potentiella cirkadiska och circannual rytmbidrag till fetmaepidemin hos barn i grundskolåldern

studier som undersöker säsongsmässiga trender i viktökning bland barn har funnit att skolåret i USA och Japan främjar förbättringar i viktstatus (dvs. minskningar i kroppsmassindex (BMI), medan barn ökar sitt BMI under sommarsemestern från skolan . Våra data som samlats in över 5 års grundskola avslöjade att inte alla barn som uppvisar accelererad viktökning under sommarsemestern utvecklar övervikt eller fetma; emellertid börjar cirka 18% av barnen övergå från en hälsosam vikt till en överviktig eller överviktig status under grundskolan, med de flesta ökningar som inträffar under sommaren . Nio procent visade bevis på denna övergång under sommarsemestern efter dagis medan ytterligare 9% började under sommarsemestern efter 2: a klass, vilket skapade ett tydligt fönster för förebyggande insatser under tidig grundskola. Säsongsbetonad viktökning, driven av circannual förändringar i miljön (dvs. förändringar i längden och tidpunkten för dagsljus och temperatur under loppet av ett år) är vanligt inom djurriket där det ger evolutionär fördel, via förberedelse för vintern eller reproduktion . Huruvida säsongsbetonad viktökning gav förindustrialiserade människor fördel, ger det för närvarande evolutionär nackdel genom att bidra till ökande övervikt och fetma .

traditionella metoder för att förklara säsongsvariationer i viktökning har fokuserat på skillnader i kostvanor och fysiska aktivitetsvanor under skolan och utanför skoltiden (dvs. skoldagar och helg eller skollov) . Structured Days-hypotesen förklarar accelererad sommarviktökning med hjälp av beteendeekonomisk teori för att förstå hur barn fattar beslut om deras tidsanvändningstilldelningar med avseende på energibalansrelaterade beteenden på strukturerade (dvs. skoldagar) kontra ostrukturerade dagar (dvs., lediga dagar när barn inte går i skolan, till exempel helg eller skollov). Denna hypotes föreslår att strukturen som tillhandahålls av skolåret stöder en hälsosam vikt genom obligatoriska möjligheter till fysisk aktivitet, reglerad tillgång till en hälsosam balanserad kost, begränsad tid för stillasittande aktiviteter utanför skolan och konsekventa, tidigare sängtider och vakna tider . I avsaknad av liknande strukturer under sommarsemestern har barn större autonomi över beslut relaterade till energibalansbeteenden, vilket kan innefatta att välja stillasittande över mer intensiv fysisk aktivitet, mer kaloriskt och mindre näringsmässigt täta livsmedel och senare sängtider och vakna tider . Implicit i denna teori är att barn i huvudsak är hedonistiska och när de ges möjlighet väljer de mindre hälsosamma alternativ. Som ett resultat har typiska fetmaförebyggande insatser fokuserat på att hjälpa barn att göra bättre val inom miljömässiga/sociala begränsningar. Ett nästan exklusivt fokus på volymkontroll, baserat på en enkel energibalansmodell av fetma, har misslyckats med att fördjupa förståelsen för de potentiella biologiska och circannual orsakerna till viktökning . Denna uppsats undersöker rollen som kronobiologiska orsaker till säsongsbetonad viktökning hos barn och identifierar potentiella beteendestrategier för att mildra dessa influenser. På så sätt tar vi ett bredare perspektiv på mänskliga biologiska system och undersöker det ömsesidiga beroendet av beteende, sociala krav (dvs., social timing till följd av krav som skol-eller arbetsscheman, sociala aktiviteter, samhällsengagemang, familjeförpliktelser och rutiner, föräldrapraxis etc.), cirkadiska och circannual klockor, och metabolism att överväga potentiella mekanismer genom vilka felinriktning av dessa dagliga och årliga mönster kan bidra till fetma hos barn. Framsteg inom biologiska vetenskaper måste informera beteendevetenskapen, så att parallella kompletterande framsteg kan göras.

Kronobiologi, hänvisar till studien av biologiska rytmer som uppträder på ett cykliskt eller periodiskt sätt, vilket ger tidsmässig organisation till fysiologiska processer (t .ex. metabolism) med beteendeutgångar från det cirkadiska systemet (t. ex. sova/vakna, äta/snabbt). Cirkadiska rytmer (dvs. dagliga cykler av inre rytmer) förekommer i cykler på cirka 24,2 timmar i genomsnitt och medförs eller synkroniseras främst genom exponering för jordens 24 timmar ljus-mörk cykel. Eftersom vår cirkadiska cykel är något längre än 24 timmar behövs konsekvent inmatning från den ljus-mörka cykeln för att upprätthålla en 24 timmars dag. Kroppsklockorna finns i celler, vävnader och organ i hela kroppen och är organiserade på ett hierarkiskt sätt. Högst upp i hierarkin är den centrala klockan som kallas suprachiasmatic nucleus (SCN) . SCN är främst inblandad av ingångar från den ljus-mörka cykeln . I likhet med en orkesterledare använder SCN ingångarna från den ljus-mörka cykeln för att bestämma tid på dagen och införa tidsmässig ordning på kroppens fysiologiska funktion genom att skicka tidssignaler till kroppens instrument eller perifera klockor som finns i hela centrala nervsystemet och kroppen, såsom lever, bukspottkörtel, muskel och fettvävnad (dvs fett) . Perifera klockor i kroppen kontrollerar fysiologiska processer (t .ex. metabolism, kroppstemperatur, hormonsekretion och immunsvar). Sömn, fysisk aktivitet och ätmönster är beteendeutgångar från cirkadianklockan. Tidpunkten för matintag medför eller synkroniserar kroppens perifera klockor, och som ett resultat kan förändringar i matvanor (t.ex. att äta sent på kvällen) leda till felinriktning av de centrala och perifera klockorna. Optimal funktion är beroende av korrekt inriktning mellan den ljus-mörka cykeln, den centrala cirkadiska klockan (dvs. SCN), perifera klockor och beteendeutgångarna (t .ex. sömn, ätande, aktivitet). Social jetlag är ett exempel på kronisk cirkadisk felinriktning som resulterar när sociala krav (t.ex. arbete eller skola) kräver att individer lever på ett schema som inte är optimalt för sina inre rytmer, vilket gör det svårt att somna och vakna vid socialt föreskrivna tider för skolan eller arbetet. Detta resulterar i ett ouppfyllt sömnbehov och en ackumulerad sömnskuld på skol-eller arbetsdagar (dvs. social jetlag). På dagar med färre skyldigheter (t.ex. helgdagar) kompenserar individer genom att vakna senare, vilket kan införa mer variation i tidpunkten för måltider, sömn och aktivitetsmönster. Den resulterande felinriktningen mellan kroppens centrala och perifera klockor leder till negativa hälsoutfall, såsom fetma, typ 2-diabetes, hjärt-kärlsjukdom och cancer .

det finns växande bevis för att cirkadisk feljustering är involverad i viktökning och utveckling av fetma . Experiment på djur har visat att felaktig utfodring (t.ex. att äta under den biologiska natten) , en fettrik diet , jetlag och skiftarbete stör störningen av dygnsrytmen och leder till viktökning. Bland människor kommer bevis för sambandet mellan cirkadisk feljustering och fetma främst från observationsstudier. Till exempel är skiftarbete förknippat med en ökad risk för fetma, typ 2-diabetes, metaboliskt syndrom och hjärt-kärlsjukdom hos vuxna, särskilt långsiktiga skiftarbetare . Social jetlag har också associerats med fetma hos vuxna såväl som ungdomar och barn . Nattätande syndrom, en ätstörning som innebär att man äter 25% eller mer av sina dagliga kalorier efter kvällsmåltid, var förknippad med ökad risk för fetma och förändringar i tidpunkten och amplituden för metaboliska hormoner som glukos, insulin, ghrelin och leptin hos vuxna . Slutligen har en koppling mellan SEN måltidstiming och viktökning eller fetma observerats i observationsstudier bland vuxna och barn . Dessutom har sen måltidstiming visat sig påverka viktminskningsresultat vid fetma behandlingsinterventioner .

teoretisk grund för cirkadian och circannual rhythm model of accelerated summer weight gain

Roenneberg utvecklade en omfattande modell för rollen som cirkadisk feljustering i utvecklingen av fetma och andra hälsotillstånd där han illustrerar det ömsesidiga beroendet av cirkadisk klocka, beteende och hälsa . Dessa intra-individuella faktorer inom individen påverkas av två element från miljön: 1) exogena signaler som synkroniserar cirkadisk rytmicitet (t. ex. exponering för ljus-mörk cykel) och 2) sociala krav (t. ex., skol-eller arbetstid, sociala aktiviteter, samhällsengagemang, familjeförpliktelser och rutiner, föräldrapraxis etc.). Det stora bidraget från vår modell till Roennebergs modell är förslaget att den cirkulära klockan, synkroniserad av säsongsförändringar i Miljösignaler (t.ex. ljus-mörk cykel), också spelar en viktig roll i hälsoutfall (t. ex. utveckling av fetma; Fig. 1). Vi föreslår att barn uppvisar ett hälsosamt säsongsmönster av viktökning och höjdtillväxt som styrs av en circannual klocka. Vidare föreslår vi att sommarsemestermiljön bidrar till cirkadisk felinriktning baserat på förändringar i sociala krav som leder till ökad variation i sömn, ätande och fysiska aktivitetsmönster och underlättar accelererad sommarviktökning. Medan skollovsscheman varierar i timing och längd runt om i världen har många länder antagit en jordbruksskolkalender som erbjuder barn en sommarlov på cirka 6-12 veckor, som vanligtvis inträffar under månaderna juni till augusti på norra halvklotet och December till februari på södra halvklotet. Vi antar att samhändelsen av tidpunkten för skollov (dvs. under säsongen där barn är grundade för viktökning kan störa barns circannual tillväxtmönster, vilket bidrar till ökad viktökning och utveckling av fetma. För att stödja vår teori kommer vi att granska litteraturen om säsongsmässighet hos människor, säsongstillväxt hos barn och biologiska mekanismer genom vilka circannual clock och circadian clock kan påverka tidpunkten och hastigheten för barns viktökning.

modell för cirkadiska och Circannual bidrag till barns viktökning. Figur 1 Fotnot. Vi föreslår att individen är kapslad i sin miljö som inkluderar påverkan av sociala krav (t.ex. social timing till följd av krav som skol-eller arbetsscheman, sociala aktiviteter, familjeförpliktelser och rutiner, föräldrapraxis, samhällsengagemang, tidszon etc.), den moderna belysnings-och klimatstyrda miljön, liksom effekten av jordens naturliga miljö. Inom individen finns det ett ömsesidigt beroende av cirkadiska klockor, beteende och hälsa. Det stora bidraget från denna modell är att den circannual clock interagerar med circadian clocks för att främja optimal hälsa och störningar av barns circannual influenser kan få hälsokonsekvenser . Vi föreslår interaktioner inom individen och över nivåer av denna modell. Till exempel påverkar sociala krav en individs beteende som påverkar inriktningen av klockorna antingen genom direkt inblandning av de perifera klockorna (dvs. genom att påverka exponeringen för den ljus-mörka cykeln via sömntid och konsistens, fysisk aktivitet och exponering för artificiellt ljus på natten. Det föreslås också att cirkadiska störningar orsakade av skollov kan bidra till störningar av circannual rytmer tillväxt, vilket resulterar i accelererad sommar viktökning och bidra till utvecklingen av övervikt och fetma under grundskolan. Denna modell anpassades från Roenneberg T, Merrow M. den cirkadiska klockan och människors hälsa. Curr Biol. 2016;26(10):R432–443

den circannual clock

i likhet med dagliga cirkadiska rytmer styrs årliga rytmer delvis av exponering för jordens ljus-mörka cykel till följd av jordens lutning på 23,5 kg på sin axel, dess dagliga rotation och den årliga banan runt solen, liksom från klimatvädermönster . Effekterna av denna lutning ses tydligast vid de extrema polerna. Runt sommarsolståndet (dvs, 21 juni), människor som lever ovan till 66,5° N i Arktis upplevelse 24 h av solljus samtidigt som regionerna nedan till 66,5° S upplevelse 24 h of darkness (dvs, deras vinter). Vid breddgrader närmare ekvatorn är det mindre skillnad i dagslängd under hela året. Lutningen påverkar inte bara dagslängden utan solens förmåga att värma jorden. Solens uppvärmningseffekt ökar i områden i världen som får mer direkt solstrålning vid varje given tidpunkt på året vilket också sammanfaller med en längre dagslängd som möjliggör en längre uppvärmning och kortare kylperiod under natten . Mängden dagsljus som ett visst område får kan också bestämmas av klimatvädermönster som regniga och torra årstider .

under naturliga ljusförhållanden (dvs. fri från konstgjord belysning) uppvisar vuxna en 24-timmars sömnväckningsrytm som är mottaglig för säsongsförändringar i den ljus-mörka cykeln . SCN (dvs central klocka) visar plasticitet för att koda för dessa säsongsförändringar i dagsljusets längd, vilket skapar en intern representation av dagslängd . Information om dagslängd signaleras till pinealkörteln (dvs hjärnans område som släpper ut melatonin) . Längden av melatoninfrisättning, som markerar den biologiska natten, varierar säsongsmässigt som svar på förändringar i längden på jordens mörka period . En bi-oscillatormodell av cirkadisk reglering antyder att säsongsanpassning till den ljus-mörka cykeln underlättas av två oscillatorer, en medförd (dvs synkroniserad med en miljökod som ljus) via skymning, kontroll av melatonins början och den andra medförd via gryning som styr förskjutningen av melatonin . Närvaron av två oscillatorer kan förklara individuella skillnader som svar på säsongsförändringar i dagslängden . Under naturliga ljusförhållanden där den mörka perioden är mycket längre på vintern jämfört med sommaren uppvisar vuxna en längre melatoninfrisättning på vintern jämfört med sommaren. Men när de utsätts för moderna ljusförhållanden där mörka perioder varierar mindre över årstiderna har vuxna visat brist på säsongsmässighet i sina melatoninrytmer, vilket möjligen representerar en form av circannual störning som kan ha viktiga hälsoeffekter . Så vitt vi vet har inga studier undersökt cirkadisk entrainment under naturliga och moderna ljusförhållanden hos barn. Som ett resultat är det oklart om barn saknar säsongsmässighet som vuxna gör; vi antar dock att övergången från skolmiljön till sommarsemestern kan vara förknippad med förändringar i exponering för den ljus-mörka cykeln som kan signalera säsongsförändring till hjärnan.

även om det inte är klart om barn uppvisar säsongsförändringar i melatonin, finns det bevis på säsongsmässighet i deras tillväxt (dvs höjd) och viktökning, vilket tyder på en endogen rytm av tillväxt och viktökning hos barn . Få nya studier har undersökt månatliga förändringar i tillväxt bland barn; flera studier från slutet av 1800-talet till mitten av 1900-talet tyder dock på att barn tenderade att få höjd på våren och försommaren och gå upp i vikt på sensommaren och hösten . En studie av blinda och synskadade barn som bor i södra England fann att synskadade barn visade maximala höjdvinster mellan januari och juni, medan perioder med maximal tillväxt hos blinda barn fördelades jämnt under hela året . Detta ger övertygande bevis för att säsongsvariation i ljus-mörk cykel kan förutsäga tillväxt hos barn genom visuell kodning av dagslängd via SCN (dvs., Central klocka). Andra studier har bekräftat att tider på året under vilken ljusexponering är rikligare sammanfaller med ökningar i höjd bland synade barn . Medan effekten av den ljus-mörka cykeln på viktökning inte har testats experimentellt, observationsstudier som mäter vikt regelbundet (dvs. oftare än två gånger per år) tyder på att maximala viktökningar tenderar att inträffa på sensommaren och hösten när dagarna är långa, men förkortas . Ytterligare studier som undersöker säsongsmönster för tillväxt bland barn i skolan och de som inte går i skolan har observerat liknande mönster oavsett skolstatus . Sammantaget stöder dessa studier den potentiella rollen för den circannual clock som medförs av säsongsvariationen i ljus och mörk i barns tillväxtmönster.

accelererad sommarviktökning

nyare studier som undersöker tidpunkten för ökningar av barns kroppsmassindex (dvs. BMI, ett förhållande mellan höjd och vikt) har också observerat accelererad viktökning under sommaren och tidigt på hösten; denna accelererade viktökning har dock visat sig bidra till ökad fetma under grundskolan . Medan vi drog slutsatsen från vår egen 5-åriga longitudinella studie att den obesogena sommarmiljön utanför skolan var skyldig för dessa resultat vår studiedesign tillät oss inte att utesluta påverkan av circannual effekter på barns tillväxtmönster . Ökningar i höjd på våren / försommaren och ökningar i vikt på sensommaren och tidigt på hösten föreslår underhåll av BMI, såvida inte höjdförstärkningen fördröjs eller viktökning accelereras. De konsekventa senaste resultaten av ökningar i BMI under sommaren som bidrar till ökad fetma tyder på det potentiella bidraget från störningar i normala circannual mönster av tillväxt. Ytterligare studier behövs för att testa dessa hypoteser för att klargöra den potentiella interaktionen mellan effekterna av circannual rytmer, cirkadisk felinriktning och traditionella energibalansrelaterade beteenden på barns viktstatus.

biologin bakom sambandet mellan den circannual klockan och säsongsbetonad viktökning

energiförbrukningen minskar under sömnen och som ett resultat kan det verka kontraintuitivt att förkortning av sömnen eller den biologiska natten skulle leda till viktökning . Men hos människor kännetecknas den biologiska natten av höga nivåer av melatonin som spelar en roll vid tidpunkten för lipidoxidation (dvs utnyttjande av energi lagrad i fettvävnad) och brun fetttermogenes (dvs omvandlingen av fettsyror och glukos till värme) . Den biologiska dagen hos människor kännetecknas av frånvaron av melatonin, vilket bidrar till processer som är involverade i kolhydratmetabolism som leder till lipogenes (dvs skapandet av lipider) och lagring av energi som fett i fettcellen . Yin och yang av den biologiska dagen och natten främjar energibalansen. Melatonin synkroniserar metabolisk funktion av adipocyterna för hög lipolys (dvs fett-eller lipidnedbrytning) under melatoninfasen och hög lipogenes (dvs lipidskapande) under frånvaron av melatonin . Melatonin synkroniserar också aktiveringen av vit fettvävnad . Bland sibiriska hamstrar som inte går upp i vikt på vintern ledde korta vinterliknande dagar till längre nattlig melatoninfrisättning, med större stimulering av melatoninreceptorer i framhjärnan, vilket därigenom engagerar aktivering av vit fettvävnad, vilket resulterar i lipolys och en minskning av säsongsfett . Till skillnad från människor är hamstrar nattliga djur och därmed är melatoninfrisättning associerad med deras biologiska dag när djuret är aktivt och matar. Melatonininducerad brunning av vit fettvävnad (dvs., omvandling av vit fettvävnad till mer metaboliskt aktiv beige eller brun fettvävnad) ökar energiförbrukningen genom att omvandla fettsyror och glukos till värme, vilket ökar deras termogena aktivitet, vilket resulterar i viktminskning . Större aktivering av vit fettvävnad på grund av längre melatoninrytmer till följd av längre nätter under vintern kan förklara varför barn tenderar att inte gå upp i vikt under vintern och visa snabbare viktökning under de längre sommardagarna .

cirkadisk feljustering och viktökning

även om den exakta mekanismen genom vilken kronodisruption leder till viktökning är okänd, resulterar kronodisruption orsakad av skiftarbete eller social jetlag i minskningar av produktionen av melatonin . Med tanke på melatonins roll i energibalansen kan cirkadisk felinriktning ha viktiga metaboliska konsekvenser på grund av desynkronisering av processer som är involverade i optimal energibalans . Bland människor resulterade även kortvarig felinriktning av cirkadiska rytmer med sömn/vakna och snabba/matningsbeteenden i ökad postprandial (dvs., efter att ha ätit) glukos och insulin, minskar i leptin och reverserade kortisolrytmen så att kortisol var högt i början av sömnen istället för att vakna, vilket tyder på att även kortvarig feljustering kan orsaka störningar i rytmer relaterade till energibalans .

förutom sömn kan sommarskift i ätmönster och fysisk aktivitet också leda till cirkadisk feljustering i samband med ökad adipositet, medierad av mistiming av beteendemässiga rytmer med endogena rytmer . Felinriktning av beteende med endogena rytmer har associerats med förändringar i metabolism och utveckling av fetma . Fysisk aktivitet har visat sig främja dygnsklockan, möjligen för att träning ökar amplituden för dygns-och homeostatiska rytmer på dagtid, såsom kärnkroppstemperatur, upphetsning och sömnbenägenhet, vilket leder till en snabbare ackumulering av sömntryck (dvs kroppens sömndrift som ackumuleras när tiden vaken ökar), vilket resulterar i tidigare sömntider . Således kan ökningar av fysisk aktivitet främja tidigare sängtider hos barn. Fysisk aktivitet kan också påverka den centrala klockan genom att maximera utomhusljusexponering eftersom utomhustid är förknippad med ökad fysisk aktivitet , vilket underlättar synkroniseringen av interna klockor med den yttre miljön. Dessutom finns det växande bevis för att mat synkroniserar perifera klockor som lever, bukspottkörtel och tarm . Eftersom människor uppvisar en daglig rytm av glukosutnyttjande med effektivare glukosutnyttjande på morgonen på grund av förbättrad insulinkänslighet, följt av sämre glukosutnyttjande och insulinkänslighet på kvällen , äter senare på dagen resulterar i akut exponering för högre postprandiala blodsockernivåer, med negativa effekter som kvarstår genom följande morgon . Dessutom är förkortad sömntid förknippad med en förändring i melatoninrytmer, vilket resulterar i höga melatoninnivåer på morgonen vid uppvaknande och äta morgonmåltiden under den biologiska natten , vilket återspeglar felinriktning av de centrala och perifera klockorna. Långvarig dysreglering av glukosnivåer kan leda till förändringar i kaloriintag och lagring som också har tillskrivits förkortad sömntid , vilket tyder på att fel timing av ätande och sömn/vakna mönster med endogena rytmer kan öka risken för typ 2-diabetes och eventuellt fetma .

sammanfattning av den föreslagna konceptmodellen

med tanke på dessa resultat tillsammans presenterar vi den konceptmodell som illustreras i Fig. 1. Vi föreslår att alla barn uppvisar säsongsrytmicitet i sina höjd-och vikttillväxtmönster som synkroniseras genom exponering för jordens säsongsmässiga ljus-mörka cykel. En längre varaktighet av melatoninsekretion under vinternätter kan vara förknippad med långsammare viktökning under vintern, medan barns accelererade viktökning under sommaren kan bero på en kortare varaktighet av melatoninsekretion (dvs., på grund av kortare sommarnätter). Vi föreslår att större förändringar i barns sociala krav under sommarlovet kan leda till senare och mer varierande sängtider, större exponering för konstgjord belysning på natten, senare och mer varierande måltider och minskad fysisk aktivitet. Variabilitet i dessa korsande dagliga rytmer kan bidra till en avtrubbning av dygnsrytmicitet som ytterligare kan minska mängden melatonin barn utsätts för under sommaren (dvs. circannual rytmstörning), vilket bidrar till ökad viktökning på ett sätt som främjar utvecklingen av övervikt eller fetma under sommarsemestern.

områden för framtida forskning

även om det finns bevis för att barns tillväxt uppvisar ett säsongsmönster (medfört av exponering för ljus-mörkcykeln) , är vikten av den circannual klockan för barns tillväxt och mer allmänt, människors hälsa, relativt okänd. Forskning behövs för att bestämma de Miljösignaler som synkroniserar circannual rytmer hos vuxna och barn (dvs., förlängning eller förkortning av dagslängd, ändra tidpunkten för soluppgång eller solnedgång, förändringar i ljusintensitet och temperatur) och hur circannual rytmer varierar mellan klimat och geografiska platser. Att studera årliga rytmer hos människor är svårt på grund av oförmågan att utsätta människor för experimentellt kontrollerade ljusscheman under ett helt år. Det kan dock vara möjligt att manipulera Miljösignaler för att bestämma framträdande synkronisatorer av årliga rytmer i olika utvecklingsstadier. En studie visade till exempel att ljusterapi under vintern resulterade i höjdökningar bland ungdomar under samma period, en säsong under vilken höjdförstärkning vanligtvis inte uppstår . Liknande studier kan genomföras för att undersöka viktökning. Vi skulle förutse att ljuslådan terapi skulle resultera i en förändring i den circannual rytmen av tillväxt markerad av tidigare tidpunkt för ökad höjdhastighet följt av tidigare början av ökad väghastighet. Vidare har mycket av det som är känt om mänsklig säsongsmässighet och entrainment till naturlig och artificiell modern belysning kommit från studier med vuxna . Barn verkar vara mer känsliga för ljusexponering på grund av mer transparenta ögonlinser och större pupiller . Som ett resultat behövs studier för att förstå hur barns cirkadiska system, och särskilt melatoninrytmerna svarar under naturliga ljusförhållanden (dvs. camping) och moderna ljusförhållanden över årstider, geografiska platser och i skol-och sommarsemestermiljöer. Eftersom barn är mer känsliga för ljusets effekter kan de kanske upprätthålla en circannual rytm även när vuxna inte gör det. Även skolans och skollovsmiljöns natur kan vara tillräckligt annorlunda än den typiska vuxna kontorsarbetaren att det kan påverka deras circannual rytmer på okända sätt. Även om det inte är klart hur den moderna belysningsmiljön påverkar barns tillväxt, tyder nya studier på att den nuvarande miljön bidrar till ökad sommarviktökning, vilket i sin tur bidrar till höga barnfetma.

för att undersöka i vilken grad accelererade ökningar av BMI under sommaren är relaterade till cirkadiska och eller circannual influenser, skulle experimentella laboratoriebaserade studier vara idealiska. Det finns dock många praktiska och etiska överväganden som kan begränsa deras genomförbarhet bland barn. Således kan djurmodeller användas för att testa aspekter av vår hypotes, såsom påverkan av cirkadisk feljustering på säsongsbetonad viktökning. Observationsstudier som mäter barns sömn, fysisk aktivitet, ätmönster, ljusexponering och tillväxt varje månad och över geografiska platser och kulturer kan utforska samband mellan dessa faktorer. Observationsstudier skulle vara avgörande för att undersöka om circannual rytmer i barns tillväxt skiljer sig efter kön, etnicitet, ålder och pubertal status. Sådan forskning kan leda till viktiga upptäckter angående etiologin för hälsosam tillväxt och fetma hos barn, liksom effektivare interventionsverktyg.

faktum är att sommarviktökning inte har observerats hos alla barn och kritiska individuella faktorer förblir dåligt förstådda. Det är möjligt att effekterna av melatoninvaraktighet på tillväxt förmedlas enbart av cirkadiska klockor; detta har emellertid ännu inte undersökts. Slutligen är vår teori om sommarviktökning inte avsedd att ersätta den centrala rollen som kost och fysisk aktivitet, men föreslår ytterligare element för att förstå viktförändringar som inte redovisas enbart av frivilliga ökningar eller minskningar i kost och fysisk aktivitet.

konsekvenser för förebyggande och behandling av barnfetma

cirkadisk och circannual feljustering orsakad av förändringar i tidpunkten för ljusexponering, sömn/vakna scheman och ätmönster verkar vara kritiska faktorer för ohälsosam viktökning . Behavioral fetma förebyggande insatser som riktar sig till sommarsemestermiljön utanför skolan kan därför dra nytta av att främja optimal cirkadisk hälsa under sommaren genom att uppmuntra konsekvent sömntid på båda schemalagda (t. ex. sömn, begränsa exponeringen för artificiellt ljus på kvällarna , uppmuntra ljusexponering under dagen, särskilt på morgonen , uppmuntra fysisk aktivitet (för att förbättra kvällströtthet) , främja en snabb natt genom att begränsa matintaget på kvällen och upprätthålla konsekventa måltidsmönster . Det är möjligt att beteendeförändringar relaterade till belysningsexponering kan vara mer acceptabla eller lätt implementerade än rekommendationer för att minska kaloriintaget och öka fysisk aktivitet, vilket ökar graden av interventionsföljsamhet.