-epidemie in de lagere school leeftijd kinderen

Studies naar seizoensgebonden trends in gewichtstoename bij kinderen gevonden heb, die in de VS en Japan, het schooljaar bevordert verbeteringen in gewicht status (d.w.z. een daling in body mass index (BMI), terwijl de kinderen vergroten hun BMI tijdens de zomer vakantie van school . Onze gegevens verzameld over 5 jaar van de basisschool bleek dat niet alle kinderen vertonen versnelde gewichtstoename tijdens de zomervakantie ontwikkelen overgewicht of obesitas; echter, ongeveer 18% van de kinderen beginnen om de overgang van een gezond gewicht naar een overgewicht of obesitas status tijdens de basisschool, met de meeste stijgingen optreden tijdens de zomer . Negen procent toonde bewijs van deze overgang tijdens de zomervakantie na de kleuterschool, terwijl nog eens 9% begon tijdens de zomervakantie na de tweede klas, waardoor een duidelijk venster voor preventie-inspanningen tijdens de vroege basisschool. Seizoensgebonden gewichtstoename, veroorzaakt door circulaire veranderingen in de omgeving (d.w.z. veranderingen in de lengte en timing van daglicht en temperatuur in de loop van een jaar) is gebruikelijk binnen het dierenrijk waar het evolutionair voordeel verleent, via voorbereiding op de winter of voortplanting . Of seizoensgebonden gewichtstoename pre-geïndustrialiseerde mensen van voordeel voorzag of niet, het verleent momenteel evolutionair nadeel door bij te dragen tot het verhogen van de tarieven van overgewicht en obesitas .

traditionele benaderingen voor het verklaren van seizoensgebonden schommelingen in gewichtstoename zijn gericht op verschillen in voedingsgewoonten en lichaamsbeweging tijdens school-en buitenschoolse tijden (d.w.z. schooldagen en weekends of schoolvakanties) . De Structured Days hypothese verklaart versnelde zomer gewichtstoename gebruik te maken van gedrags-economische theorie om te begrijpen hoe kinderen beslissingen nemen over hun tijdgebruik toewijzingen met betrekking tot energiebalans-gerelateerde gedrag op gestructureerde (d.w.z., schooldagen) versus ongestructureerde dagen (d.w.z. vrije dagen wanneer kinderen niet op school zijn, zoals weekend of schoolvakanties). Deze hypothese stelt dat de structuur van het schooljaar een gezond gewicht ondersteunt door middel van verplichte mogelijkheden voor lichaamsbeweging, gereguleerde toegang tot een gezonde evenwichtige voeding, beperkte tijd voor sedentaire activiteiten buiten de school, en consistente, eerdere bedtijden en waktijden . Bij gebrek aan soortgelijke structuren tijdens de zomervakantie, hebben kinderen meer autonomie over beslissingen met betrekking tot energiebalans gedrag, die kunnen omvatten kiezen voor sedentaire over intensievere fysieke activiteit, meer calorisch en minder voedingsgebonden voedsel, en latere bedtijden en waktijden . Impliciet in deze theorie is dat kinderen in wezen hedonistisch zijn en wanneer ze de kans krijgen, kiezen ze voor minder gezonde opties. Als gevolg daarvan zijn typische obesitaspreventiemaatregelen gericht op het helpen van kinderen om betere keuzes te maken binnen milieu – /sociale beperkingen. Een bijna exclusieve focus op volitionele controle, gebaseerd op een eenvoudig energiebalansmodel van obesitas, is er niet in geslaagd een beter inzicht te krijgen in de potentiële biologische en halfjaarlijkse oorzaken van gewichtstoename . Dit artikel onderzoekt de rol van chronobiologische oorzaken van seizoensgebonden gewichtstoename bij kinderen en identificeert mogelijke gedragsstrategieën om deze invloeden te verminderen. Daarbij nemen we een breder perspectief van menselijke biologische systemen, waarbij we de onderlinge afhankelijkheid van gedrag, sociale eisen (i. e. sociale timing als gevolg van eisen zoals School-of werkschema ‘ s, sociale activiteiten, betrokkenheid van de gemeenschap, gezinsverplichtingen en routines, ouderschapspraktijken, enz.), circadiaanse en circ-jaarlijkse klokken, en metabolisme om mogelijke mechanismen te overwegen waardoor een verkeerde afstemming van deze dagelijkse en jaarlijkse patronen kan bijdragen aan obesitas bij kinderen. Vooruitgang in de biologische wetenschappen moet de gedragswetenschappen te informeren, zodat parallelle complementaire vooruitgang kan worden gemaakt.

chronobiologie verwijst naar de studie van biologische ritmes die op een cyclische of periodieke manier voorkomen, waardoor fysiologische processen (bv. metabolisme) in de tijd worden georganiseerd met gedrags-uitgangen van het circadiaanse systeem (bv. Slaap/wake, eten/snel) . Circadiaanse ritmes (d.w.z. dagelijkse cycli van interne ritmes) komen voor in cycli van gemiddeld ongeveer 24,2 uur en worden voornamelijk meegevoerd of gesynchroniseerd door blootstelling aan de 24 uur licht-donker cyclus van de aarde. Omdat onze circadiaanse cyclus iets langer is dan 24 uur, is consistente input van de licht-donker cyclus nodig om een 24 uur dag te behouden. De lichaamsklokken bevinden zich in cellen, weefsels, en organen door het hele lichaam en zijn georganiseerd op een hiërarchische manier. Aan de top van de hiërarchie staat de centrale klok die bekend staat als de suprachiasmatische kern (SCN) . De SCN wordt voornamelijk meegevoerd door de input uit de licht-donkere cyclus . Net als een orkestdirigent gebruikt de SCN de input van de licht-donkere cyclus om de tijd van de dag te bepalen en temporele orde op te leggen aan het fysiologische functioneren van het lichaam door het verzenden van tijdwaarneming signalen naar instrumenten van het lichaam of perifere klokken in het centrale zenuwstelsel en het lichaam, zoals de lever, alvleesklier, spier en vetweefsel (d.w.z. vet) . Perifere klokken in het lichaam regelen fysiologische processen (bijv. metabolisme, lichaamstemperatuur, hormoonsecretie en immuunresponsen) . Slaap, fysieke activiteit en eetpatronen zijn gedragsuitgangen van de circadiaanse klok. De timing van voedselinname entrains of synchroniseert de perifere klokken van het lichaam , en als gevolg daarvan, veranderingen in eetgewoonten (bijvoorbeeld, eten laat in de nacht) kan leiden tot verkeerde uitlijning van de centrale en perifere klokken. Optimaal functioneren is afhankelijk van de juiste afstemming tussen de licht-donker cyclus, de centrale circadiaanse klok (d.w.z., SCN), perifere klokken, en de gedragsuitgangen (bijv., slaap, eten, activiteit) . Sociale jet lag is een voorbeeld van chronische circadiaanse verkeerde uitlijning die resulteert wanneer sociale eisen (bijvoorbeeld, werk of school) vereisen individuen om te leven op een schema dat niet optimaal is voor hun interne ritmes, waardoor het moeilijk om in slaap te vallen en wakker te worden op sociaal voorgeschreven tijden voor school of werk. Dit resulteert in een onvervulde slaapbehoefte en een geaccumuleerde slaapschuld op school-of werkdagen (d.w.z., sociale jetlag). Op dagen met minder verplichtingen (bijvoorbeeld weekenddagen) compenseren individuen door later wakker te worden, wat meer variabiliteit in de timing van maaltijden, slaap en activiteitspatronen kan introduceren. De resulterende misalignment tussen de centrale en perifere klokken van het lichaam leidt tot negatieve gezondheidsresultaten, zoals obesitas, type 2 diabetes, hart-en vaatziekten en kanker .

er zijn steeds meer aanwijzingen dat circadiaanse afwijkingen betrokken zijn bij gewichtstoename en de ontwikkeling van obesitas . Dierexperimenten hebben aangetoond dat verkeerde voeding (b.v. eten tijdens de biologische nacht), een vetrijk dieet , jetlag en ploegendienst de circadiaanse uitlijning verstoren en tot gewichtstoename leiden. Onder mensen, komt het bewijsmateriaal betreffende de associatie tussen circadiaanse misalignment en obesitas hoofdzakelijk uit observationele studies. Ploegenarbeid wordt bijvoorbeeld geassocieerd met een verhoogd risico op obesitas, diabetes type 2, metabool syndroom en hart-en vaatziekten bij volwassenen, met name langdurig ploegarbeiders . Sociale jetlag is ook geassocieerd met obesitas bij volwassenen, adolescenten en kinderen . Nacht het eten syndroom, een het eten wanorde die het eten 25% of meer van iemands dagelijkse calorieën na de avondmaaltijd impliceert, werd geassocieerd met verhoogd risico van zwaarlijvigheid en veranderingen in de timing en amplitude van metabolische hormonen zoals glucose, insuline, ghrelin, en leptin in volwassenen . Tot slot is een verband tussen late maaltijd timing en gewichtstoename of obesitas waargenomen in observationele studies onder volwassenen en kinderen . Daarnaast is aangetoond dat late maaltijd timing van invloed op gewichtsverlies resultaten in obesitas behandelingsinterventies .

theoretische basis van het circadiaanse en circ-jaarlijkse ritmemodel van versnelde gewichtstoename in de zomer
de cirkelvormige klok
versnelde gewichtstoename in de zomer
de biologie die ten grondslag ligt aan het verband tussen de circumjaarsklok en de seizoensgebonden gewichtstoename
circadiaanse uitlijning en gewichtstoename
samenvatting van het voorgestelde conceptuele model
gebieden voor toekomstig onderzoek
implicaties voor de preventie en behandeling van obesitas bij kinderen

theoretische basis van het circadiaanse en circ-jaarlijkse ritmemodel van versnelde gewichtstoename in de zomer

Roenneberg ontwikkelde een uitgebreid model met betrekking tot de rol van circadiaanse afwijkingen in de ontwikkeling van obesitas en andere gezondheidsomstandigheden waarin hij de onderlinge afhankelijkheid van de circadiaanse klok, gedrag en gezondheid illustreert . Deze intra-individuele factoren binnen het individu worden beïnvloed door twee elementen uit de omgeving: 1) exogene signalen die circadiaanse ritmiek synchroniseren (bijv. blootstelling aan de licht-donkere cyclus) en 2) sociale eisen (bijv. school-Of werktijden, sociale activiteiten, betrokkenheid van de gemeenschap, gezinsverplichtingen en-routines, ouderschapspraktijken, enz.). De belangrijkste bijdrage van Ons model aan het model van Roenneberg is het voorstel dat de cirkelmaandklok, gesynchroniseerd door seizoensgebonden veranderingen in omgevingsfactoren (bijv. licht-donkercyclus), ook een belangrijke rol speelt in gezondheidsresultaten (bijv. de ontwikkeling van obesitas; Fig. 1). We stellen voor dat kinderen een gezond seizoensgebonden patroon van gewichtstoename en hoogtegroei vertonen dat wordt gecontroleerd door een cirkelvormige klok. Verder stellen we voor dat de zomervakantie-omgeving bevorderlijk is voor circadiaanse afwijkingen op basis van veranderingen in de sociale eisen die leiden tot een toename van de variabiliteit van slaap -, eet-en lichaamsbeweging patronen en het vergemakkelijken van versnelde gewichtstoename in de zomer. Hoewel de schoolvakantieschema ‘ s over de hele wereld variëren in timing en lengte, hebben veel landen een agrarische schoolkalender aangenomen die kinderen een zomervakantie van ongeveer 6-12 weken biedt, die meestal plaatsvindt tijdens de maanden juni tot en met augustus op het noordelijk halfrond en December tot en met februari op het zuidelijk halfrond. We veronderstellen dat het gelijktijdig optreden van de timing van de schoolvakantie (d.w.z., bevorderlijk zijn voor circadiane uitlijning) tijdens het seizoen waarin kinderen zijn voorbereid op gewichtstoename kan de circ-jaarlijkse groeipatronen van kinderen verstoren, wat bijdraagt aan versnelde gewichtstoename en de ontwikkeling van obesitas. Om onze theorie te ondersteunen, zullen we de literatuur over seizoensgebondenheid bij de mens, seizoensgroei bij kinderen en biologische mechanismen bekijken waardoor de circ-jaarlijkse klok en circadiaanse klok de timing en snelheid van de gewichtstoename van kinderen kunnen beïnvloeden.

de cirkelvormige klok

net als de dagelijkse circadiaanse ritmes worden de jaarlijkse ritmes deels beheerst door blootstelling aan de licht-donkere cyclus van de aarde als gevolg van de 23,5° kanteling van de aarde op haar as, haar dagelijkse rotatie, en de jaarlijkse baan rond de zon, alsmede door klimatologische weerpatronen . De effecten van deze kanteling zijn het duidelijkst te zien aan de extreme Polen. Rond de zomerzonnewende (dat wil zeggen, 21 juni), mensen die boven 66,5° N in de Arctische ervaring 24 H van zonlicht, terwijl regio ‘ s Onder 66,5 ° S ervaring 24 H van duisternis (dat wil zeggen., hun winter). Op breedtegraden dichter bij de evenaar is er minder verschil in daglengte gedurende het hele jaar. De tilt niet alleen van invloed op de Dag lengte, maar het vermogen van de zon om de aarde te verwarmen. Het opwarmeffect van de zon neemt toe in gebieden op de wereldbol die meer directe zonnestraling ontvangen op een bepaald moment van het jaar, wat ook samenvalt met een langere daglengte waardoor een langere opwarming en kortere afkoelingsperiode gedurende de nacht mogelijk is . De hoeveelheid daglicht die een bepaald gebied ontvangt, kan ook worden bepaald door klimatologische weerpatronen zoals regenachtige en droge seizoenen .

onder natuurlijke lichtomstandigheden (d.w.z. vrij van kunstlicht) vertonen volwassenen een 24-uurs slaap-waakritme dat reageert op seizoensveranderingen in de licht-donkercyclus . De SCN (dat wil zeggen, centrale klok) toont plasticiteit te coderen voor deze seizoensgebonden veranderingen in de lengte van het daglicht, het creëren van een interne weergave van de daglengte . Informatie over daglengte wordt gesignaleerd aan de pijnappelklier (d.w.z., gebied van de hersenen dat melatonine afgeeft) . De lengte van de melatonineafgifte, die de biologische nacht markeert, varieert per seizoen als reactie op veranderingen in de lengte van de donkere periode van de aarde . Een bi-oscillator model van circadiaanse Regulatie suggereert dat seizoensgebonden aanpassing aan de licht-donkere cyclus wordt vergemakkelijkt door twee oscillatoren, een ingetraind (dat wil zeggen, gesynchroniseerd met een omgeving cue zoals licht) via schemering, het regelen van het begin van melatonine en de andere ingetraind via dageraad regelen van de offset van melatonine . De aanwezigheid van twee oscillatoren kan individuele verschillen in reactie op seizoensgebonden veranderingen in de daglengte verklaren . Onder natuurlijke lichtomstandigheden waarbij de donkere periode in de winter veel langer is dan in de zomer, vertonen volwassenen in de winter een langere melatonineafgifte dan in de zomer. Wanneer volwassenen echter worden blootgesteld aan moderne lichtomstandigheden waarbij de donkere perioden minder variëren tussen de seizoenen, hebben zij een gebrek aan seizoensgebonden melatonine ritmes aangetoond , wat mogelijk een vorm van halfjaarlijkse verstoring is die belangrijke gevolgen voor de gezondheid kan hebben . Voor zover wij weten hebben geen studies circadiaanse entrainment onder natuurlijke en moderne lichtomstandigheden bij kinderen onderzocht. Als gevolg hiervan is het onduidelijk of kinderen niet seizoensgebonden zijn zoals volwassenen; we veronderstellen echter dat de overgang van de schoolomgeving naar de zomervakantie geassocieerd kan zijn met veranderingen in de blootstelling aan de licht-donkere cyclus die seizoensgebonden verandering naar de hersenen kan signaleren.Hoewel het niet duidelijk is of kinderen seizoensgebonden veranderingen in melatonine vertonen, zijn er aanwijzingen voor seizoensgebonden groei (d.w.z. lengte) en gewichtstoename, wat wijst op een endogeen groeiritme en gewichtstoename bij kinderen . Enkele recente studies hebben maandelijkse veranderingen in de groei onder kinderen onderzocht; echter, verschillende studies van de late jaren 1800 tot midden 1900 suggereren dat kinderen de neiging om hoogte te krijgen in de lente en vroege zomer en gewichtstoename in de late zomer en herfst . Uit een studie van blinde en ziende kinderen die in Zuid-Engeland wonen, bleek dat ziende kinderen tussen januari en juni een maximale toename in hoogte vertoonden, terwijl perioden van maximale groei van blinde kinderen gelijkmatig over het jaar waren verdeeld . Dit levert overtuigend bewijs dat seizoensgebonden variatie in licht-donker cyclus de groei bij kinderen kan voorspellen door de visuele codering van daglengte via de SCN (d.w.z., centrale klok). Andere studies hebben bevestigd dat de perioden van het jaar waarin de blootstelling aan licht overvloediger is, samenvallen met de toename van de lengte bij kinderen die worden gezien . Hoewel het effect van de licht-donkercyclus op de gewichtstoename niet experimenteel is getest, suggereren observationele studies die het gewicht op een regelmatige basis meten (d.w.z. vaker dan bi per jaar) dat maximale gewichtsverhogingen meestal optreden in de late zomer en herfst wanneer de dagen lang zijn, maar korter worden . Verder onderzoek naar seizoensgebonden groeipatronen bij kinderen op school en niet-schoolgaande kinderen heeft vergelijkbare patronen waargenomen, ongeacht de schoolstatus . Over het geheel genomen ondersteunen deze studies de potentiële rol van de cirkelvormige klok die wordt meegedragen door de seizoensgebonden variatie in licht en donker in de groeipatronen van kinderen.

versnelde gewichtstoename in de zomer

meer recente studies naar het tijdstip van toename van de body mass index van kinderen (d.w.z. BMI, een verhouding tussen lengte en gewicht) hebben ook een versnelde gewichtstoename waargenomen tijdens de zomer en vroege herfst.; echter, deze versnelde gewichtstoename is aangetoond bij te dragen aan verhoogde tarieven van obesitas tijdens de basisschool . Hoewel we uit onze eigen 5-jarige longitudinale studie concludeerden dat de obesogene buitenschoolse zomeromgeving de oorzaak was van deze bevindingen, liet ons studieontwerp ons niet toe om de invloed van cirkelvormige effecten op de groeipatronen van kinderen uit te sluiten . Stijgingen in lengte in de lente/vroege zomer en stijgingen in gewicht in de late zomer en vroege herfst suggereren behoud van BMI, tenzij de lengtegroei wordt vertraagd of de gewichtstoename wordt versneld. De consistente recente bevindingen van stijgingen van BMI tijdens de zomer die bijdragen tot verhoogde obesitas cijfers suggereren de mogelijke bijdrage van verstoringen aan normale circulaire groeipatronen. Aanvullende studies zijn nodig om deze hypothesen te testen om de potentiële interactie tussen de effecten van circannaire ritmes, circadiaanse verkeerde uitlijning, en traditionele energiebalans gerelateerd gedrag op de gewichtsstatus van kinderen te verduidelijken.

de biologie die ten grondslag ligt aan het verband tussen de circumjaarsklok en de seizoensgebonden gewichtstoename

het energieverbruik neemt af tijdens de slaap en als gevolg daarvan kan het contra-intuïtief lijken dat verkorting van de slaap of de biologische nacht tot gewichtstoename zou leiden . Nochtans, in mensen, wordt de biologische nacht gekenmerkt door hoge niveaus van melatonine die een rol in de timing van lipideoxidatie speelt (d.w.z., gebruik van energie die in vetweefsel wordt opgeslagen), en bruine vette thermogenese (d.w.z., de omzetting van vetzuren en glucose in hitte) . De biologische dag in mensen wordt gekenmerkt door de afwezigheid van melatonine, bijdragend aan processen betrokken bij koolhydraatmetabolisme die tot lipogenese (d.w.z., de verwezenlijking van lipiden) en opslag van energie als vet in de vette cel leiden . De yin en yang van de biologische dag en nacht bevordert de energiebalans. Melatonine synchroniseert de metabolische functie van de adipocyten voor hoge lipolyse (d.w.z., vet of lipide afbraak) tijdens de melatonine fase en hoge lipogenese (d.w.z., lipide creatie) tijdens de afwezigheid van melatonine . Melatonine synchroniseert ook de activering van wit vetweefsel . Onder Siberische hamsters die in de winter niet in gewicht toenemen, leidden korte winterachtige dagen tot een langere nachtelijke melatonineafgifte, met een grotere stimulatie van melatoninereceptoren in de voorhersenen, waardoor activering van wit vetweefsel plaatsvindt, resulterend in lipolyse en een afname van seizoensgebonden adipositeit . In tegenstelling tot mensen, hamsters zijn nachtdieren en dus melatonine release wordt geassocieerd met hun biologische dag wanneer het dier actief is en voedt. Melatonine-geïnduceerde bruining van wit vetweefsel (d.w.z., omzetting van wit vetweefsel in metabolisch meer actief beige of bruin vetweefsel) verhoogt energieverbruik door vetzuren en glucose om te zetten in warmte, waardoor hun thermogenic activiteit toeneemt, resulterend in gewichtsverlies . De grotere activering van wit vetweefsel toe te schrijven aan langere melatonine ritmes als gevolg van langere nachten tijdens de winter, kan verklaren waarom de kinderen neigen om niet gewicht in de winter te bereiken en snellere gewichtstoename tijdens de langere dagen van de zomer aan te tonen .

circadiaanse uitlijning en gewichtstoename

hoewel het exacte mechanisme waardoor chronodisruptie leidt tot gewichtstoename onbekend is, leidt chronodisruptie veroorzaakt door ploegenarbeid of sociale jetlag tot een vermindering van de productie van melatonine . Gezien de rol van melatonine in de energiebalans, kan circadiaanse verkeerde uitlijning belangrijke metabolische gevolgen hebben als gevolg van desynchronisatie van processen die betrokken zijn bij een optimale energiebalans . Bij mensen resulteerde zelfs kortdurende verkeerde uitlijning van circadiaanse ritmes met slaap/wake en snel/voergedrag in verhoogde postprandiale (d.w.z., na het eten) glucose en insuline, dalingen van leptine, en omgekeerd het cortisolritme zodat cortisol hoog was aan het begin van de slaap in plaats van bij het ontwaken, wat suggereert dat zelfs op korte termijn verkeerde uitlijning verstoring van ritmes met betrekking tot energiebalans kan veroorzaken .

naast de slaap kunnen zomerverschuivingen in eetpatronen en lichamelijke activiteit ook resulteren in circadiaanse uitlijning geassocieerd met verhoogde adipositeit, gemedieerd door het mislopen van gedragsritmes met endogene ritmes . Verkeerde afstemming van gedrag met endogene ritmes is geassocieerd met veranderingen in het metabolisme en de ontwikkeling van obesitas . Fysieke activiteit is aangetoond dat de circadiane klok vooruit, mogelijk omdat de oefening verhoogt de amplitude van de dag circadiane en homeostatische ritmes, zoals kern lichaamstemperatuur, opwinding, en slaap neiging, wat leidt tot een snellere accumulatie van slaapdruk (dat wil zeggen, de drang van het lichaam om te slapen die accumuleert als de hoeveelheid tijd wakker toeneemt), resulterend in eerdere slaap tijden . Zo zou een toename van de fysieke activiteit eerder bedtijd bij kinderen kunnen bevorderen. Fysieke activiteit kan ook van invloed zijn op de centrale klok door de blootstelling aan buitenlicht te maximaliseren , omdat de buitentijd wordt geassocieerd met verhoogde fysieke activiteit, wat de synchronisatie van interne klokken met de externe omgeving vergemakkelijkt. Bovendien is er groeiend bewijs dat voedsel perifere klokken zoals die van de lever, alvleesklier, en darm synchroniseert . Omdat de mensen een dagelijks ritme van glucosegebruik met efficiënter glucosegebruik in de ochtend vertonen toe te schrijven aan betere insulinegevoeligheid, gevolgd door slechtere glucosegebruik en insuline ongevoeligheid in de avond , het eten later op de dag resulteert in scherpe blootstelling aan hogere postprandiale bloedglucoseniveaus, met negatieve gevolgen die door de volgende ochtend aanhouden . Bovendien wordt een verkorte slaapduur geassocieerd met een verschuiving in melatonine ritmes, wat resulteert in hoge melatoninespiegels in de ochtend bij het ontwaken en het eten van de ochtendmaaltijd tijdens de biologische nacht , die een verkeerde uitlijning van de centrale en perifere klokken weerspiegelt. Langdurige dysregulatie van glucosespiegels kan leiden tot veranderingen in calorie-inname en opslag , die ook zijn toegeschreven aan een verkorte slaapduur, wat erop wijst dat de verkeerde timing van eten en slaap/waak patronen met endogene ritmes het risico op type 2 diabetes en mogelijk obesitas kan verhogen .

samenvatting van het voorgestelde conceptuele model

rekening houdend met deze bevindingen samen, presenteren we het conceptuele model geïllustreerd in Fig. 1. We stellen voor dat alle kinderen seizoensgebonden ritmiciteit vertonen in hun lengte-en gewichtsgroeipatronen die gesynchroniseerd worden door blootstelling aan de seizoensgebonden licht-donkere cyclus van de aarde. Een langere duur van melatonine secretie tijdens de winter nachten kan geassocieerd worden met een tragere gewichtstoename tijdens de winter, terwijl de versnelde gewichtstoename van kinderen tijdens de zomer kan te wijten zijn aan een kortere duur van melatonine secretie (d.w.z., als gevolg van kortere zomeravonden). Wij stellen voor dat grotere veranderingen in de sociale behoeften van kinderen tijdens de zomervakantie kunnen leiden tot latere en meer variabele bedtijden, grotere blootstelling aan kunstlicht ‘ s nachts, latere en meer variabele maaltijden en verminderde fysieke activiteit. Variabiliteit in deze kruisende dagelijkse ritmes kan bijdragen tot een afzwakking van de circadiane ritmiciteit die de hoeveelheid melatonine waaraan kinderen tijdens de zomer worden blootgesteld verder kan verminderen (d.w.z. circumjaarlijks ritme verstoring), dus bijdragen aan versnelde gewichtstoename op een manier die de ontwikkeling van overgewicht of obesitas tijdens de zomervakantie bevordert.

gebieden voor toekomstig onderzoek

hoewel er aanwijzingen zijn dat de groei van kinderen een seizoensgebonden patroon vertoont (met inbegrip van blootstelling aan de licht-donkercyclus) , is het belang van de cirkelmaandklok voor de groei van kinderen en meer in het algemeen, de menselijke gezondheid, relatief onbekend. Er is onderzoek nodig om de omgevingsinvloeden te bepalen die cirkelvormige ritmes bij volwassenen en kinderen synchroniseren (d.w.z. het verlengen of verkorten van de daglengte, het veranderen van de timing van zonsopkomst of zonsondergang, veranderingen in lichtintensiteit en temperatuur) en hoe circumjaarlijkse ritmes variëren tussen klimaten en geografische locaties. Het bestuderen van jaarlijkse ritmes bij mensen is moeilijk te wijten aan het onvermogen om mensen bloot te stellen aan experimenteel gecontroleerde lichtschema ‘ s voor een heel jaar. Nochtans, kan het mogelijk zijn om omgevingsinvloeden te manipuleren om saillant synchronizers van jaarlijkse ritmes in verschillende ontwikkelingsstadia te bepalen. Een studie toonde bijvoorbeeld aan dat lichttherapie tijdens de winter resulteerde in lengteverhogingen bij adolescente mannen tijdens dezelfde periode, een seizoen waarin lengteverhogingen meestal niet voorkomen . Soortgelijke studies kunnen worden uitgevoerd om gewichtstoename te onderzoeken. We zouden verwachten dat lichtdoostherapie zou resulteren in een verschuiving in het cirkeljaarsritme van groei gekenmerkt door een eerder tijdstip van verhoogde hoogtesnelheid gevolgd door een eerder begin van verhoogde weegsnelheid. Verder is veel van wat bekend is over menselijke seizoensgebondenheid en entrainment om natuurlijke en kunstmatige moderne verlichting is afkomstig van studies met volwassenen . Kinderen lijken gevoeliger te zijn voor blootstelling aan licht door transparantere ooglenzen en grotere pupillen . Daarom zijn studies nodig om te begrijpen hoe de circadiaanse systemen van kinderen, en in het bijzonder de melatonine ritmes reageren onder natuurlijke lichtomstandigheden (d.w.z. kamperen) en moderne lichtomstandigheden over seizoenen, geografische locaties en in school-en zomervakantieomgevingen. Omdat kinderen gevoeliger zijn voor de effecten van licht , kunnen ze misschien een circumjaarsritme behouden, zelfs als volwassenen dat niet doen. Ook de aard van de school en de schoolvakantie omgeving kan verschillen genoeg van de typische volwassen kantoormedewerker dat het hun cirkelvormige ritmes op onbekende manieren kan beïnvloeden. Hoewel het niet duidelijk is hoe de moderne verlichtingsomgeving de groei van kinderen beïnvloedt, suggereren recente studies dat de huidige omgeving bevorderlijk is voor versnelde gewichtstoename in de zomer, wat op zijn beurt bijdraagt aan hoge percentages van obesitas bij kinderen.Om na te gaan in welke mate versnelde verhogingen van BMI tijdens de zomer verband houden met circadiaanse en / of circadiaanse invloeden, zouden experimentele laboratoriumstudies ideaal zijn. Er zijn echter veel praktische en ethische overwegingen die de haalbaarheid ervan bij kinderen kunnen beperken. Aldus, kunnen dierlijke modellen worden gebruikt om aspecten van onze hypothese zoals de invloed van circadiaanse misalignment op seizoensgebonden gewichtstoename te testen. Observationele studies die de slaap, lichaamsbeweging, eetpatronen, blootstelling aan licht en groei van kinderen meten op maandelijkse basis en over geografische locaties en culturen heen, kunnen verbanden tussen deze factoren onderzoeken. Observationele studies zouden instrumenteel zijn in het onderzoeken of circumjaarlijkse ritmes in de groei van kinderen verschillen per geslacht, etniciteit, leeftijd, en pubertale status. Dergelijk onderzoek kan leiden tot belangrijke ontdekkingen betreffende de etiologie van gezonde groei en obesitas bij kinderen, evenals effectievere interventiehulpmiddelen.

inderdaad, zomerse gewichtstoename is niet waargenomen bij alle kinderen en kritieke individuele factoren blijven slecht begrepen. Het is mogelijk dat de effecten van de melatonineduur op de groei uitsluitend worden gemedieerd door de circadiane klokken; dit is echter nog niet onderzocht. Ten slotte is onze theorie van de gewichtstoename in de zomer niet bedoeld om de centrale rol van voeding en lichaamsbeweging te vervangen, maar stelt aanvullende elementen voor om veranderingen in gewicht te begrijpen die niet uitsluitend worden veroorzaakt door een toename of afname van dieet en lichaamsbeweging.

implicaties voor de preventie en behandeling van obesitas bij kinderen

circadiaanse en halfjaarlijkse afwijkingen veroorzaakt door veranderingen in de timing van blootstelling aan licht, slaap/waak schema ‘ s en eetpatronen lijken kritieke factoren te zijn voor ongezonde gewichtstoename . Interventies ter voorkoming van obesitas gericht op de buitenschoolse zomervakantie kunnen daarom baat hebben bij het bevorderen van een optimale circadiaanse gezondheid tijdens de zomer door het aanmoedigen van consistente slaap timing op beide geplande (bijv. school) en vrije dagen, optimale duur van de slaap, het beperken van de blootstelling aan kunstlicht in de avond , het stimuleren van de blootstelling aan licht tijdens de dag, met name in de ochtend , het stimuleren van lichamelijke activiteit (om ‘ s avonds vermoeidheid te verbeteren) , het bevorderen van een nacht vasten door het beperken van voedselinname in de avond , en het handhaven van consistente maaltijdpatronen . Het is mogelijk dat gedragsveranderingen met betrekking tot blootstelling aan verlichting acceptabeler of gemakkelijker kunnen worden uitgevoerd dan aanbevelingen om de calorie-inname te verminderen en de fysieke activiteit te verhogen, waardoor de snelheid van interventie therapietrouw toeneemt.