Potențiale contribuții ale ritmului circadian și circanual la epidemia de obezitate la copiii de vârstă școlară elementară / International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity

studiile care examinează tendințele sezoniere ale creșterii în greutate în rândul copiilor au constatat că în SUA și Japonia, anul școlar promovează îmbunătățiri ale stării de greutate (adică scăderi ale indicelui de masă corporală (IMC), în timp ce copiii își cresc IMC în timpul vacanței de vară de la școală . Datele noastre colectate pe parcursul a 5 ani de școală elementară au arătat că nu toți copiii care prezintă creștere accelerată în greutate în timpul vacanței de vară dezvoltă supraponderalitate sau obezitate; cu toate acestea, aproximativ 18% dintre copii încep să treacă de la o greutate sănătoasă la un statut supraponderal sau obez în timpul școlii elementare, cele mai multe creșteri apar în timpul verii . Nouă la sută au arătat dovezi ale acestei tranziții în timpul vacanței de vară după grădiniță, în timp ce alți 9% au început în timpul vacanței de vară după clasa a 2-a, creând o fereastră clară pentru eforturile de prevenire în timpul școlii elementare timpurii. Creșterea sezonieră în greutate, determinată de schimbările circanuale ale mediului (adică modificări ale lungimii și calendarului zilei și temperaturii pe parcursul unui an) este comună în regnul animal, unde conferă avantaj evolutiv, prin pregătire pentru iarnă sau reproducere . Indiferent dacă creșterea în greutate sezonieră a oferit sau nu avantaj oamenilor preindustrializați, aceasta conferă în prezent un dezavantaj evolutiv, contribuind la creșterea ratelor de supraponderalitate și obezitate .

abordările tradiționale pentru explicarea fluctuațiilor sezoniere ale creșterii în greutate s-au concentrat pe diferențele dintre obiceiurile alimentare și activitatea fizică în timpul orelor școlare și în afara școlii (adică zilele școlare și weekendul sau vacanțele școlare) . Ipoteza zilelor structurate explică creșterea accelerată în greutate de vară utilizând teoria economică comportamentală pentru a înțelege modul în care copiii iau decizii cu privire la alocările lor de utilizare a timpului în ceea ce privește comportamentele legate de echilibrul energetic în zilele structurate (adică zilele școlare) versus zilele nestructurate (adică., zile libere când copiii nu sunt la școală, cum ar fi weekendul sau vacanțele școlare). Această ipoteză PROPUNE că structura oferită de anul școlar susține o greutate sănătoasă prin oportunități obligatorii de activitate fizică, acces reglementat la o dietă sănătoasă echilibrată, timp limitat pentru activități sedentare în afara școlii și timpi de culcare și de veghe consistenți, mai devreme . În absența unor structuri similare în timpul vacanței de vară, copiii au o autonomie mai mare în ceea ce privește deciziile legate de comportamentele de echilibru energetic, care pot include optarea pentru sedentarism față de o activitate fizică mai intensă, alimente mai calorice și mai puțin dense din punct de vedere nutrițional și mai târziu orele de culcare și orele de veghe . Implicit în această teorie este că copiii sunt în esență hedoniști și, atunci când li se oferă ocazia, optează pentru opțiuni mai puțin sănătoase. Drept urmare, intervențiile tipice de prevenire a obezității s-au concentrat pe ajutarea copiilor să facă alegeri mai bune în cadrul constrângerilor de mediu/sociale. Un accent aproape exclusiv pe controlul volitiv, bazat pe un model simplu de echilibru energetic al obezității, nu a reușit să avanseze înțelegerea potențialelor cauze biologice și circanuale ale creșterii în greutate . Această lucrare explorează rolul cauzelor cronobiologice ale creșterii sezoniere în greutate la copii și identifică potențiale strategii comportamentale pentru a atenua aceste influențe. Procedând astfel, luăm o perspectivă mai largă asupra sistemelor biologice umane, examinând interdependența comportamentului, cerințele sociale (adică., calendarul social care rezultă din cerințe precum programele școlare sau de lucru, activitățile sociale, implicarea comunității, obligațiile și rutinele familiale, practicile parentale etc.), Ceasuri circadiene și circanuale și metabolism pentru a lua în considerare mecanismele potențiale prin care nealinierea acestor modele zilnice și anuale poate contribui la obezitate la copii. Progresele în științele biologice trebuie să informeze științele comportamentale, astfel încât să se poată face progrese complementare paralele.

Cronobiologie, se referă la studiul ritmurilor biologice care apar într-o manieră ciclică sau periodică, oferind organizare temporală proceselor fiziologice (de exemplu, metabolism) cu ieșiri comportamentale ale sistemului circadian (de exemplu, somn/trezire, mânca/repede) . Ritmurile circadiene (adică ciclurile zilnice ale ritmurilor interne) apar în cicluri de aproximativ 24,2 ore, în medie, și sunt antrenate sau sincronizate în principal prin expunerea la ciclul lumină-întuneric de 24 de ore al pământului. Deoarece ciclul nostru circadian este puțin mai lung de 24 de ore, este necesară o intrare consistentă din ciclul lumină-întuneric pentru a menține o zi de 24 de ore. Ceasurile corpului sunt localizate în celule, țesuturi și organe în tot corpul și sunt organizate într-o manieră ierarhică. În partea de sus a ierarhiei se află ceasul central cunoscut sub numele de nucleu suprachiasmatic (SCN) . SCN este antrenat în primul rând de intrări din ciclul lumină-întuneric . Similar cu un dirijor de orchestră, SCN folosește intrările din ciclul lumină-întuneric pentru a determina ora din zi și a impune ordinea temporală funcționării fiziologice a corpului prin trimiterea de semnale de cronometrare către instrumentele corpului sau ceasurile periferice situate în întregul sistem nervos central și corp, cum ar fi ficatul, pancreasul, mușchiul și țesutul adipos (adică grăsimea) . Ceasurile periferice din organism controlează procesele fiziologice (de exemplu, metabolismul, temperatura corpului, secreția hormonală și răspunsurile imune) . Somnul, activitatea fizică și modelele alimentare sunt ieșiri comportamentale ale ceasului circadian. Momentul consumului de alimente antrenează sau sincronizează ceasurile periferice ale corpului și , ca urmare, modificările obiceiurilor alimentare (de exemplu, consumul târziu noaptea) pot duce la nealinierea ceasurilor centrale și periferice. Funcționarea optimă depinde de alinierea corectă între ciclul lumină-întuneric, ceasul circadian central (adică SCN), ceasurile Periferice și ieșirile comportamentale (de exemplu, somn, mâncare, activitate) . Jet lag-ul Social este un exemplu de aliniere circadiană cronică care rezultă atunci când cererile sociale (de exemplu, munca sau școala) impun indivizilor să trăiască într-un program care nu este optim pentru ritmurile lor interne, ceea ce face dificilă adormirea și trezirea la orele prescrise social pentru școală sau muncă. Acest lucru are ca rezultat o nevoie de somn nesatisfăcută și o datorie de somn acumulată în zilele de școală sau de muncă (adică, jet lag social). În zilele cu mai puține obligații (de exemplu, zilele de weekend), indivizii compensează trezindu-se mai târziu, ceea ce poate introduce mai multă variabilitate în momentul meselor, somnului și tiparelor de activitate. Nealinierea rezultată între ceasurile centrale și periferice ale corpului duce la rezultate negative asupra sănătății, cum ar fi obezitatea, diabetul de tip 2, bolile cardiovasculare și cancerul .

există tot mai multe dovezi că nealinierea circadiană este implicată în creșterea în greutate și dezvoltarea obezității . Experimentele pe animale au demonstrat că hrănirea necorespunzătoare (de exemplu , mâncarea în timpul nopții biologice), o dietă bogată în grăsimi , jet lag și munca în schimburi perturbă alinierea circadiană și duc la creșterea în greutate. În rândul oamenilor, dovezile privind asocierea dintre nealinierea circadiană și obezitate provin în principal din studii observaționale. De exemplu, munca în schimburi este asociată cu un risc crescut de obezitate, diabet de tip 2, sindrom metabolic și boli cardiovasculare la adulți, în special lucrătorii în schimburi pe termen lung . Jet lag-ul Social a fost, de asemenea, asociat cu obezitatea la adulți, precum și la adolescenți și copii . Sindromul de alimentație nocturnă, o tulburare alimentară care implică consumul a 25% sau mai mult din caloriile zilnice după masa de seară, a fost asociat cu un risc crescut de obezitate și modificări ale calendarului și amplitudinii hormonilor metabolici, cum ar fi glucoza, insulina, ghrelina și leptina la adulți . În cele din urmă, o asociere între întârzierea mesei și creșterea în greutate sau obezitatea a fost observată în studiile observaționale la adulți și copii . În plus, s-a demonstrat că calendarul târziu al mesei afectează rezultatele pierderii în greutate în intervențiile de tratament pentru obezitate .

baza teoretică a modelului ritmului circadian și circanual de creștere accelerată în greutate de vară
ceasul circanual
creștere accelerată în greutate în timpul verii
biologia care stă la baza asocierii dintre ceasul circanual și creșterea sezonieră în greutate
nealinierea circadiană și creșterea în greutate
Rezumatul modelului conceptual propus
domenii de cercetare viitoare
implicații pentru prevenirea și tratamentul obezității infantile

baza teoretică a modelului ritmului circadian și circanual de creștere accelerată în greutate de vară

Roenneberg a dezvoltat un model cuprinzător privind rolul nealinierii circadiene în dezvoltarea obezității și a altor condiții de sănătate în care ilustrează interdependența ceasului circadian, comportamentul și sănătatea . Acești factori intraindividuali din interiorul individului sunt influențați de două elemente din mediu: 1) Indicii exogene care sincronizează ritmicitatea circadiană (de exemplu, expunerea la ciclul lumină-întuneric) și 2) cerințe sociale (de ex., orele școlare sau de lucru, activitățile sociale, implicarea comunității, obligațiile și rutinele familiale, practicile parentale etc.). Contribuția majoră a modelului nostru la modelul lui Roenneberg este propunerea că ceasul circanual, sincronizat de schimbările sezoniere ale indicilor de mediu (de exemplu, ciclul lumină-întuneric), joacă, de asemenea, un rol important în rezultatele sănătății (de exemplu, dezvoltarea obezității; Fig. 1). Propunem ca copiii să prezinte un model sezonier sănătos de creștere în greutate și creștere a înălțimii, care este controlat de un ceas circanual. Mai mult, propunem ca mediul de vacanță de vară să conducă la nealinierea circadiană bazată pe schimbările cerințelor sociale care duc la creșterea variabilității somnului, a alimentației și a modelelor de activitate fizică și facilitarea creșterii accelerate în greutate de vară. În timp ce programele de vacanță școlară variază în ceea ce privește calendarul și lungimea în întreaga lume, multe țări au adoptat un calendar școlar agrar care oferă copiilor o vacanță de vară de aproximativ 6-12 săptămâni, care apare de obicei în lunile iunie-August în emisfera nordică și decembrie-februarie în emisfera sudică. Presupunem că co-apariția calendarului vacanței școlare (adică., propice alinierii circadiene) în timpul sezonului în care copiii sunt pregătiți pentru creșterea în greutate pot perturba modelele de creștere circanuală a copiilor, contribuind la creșterea accelerată în greutate și la dezvoltarea obezității. Pentru a susține teoria noastră, vom revizui literatura de specialitate cu privire la sezonalitatea la om, creșterea sezonieră la copii și mecanismele biologice prin care ceasul circanual și ceasul circadian pot afecta calendarul și viteza creșterii în greutate a copiilor.

ceasul circanual

Similar ritmurilor circadiene zilnice, ritmurile anuale sunt controlate parțial prin expunerea la ciclul lumină-întuneric al pământului rezultat din înclinarea Pământului de 23,5 centimi pe axa sa, rotația sa zilnică și orbita anuală în jurul soarelui, precum și din modelele meteorologice climatice . Efectele acestei înclinări sunt văzute cel mai clar la polii extreme. În jurul solstițiului de vară (de exemplu, 21 iunie), persoanele care trăiesc peste 66,5 centimetrii N în Arctica experimentează 24 de ore de lumină solară, în timp ce regiunile sub 66,5 centimetrii experimentează 24 de ore de întuneric (de exemplu., iarna lor). La latitudini mai apropiate de Ecuator, există o diferență mai mică în lungimea zilei pe tot parcursul anului. Înclinarea afectează nu numai lungimea zilei, ci și capacitatea soarelui de a încălzi pământul. Efectul de încălzire al soarelui este crescut în zonele globului care primesc mai multă radiație solară directă în orice moment al anului, care coincide, de asemenea, cu o lungime mai mare a zilei, permițând o încălzire mai lungă și o perioadă de răcire mai scurtă în timpul nopții . Cantitatea de lumină naturală pe care o primește o anumită zonă poate fi, de asemenea, determinată de modelele meteorologice climatice, cum ar fi anotimpurile ploioase și uscate .

în condiții de iluminare naturală (adică fără iluminare artificială), adulții prezintă un ritm de somn-veghe de 24 de ore care răspunde la schimbările sezoniere din ciclul lumină-întuneric . SCN (adică ceasul central) demonstrează plasticitatea pentru a codifica aceste schimbări sezoniere în lungimea luminii de zi, creând o reprezentare internă a lungimii zilei . Informații despre lungimea zilei este semnalat la glanda pineală (adică, zona a creierului care elibereaza melatonina) . Durata eliberării melatoninei, marcând noaptea biologică, variază sezonier ca răspuns la modificările lungimii perioadei întunecate a Pământului . Un model bi-oscilator de reglare circadiană sugerează că adaptarea sezonieră la ciclul lumină-întuneric este facilitată de doi oscilatori, unul antrenat (adică sincronizat cu un indiciu de mediu, cum ar fi lumina) prin amurg, controlând debutul melatoninei și celălalt antrenat prin zori controlând compensarea melatoninei . Prezența a două oscilatoare poate explica diferențele individuale ca răspuns la modificările sezoniere ale duratei zilei . În condiții de iluminare naturală în care perioada întunecată este mult mai lungă iarna în comparație cu vara, adulții prezintă o eliberare mai lungă de melatonină iarna în comparație cu vara. Cu toate acestea, atunci când sunt expuși la condiții moderne de iluminare în care perioadele întunecate variază mai puțin de-a lungul anotimpurilor , adulții au demonstrat o lipsă de sezonalitate în ritmurile lor de melatonină, reprezentând eventual o formă de perturbare circanuală care poate avea consecințe importante asupra sănătății . Din cunoștințele noastre, niciun studiu nu a examinat antrenarea circadiană în condiții naturale și moderne de iluminare la copii. Ca urmare, nu este clar dacă copiii nu au sezonalitate ca adulții; cu toate acestea, presupunem că tranziția de la mediul școlar la vacanța de vară poate fi asociată cu modificări ale expunerii la ciclul lumină-întuneric, care pot semnala schimbări sezoniere ale creierului.

deși nu este clar dacă copiii prezintă modificări sezoniere ale melatoninei, există dovezi de sezonalitate în creșterea lor (adică înălțimea) și creșterea în greutate, sugerând un ritm endogen de creștere și creștere în greutate la copii . Puține studii recente au examinat modificările lunare ale creșterii în rândul copiilor; cu toate acestea, mai multe studii de la sfârșitul anilor 1800 până la mijlocul anilor 1900 sugerează că copiii au avut tendința de a câștiga înălțime primăvara și începutul verii și de a se îngrășa la sfârșitul verii și toamna . Un studiu al copiilor nevăzători și cu deficiențe de vedere care trăiesc în sudul Angliei a constatat că copiii cu deficiențe de vedere au demonstrat câștiguri maxime în înălțime între ianuarie și iunie, în timp ce perioadele de creștere maximă la copiii nevăzători au fost distribuite uniform pe tot parcursul anului . Acest lucru oferă dovezi convingătoare că variația sezonieră a ciclului lumină-întuneric poate prezice creșterea la copii prin codificarea vizuală a lungimii zilei prin SCN (adică., ceas central). Alte studii au confirmat că perioadele din an în care expunerea la lumină este mai abundentă coincid cu creșterea înălțimii în rândul copiilor cu vedere . În timp ce efectul ciclului lumină-întuneric asupra creșterii în greutate nu a fost testat experimental, studiile observaționale care măsoară greutatea în mod regulat (adică mai frecvent decât de două ori pe an) sugerează că creșterile maxime ale greutății tind să apară la sfârșitul verii și toamna, când zilele sunt lungi, dar se scurtează . Studii suplimentare care examinează modelele sezoniere de creștere în rândul copiilor din școală și al celor care nu frecventează școala au observat modele similare, indiferent de statutul școlar . În general, aceste studii susțin rolul potențial al ceasului circanual antrenat de variația sezonieră a luminii și întunericului în modelele de creștere ale copiilor.

creștere accelerată în greutate în timpul verii

studii mai recente care examinează momentul creșterii indicelui de masă corporală a copiilor (adică IMC, un raport între înălțime și greutate) au observat, de asemenea, creșterea accelerată în greutate în timpul verii și la începutul toamnei; cu toate acestea, s-a demonstrat că această creștere accelerată în greutate contribuie la creșterea ratelor de obezitate în timpul școlii elementare . În timp ce am concluzionat din propriul nostru studiu longitudinal de 5 ani că mediul de vară din școală a fost de vină pentru aceste constatări, designul studiului nostru nu ne-a permis să excludem influența efectelor circanuale asupra modelelor de creștere ale copiilor . Creșterea înălțimii primăvara / începutul verii și creșterea greutății la sfârșitul verii și începutul toamnei sugerează menținerea IMC, cu excepția cazului în care creșterea în înălțime este întârziată sau creșterea în greutate este accelerată. Constatările recente consistente ale creșterii IMC în timpul verii care contribuie la creșterea ratelor de obezitate sugerează contribuția potențială a întreruperilor la modelele normale de creștere circanuală. Sunt necesare studii suplimentare pentru a testa aceste ipoteze pentru a clarifica interacțiunea potențială dintre efectele ritmurilor circanuale, nealinierea circadiană și comportamentele tradiționale legate de echilibrul energetic asupra stării de greutate a copiilor.

biologia care stă la baza asocierii dintre ceasul circanual și creșterea sezonieră în greutate

cheltuielile de energie scad în timpul somnului și, ca urmare, poate părea contraintuitiv că scurtarea somnului sau a nopții biologice ar duce la creșterea în greutate . Cu toate acestea, la om, noaptea biologică este caracterizată de niveluri ridicate de melatonină care joacă un rol în momentul oxidării lipidelor (adică utilizarea energiei stocate în țesutul adipos) și termogeneza grăsimilor brune (adică conversia acizilor grași și a glucozei în căldură) . Ziua biologică la om se caracterizează prin absența melatoninei, contribuind la procesele implicate în metabolismul carbohidraților care duc la lipogeneză (adică crearea lipidelor) și stocarea energiei sub formă de grăsime în celula grasă . Yin și yang din ziua și noaptea biologică promovează echilibrul energetic. Melatonina sincronizează funcția metabolică a adipocitelor pentru lipoliză ridicată (adică descompunerea grăsimilor sau lipidelor) în timpul fazei de melatonină și lipogeneză ridicată (adică crearea lipidelor) în timpul absenței melatoninei . Melatonina sincronizează, de asemenea, activarea țesutului adipos alb . Printre hamsterii siberieni care nu se îngrașă iarna, zilele scurte de iarnă au dus la eliberarea nocturnă mai lungă a melatoninei, cu o stimulare mai mare a receptorilor de melatonină din creierul anterior, implicând astfel activarea țesutului adipos alb, rezultând lipoliza și o scădere a adipozității sezoniere . Spre deosebire de oameni, hamsterii sunt animale nocturne și, prin urmare, eliberarea melatoninei este asociată cu ziua lor biologică când animalul este activ și se hrănește. Rumenirea indusă de melatonină a țesutului adipos alb (adică., conversia țesutului adipos alb în țesut adipos bej sau maro mai activ metabolic) crește cheltuielile de energie prin transformarea acizilor grași și a glucozei în căldură, crescând astfel activitatea lor termogenă, ducând la pierderea în greutate . O activare mai mare a țesutului adipos alb datorită ritmurilor mai lungi de melatonină rezultate din nopțile mai lungi în timpul iernii, poate explica de ce copiii tind să nu se îngrașe în timpul iernii și să demonstreze o creștere mai rapidă în greutate în zilele mai lungi de vară .

nealinierea circadiană și creșterea în greutate

deși mecanismul exact prin care cronodisupția duce la creșterea în greutate nu este cunoscut, cronodisupția cauzată de munca în schimburi sau de jet lag social are ca rezultat reducerea producției de melatonină . Având în vedere rolul melatoninei în echilibrul energetic, nealinierea circadiană poate avea consecințe metabolice importante datorită desincronizării proceselor implicate în echilibrul energetic optim . În rândul oamenilor, chiar și nealinierea pe termen scurt a ritmurilor circadiene cu somn/trezire și comportamente rapide/alimentare a dus la creșterea postprandială (adică., după ce a mâncat) glucoza și insulina, scade leptina și a inversat ritmul cortizolului, astfel încât cortizolul a fost ridicat la începutul somnului în loc de la trezire, sugerând că chiar și nealinierea pe termen scurt poate provoca perturbarea ritmurilor legate de echilibrul energetic .

în plus față de somn, schimbările de vară în modelele alimentare și activitatea fizică pot duce, de asemenea, la nealinierea circadiană asociată cu adipozitatea crescută, mediată de mistificarea ritmurilor comportamentale cu ritmuri endogene . Nealinierea comportamentului cu ritmurile endogene a fost asociată cu modificări ale metabolismului și dezvoltării obezității . S-a demonstrat că activitatea fizică avansează ceasul circadian, posibil deoarece exercițiile fizice măresc amplitudinea ritmurilor circadiene și homeostatice din timpul zilei, cum ar fi temperatura corpului de bază, excitația și tendința de somn, ducând la o acumulare mai rapidă a presiunii somnului (adică dorința organismului de a dormi care se acumulează pe măsură ce crește timpul treaz), rezultând timpi de somn mai devreme . Astfel, creșterea activității fizice ar putea promova orele de culcare mai devreme la copii. Activitatea fizică poate afecta , de asemenea, ceasul central prin maximizarea expunerii la lumină în aer liber, deoarece timpul în aer liber este asociat cu o activitate fizică crescută, ceea ce facilitează sincronizarea ceasurilor interne cu mediul extern. În plus, există tot mai multe dovezi că alimentele sincronizează ceasurile periferice, cum ar fi cele ale ficatului, pancreasului și intestinului . Deoarece oamenii prezintă un ritm zilnic de utilizare a glucozei cu o utilizare mai eficientă a glucozei dimineața datorită sensibilității îmbunătățite la insulină, urmată de o utilizare mai slabă a glucozei și insensibilitate la insulină seara , consumul mai târziu în timpul zilei are ca rezultat expunerea acută la niveluri mai mari de glucoză din sânge postprandial, cu efecte negative persistând în dimineața următoare . În plus, durata scurtă a somnului este asociată cu o schimbare a ritmurilor de melatonină , rezultând niveluri ridicate de melatonină dimineața la trezire și consumarea mesei de dimineață în timpul nopții biologice, ceea ce reflectă nealinierea ceasurilor centrale și periferice. Dereglarea pe termen lung a nivelurilor de glucoză poate duce la modificări ale aportului și stocării calorice , care au fost, de asemenea, atribuite duratei scurte a somnului, sugerând că sincronizarea greșită a alimentației și a modelelor de somn/trezire cu ritmuri endogene poate crește riscul de diabet de tip 2 și, eventual, obezitate .

Rezumatul modelului conceptual propus

având în vedere toate aceste constatări, prezentăm modelul conceptual ilustrat în Fig. 1. Propunem ca toți copiii să prezinte ritmicitate sezonieră în modelele lor de creștere a înălțimii și greutății, care sunt sincronizate prin expunerea la ciclul sezonier lumină-întuneric al pământului. O durată mai lungă a secreției de melatonină în timpul nopților de iarnă poate fi asociată cu o creștere mai lentă în greutate în timpul iernii, în timp ce creșterea accelerată în greutate a copiilor în timpul verii se poate datora unei durate mai scurte a secreției de melatonină (adică., din cauza nopților de vară mai scurte). Propunem ca schimbările mai mari ale cerințelor sociale ale copiilor în timpul vacanței de vară să conducă la ore de culcare mai târzii și mai variabile, la o expunere mai mare la iluminatul artificial noaptea, la ore de masă mai târzii și mai variabile și la o activitate fizică redusă. Variabilitatea acestor ritmuri zilnice care se intersectează poate contribui la o diminuare a ritmicității circadiene, care poate reduce și mai mult cantitatea de melatonină la care sunt expuși copiii în timpul verii (adică. perturbarea ritmului circanual), contribuind astfel la creșterea accelerată în greutate într-o manieră care promovează dezvoltarea excesului de greutate sau a obezității în timpul vacanței de vară.

domenii de cercetare viitoare

deși există dovezi că creșterea copiilor prezintă un model sezonier (antrenat de expunerea la ciclul lumină-întuneric) , importanța ceasului circanual pentru creșterea copiilor și, în general, pentru sănătatea umană, este relativ necunoscută. Sunt necesare cercetări pentru a determina indicii de mediu care sincronizează ritmurile circanuale la adulți și copii (adică., prelungirea sau scurtarea duratei zilei, schimbarea momentului răsăritului sau Apusului, modificări ale intensității și temperaturii luminii) și modul în care ritmurile circanuale variază în funcție de climă și locații geografice. Studierea ritmurilor anuale la om este dificilă din cauza incapacității de a expune oamenii la programe de lumină controlate experimental pentru un an întreg. Cu toate acestea, poate fi posibil să se manipuleze indicii de mediu pentru a determina sincronizatoare importante ale ritmurilor anuale în diferite stadii de dezvoltare. De exemplu, un studiu a stabilit că terapia cu lumină în timpul iernii a dus la creșterea înălțimii în rândul bărbaților adolescenți în aceeași perioadă, un sezon în care creșterea în înălțime nu are loc de obicei . Studii similare ar putea fi efectuate pentru a examina creșterea în greutate. Am anticipa că terapia cu cutie de lumină ar avea ca rezultat o schimbare a ritmului circanual de creștere marcat de calendarul anterior al vitezei crescute a înălțimii, urmat de debutul mai devreme al vitezei crescute de cântărire. Mai mult, o mare parte din ceea ce se știe despre sezonalitatea umană și antrenarea la iluminatul modern natural și artificial a venit din studii cu adulți . Copiii par a fi mai sensibili la expunerea la lumină datorită lentilelor oculare mai transparente și a elevilor mai mari . Drept urmare, sunt necesare studii pentru a înțelege modul în care sistemele circadiene ale copiilor și, în special, ritmurile melatoninei răspund în condiții de iluminare naturală (adică camping) și condiții moderne de iluminare în Anotimpuri, locații geografice și în mediile școlare și de vacanță de vară. Deoarece copiii sunt mai sensibili la efectele luminii , ei pot fi capabili să mențină un ritm circanual chiar și atunci când adulții nu. De asemenea, natura mediului școlar și de vacanță școlară poate fi suficient de diferită de lucrătorul tipic de birou pentru adulți, încât poate afecta ritmurile lor circanuale în moduri necunoscute. Deși nu este clar modul în care mediul modern de iluminat afectează creșterea copiilor, studii recente sugerează că mediul actual este favorabil creșterii accelerate în greutate de vară, contribuind la rândul său la rate ridicate de obezitate a copiilor.

pentru a examina gradul în care creșterile accelerate ale IMC în timpul verii sunt legate de influențele circadiene și / sau circanuale, studiile experimentale bazate pe laborator ar fi ideale. Cu toate acestea, există multe considerente practice și etice care pot limita fezabilitatea lor în rândul copiilor. Astfel, modelele animale pot fi utilizate pentru a testa aspecte ale ipotezei noastre, cum ar fi influența nealinierii circadiene asupra creșterii sezoniere în greutate. Studiile observaționale care măsoară somnul copiilor, activitatea fizică, modelele alimentare, expunerea la lumină și creșterea lunară și în locații geografice și culturi ar putea explora asocieri între acești factori. Studiile observaționale ar fi esențiale pentru a examina dacă ritmurile circanuale în creșterea copiilor diferă în funcție de sex, etnie, vârstă și statutul pubertal. Astfel de cercetări pot duce la descoperiri importante privind etiologia creșterii sănătoase și a obezității la copii, precum și instrumente de intervenție mai eficiente.

într-adevăr, creșterea în greutate de vară nu a fost observată la toți copiii, iar factorii individuali critici rămân slab înțeleși. Este posibil ca efectele duratei melatoninei asupra creșterii să fie mediate exclusiv de ceasurile circadiene; cu toate acestea, acest lucru nu a fost încă examinat. În cele din urmă, teoria noastră despre creșterea în greutate de vară nu este menită să înlocuiască rolul central al dietei și al activității fizice, ci propune elemente suplimentare pentru înțelegerea modificărilor în greutate care nu sunt contabilizate doar de creșteri sau scăderi volitive ale dietei și activității fizice.

implicații pentru prevenirea și tratamentul obezității infantile

nealinierea circadiană și circanuală cauzată de modificările în momentul expunerii la lumină, programele de somn/trezire și modelele alimentare par a fi factori critici pentru creșterea în greutate nesănătoasă . Intervențiile de prevenire a obezității comportamentale care vizează mediul de vacanță de vară în afara școlii pot beneficia, prin urmare, de promovarea unei sănătăți circadiene optime în timpul verii, încurajând calendarul consecvent al somnului pe ambele programate (de ex. durata optimă a somnului, limitarea expunerii la lumina artificială seara , încurajarea expunerii la lumină în timpul zilei, în special dimineața , încurajarea activității fizice (pentru a spori oboseala de seară) , promovarea unui post peste noapte prin limitarea aportului alimentar seara și menținerea unor modele consistente de masă . Este posibil ca modificările comportamentale legate de expunerea la iluminare să fie mai acceptabile sau ușor de implementat decât recomandările pentru reducerea aportului caloric și creșterea activității fizice, crescând astfel ratele de aderență la intervenție.

potențiale contribuții ale ritmului circadian și circanual la epidemia de obezitate la copiii de vârstă școlară elementară