Abstract

Introducere

Studiul investighează asocierea dintre fenotipul circadian (CP), stabilitatea acestuia (stabilitate interdaily - IS) și activitatea fizică (PA) într-un program de pierdere în greutate (WL).

Metode

Șaptezeci și cinci de femei în tratament conservator WL (IMC ≥ 25 kg/m2) au fost măsurate (timp de aproximativ 3 luni între 2016 și 2018) prin actigrafie.

Rezultate

Am observat o diferență în timpul acrofazei (p = 0,049), dar nici o diferență în ISp = 0,533) între femeile care au slăbit și nu au slăbit. A existat o diferență în PA (mezor) între grupurile de femei care au slăbit comparativ cu cele care s-au îngrășatp = 0,007). A existat o relație între parametrii IS și PA mesor: p0.001; și cele mai active 10 ore pe zi (M10): p

Introducere

Studiile epidemiologice arată că prevalența obezității crește constant. Republica Cehă se numără printre cele mai obeze națiuni din întreaga lume (prevalența obezității mai mare de 25% la populația adultă). Excesul de greutate comparabil la nivel internațional și obezitatea (estimări din 2008) arată că 66,1% din populația adultă din Republica Cehă era supraponderală, dintre care 32,7% erau obezi [1].

Excesul de greutate (= pre-obezitate: IMC 25,0-29,9 kg/m2) și obezitatea (IMC ≥ 30,0 kg/m2) au fost asociate cu un risc crescut de multe complicații de sănătate [2, 3]. Obezitatea la femei la vârsta de reproducere prezintă un risc ridicat, nu numai pentru ele, ci și pentru descendenții lor. Aceste femei sunt mai des infertile și prezintă riscuri crescute pentru mamă și sarcină [4]. La naștere, copiii lor sunt mai des obezi și suferă de complicații metabolice [5].

Materiale și metode

Scopul proiectului este de a descrie modelele de somn și fenotipul circadian (CP) într-o cohortă de femei cehe care suferă de supraponderalitate sau obezitate, care au participat la un program conservator de reducere a greutății la Clinica OB din Praga, Republica Cehă. Întrebarea principală a fost dacă a existat o asociere între fenotipul circadian individual, stabilitatea acestuia incluzând jet-lag-ul social (adică nepotrivirea între timpul circadian și timpul social) și rezultatul tratamentului. Mai mult, ne-a interesat dacă și cum s-au modificat parametrii de somn și activitate în timpul programului de reducere a greutății (în timpul schimbării stilului de viață).

Ipoteze

S-a emis ipoteza că:

Cu cât fenotipul circadian (acrofază inferioară) este mai devreme și cu cât ritmul este mai stabil (stabilitate interdependentă mai mare (IS)), cu atât tratamentul va avea mai mult succes (schimbare mai mare a IMC (dBMI)).

Parametrii de actigrafie se vor schimba ca urmare a schimbării greutății, rezultând un somn mai bun (activitate mai scăzută în timpul celor mai puțin active ore ale zilei (L5)) și o activitate mai mare (activitate mai mare în timpul celor mai active ore ale zilei M10 și Mesor). Nu ne așteptăm la schimbări în durata somnului.

Cantitatea de activitate fizică va diferi în ceea ce privește fenotipul circadian și stabilitatea ritmului. Ne așteptăm ca participanții mai activi (folosind M10 și mezor) să aibă un ritm mai stabil (IS mai mare) și un fenotip mai timpuriu (acrofază inferioară).

Design de studiu

În acest studiu prospectiv, observațional, un grup de femei obeze și supraponderale, care au intrat pentru prima dată într-un program de tratament conservator al obezității în această clinică (participanți aleși oportunist), au fost monitorizați timp de până la 3 luni între 2016 și 2018. Greutatea conservatoare programul de reducere a implicat intervenții non-chirurgicale, inclusiv un plan de tratament adaptat individual, constând din recomandări nutriționale individuale (un plan de dietă echilibrat, cu accent pe o dietă cu conținut scăzut de calorii) și instrucțiuni pentru aderarea la o activitate fizică adecvată (în funcție de severitatea starea de sănătate). În același timp, participanții au suferit sesiuni individuale regulate cu un psiholog, cu scopul de a-și spori motivația și de a contribui la succesul tratamentului. Nici un sprijin farmacologic sau medicamente nu au fost oferite pacienților în cadrul programului de tratament conservator. Consimțământul informat a fost obținut de la toți participanții individuali incluși în studiu. Protocolul de studiu a fost aprobat de comitetele de cercetare umană ale ambelor institute (nr. Ref. 112/15 și 22/2).

Eșantion, criterii de includere și excludere

Din cele 120 de femei adresate care au fost supuse examenului de screening, un total de 92 de subiecți au fost monitorizați actigrafic. Criteriile de incluziune au fost: vârsta de 18 ani (majoritatea), IMC ≥ 25,0 kg/m2, nu de vârstă post-menopauză, lipsă de muncă în schimb, lipsă de boală psihiatrică tratată farmacologic, furnizare de date complete și consimțământul scris pentru a participa la studiu. Din eșantionul monitorizat (N = 92) 17 femei nu au îndeplinit criteriile de includere [19,20,21]: schimburi de noapte în timpul studiului (n = 8), boli psihiatrice tratate farmacologic (n = 5), vârsta post-menopauză (n = 2). Încă doi participanți au fost excluși din cauza unui chestionar incomplet sau a unor date actigrafice, rezultând 75 de participanți (vârsta medie 36,5; SD 8,3, interval 18-50) eligibili pentru analize suplimentare. Mărimea eșantionului a fost rezultatul analizei puterii (putere G *), [22] efectuată înainte de studiu (mărimea efectului așteptat 0,5, puterea 0,80, p = 0,05), care a estimat un număr minim de 64 de femei necesare.

Pentru a confirma că toți participanții au fost obezi, mai degrabă decât cu o constituție robustă, a fost calculat raportul talie la înălțime (WHtR) și toate femeile au atins WHtR≥0,5. Această valoare este considerată a fi pragul obezității abdominale la femei, care prezintă un risc ridicat pentru alte complicații de sănătate, în special cardiovasculare și metabolice [23]. Pe baza pierderii în greutate (valoarea diferenței IMC (IMC la final minus IMC la începutul studiului, dBMI), despre care am presupus că este o măsură a succesului în programul de reducere a greutății, ne-am împărțit setul de date în trei grupuri (scăderea în greutate, dBMI 0,7: și fără modificări.) Deoarece greutatea poate oscila ușor în timpul ciclului menstrual, modificările de greutate de până la + - 2 kg au fost considerate ca nicio schimbare de stare. O schimbare de greutate de până la + - 2 kg la înălțimea medie (în eșantionul nostru de 1,68 m) corespunde modificării IMC (dBMI) cu + - 0,7 kg/m 2 .

Actigrafie

Actigrafia este o metodă larg utilizată pentru monitorizarea pe termen lung a ritmurilor circadiene individuale și a timpului de somn în mediul privat al individului. În acest studiu, dispozitivul (MindG actigraph de Mindpax.me) a fost purtat pe încheietura mâinii brațului nedominant și a fost setat să colecteze numărul de activități în epocile anilor 30. Folosind stații de bază, plasate la domiciliul participanților, datele au fost transferate fără fir către un server, unde au fost stocate pentru procesare offline.

Ambele caracteristici parametrice și non-parametrice au fost utilizate pentru a extrage caracteristici din semnalul de actigrafie. Toate extracțiile de caracteristici, în afară de detectarea somnului, au fost efectuate pe date brute de actigrafie, utilizând o cutie de instrumente personalizată în mediul Matlab (MATLAB 2015b, The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, Statele Unite).

Caracteristici parametrice

Abordarea parametrică este reprezentată de analiza cosinor. Folosind această metodă, funcția cosinusului cu o perioadă fixă ​​(24 de ore) a fost adaptată la datele brute de actigrafie și au fost evaluați următorii parametri: mezor (statistici de estimare a liniei medii ale ritmului - offset) și acrofază (schimbare de fază). Mesorul este proporțional cu activitatea medie generală pe parcursul celor 24 de ore și, prin urmare, este afectat de nivelul de exercițiu. Acrofaza poate fi considerată ca o măsură obiectivă a cronotipului și poate fi utilizată pentru a evalua posibila modificare [24,25,26]. Acrofaza a fost, de asemenea, utilizată pentru a exclude datele în care au avut loc călătoriile între fusurile orare.

Acest studiu a urmărit să urmărească modificările acestor parametri și, prin urmare, funcțiile cosinusului au fost montate pe o fereastră de două săptămâni (14 zile), care s-a suprapus întotdeauna cu 13 zile (83%) - o valoare pe zi.

Caracteristici nonparametrice

Activitatea medie în perioada de cel puțin activă de cinci ore (L5) și cea mai activă perioadă de zece ore (M10), [27] au fost calculate. În plus, am calculat stabilitatea interdaily (IS), pe baza periodogiei chi-pătrate [28], pentru a descrie sincronizarea cu ciclul lumină-întuneric. IS a fost calculat dintr-o fereastră de 14 zile, pe baza datelor resamplate de 30 de minute [29]. Parametrul L5, calculat zilnic, a fost utilizat pentru a reprezenta calitatea somnului (independent de detectarea externă a somnului). Parametrul M10 a fost utilizat pentru a reprezenta activitatea zilnică din timpul zilei.

În plus, a fost inclusă durata totală a somnului zilnic, calculată de sistemul Mindpax. Somnul zilnic a fost definit ca toate perioadele de somn detectate care au avut loc pe parcursul unei zile (24 de ore), inclusiv somnul de noapte, precum și toate somnurile. Perioadele detectate de uzură (când dispozitivul a fost îndepărtat) au fost excluse din analize.

Chestionare

Pentru control intern și comparație cu parametrii actigrafici, femeile au fost examinate pentru cronotip și rata de jet-lag social folosind chestionare utilizate în mod obișnuit.

Participanții au fost selectați pentru cronotipul lor folosind Chestionarul Morningness-Eveningness (MEQ) elaborat de Horne și Östberg (1976). MEQ conține 19 întrebări cu răspunsuri multiple, care solicită informații despre momentele preferate individual pentru diferite activități. Scorul MEQ variază de la 16 la 86, cu valori mai mici care indică mai mult un cronotip de seară. Scorul MEQ a fost utilizat pentru a controla parametrul actigrafic acrofazic (mai multe în capitolul 2.7).

Chestionarul cronotip de la München (MCTQ) proiectat de Roenneberg și echipa sa (2003) a fost utilizat datorită capacității sale de a măsura rata de jet-lag social (SJL). Rata de jet-lag social cuantifică (în ore și minute) discrepanța dintre ceasurile circadiene și cele sociale (diferența dintre orele de somn în zilele libere și în zilele lucrătoare), ceea ce poate duce la pierderea cronică a somnului [14]. Scorul SJL a fost folosit pentru a controla parametrul actigrafic stabilitatea interdependentă (mai multe în capitolul 2.7).

Au fost folosite versiunile cehe ale tuturor chestionarelor, care au fost validate printr-o traducere dublu-inversă din original. Permisiunea autorilor a fost obținută pentru traducerea și utilizarea lor. Fiabilitatea și validitatea versiunilor traduse nu au fost reevaluate, dar acceptabilitatea traducerii MEQ (alfa Cronbach = 0,87) a fost deja demonstrată într-un studiu anterior [30]. Date similare pentru traducerea MCTQ nu sunt disponibile.

Determinarea fenotipului circadian

În acest studiu s-au utilizat atât parametrii obiectivi (acrofază pentru fenotipul circadian, cât și IS pentru stabilitatea sa în timpul zilelor libere și libere) și subiecții circadieni. Pe baza studiilor anterioare [24,25,26, 31], au fost selectate date obiective de actigrafie pentru analize ulterioare.

O scară recent creată, bazată pe acrofază măsurată în actigrafie, a fost utilizată pentru a determina fenotipul circadian al unui individ. Acrofaza corespunde momentului din zi când activitatea fizică culminează cu un individ. Cu cât valoarea acrofazei este mai mică, cu atât activitatea de vârf este mai timpurie. Acest indicator este bine legat de ritmul sau fenotipul circadian al individului. Valorile acrofazice din setul nostru de date sunt corelate cu valorile obținute din MEQ (r = - 0,612; p 16.0 (ca mijloc, am observat 50% dintre indivizii din jurul medianei).

În mod similar cu MEQ și acrofază, am ales IS ca echivalent obiectiv al SJL pentru a fi utilizat în analize ulterioare. În ciuda faptului că IS nu este un echivalent perfect al SJL, este singura măsurare bazată pe actigrafie legată de acesta referitoare la stabilitatea fenotipului circadian. Mai mult, nu există o formă standardizată pentru categorizarea jet-lag-ului social și a IS acceptate în literatură. Studiile au arătat că IS este direct legat de amplitudinea ritmului și expunerea la lumină [26, 31]. IS poate cuantifica o nepotrivire între timpul circadian și timpul social și astfel descrie gradul de asemănare dintre tiparele de activitate în zilele individuale; variază de la 0 la 1 și poate fi de obicei de aproximativ 0,6 [27, 28, 31]. Cu cât este mai aproape de 1, cu atât ritmul este mai stabil în perioada evaluată. Împărțirea (corespunzătoare valorilor SJLrel, r = - 0,29;, p = 0,011), sa bazat pe valori medii și mediane (0,56, o valoare similară cu alte studii [27, 28, 31]), care au corespuns unui SJL de aproximativ 1h20min. Valorile SJL au fost asociate cu valorile pentru IS și, pe baza lucrărilor lui Islam și colab., A fost creată o limită pentru IS pe baza valorilor SJL (

Rezultate

Date colectate

Pe baza IMC inițial la intrarea în studiu (vezi Fig. 1), aproape 21% dintre femei erau supraponderale (IMC ≥ 25 kg/m 2), iar 79% erau obezi (IMC ≥ 30 kg/m 2). După finalizarea programului conservator de scădere în greutate, 41 de participanți au slăbit, 8 participanți s-au îngrășat și, la 26 de participanți, valorile IMC au rămas neschimbate (adică schimbarea a fost mai mică de 0,7 kg/m 2, Fig. 1).

pierderea

Proporțiile eșantionului în funcție de IMC și schimbarea greutății în timpul participării la studiu. Liniile roșii indică zona, inclusiv subiecții al căror IMC s-a modificat cu mai puțin de 0,7 kg/m2 peste sau sub IMC-ul inițial

Rezultatele analizei datelor

Nu a fost observată nicio relație între vârstă și dBMI (r = - 0,063; p = 0,591), nici între vârstă și IMCr = - 0,021; p = 0,859). În plus, nu s-a găsit nicio diferență de vârstă între grupuri după dBMI (F = 0,977; p = 0.381) folosind modelul liniar general. Cu toate acestea, o asociere între vârstă și acrofază (categorică) a fost testată și sa dovedit a fi semnificativăF = 9.629, p FIG. 2

Nivelul activității medii totale (mezor) la începutul și la sfârșitul programului (prima și ultima 14 zile de măsurare); toate femeile au avut aproximativ același nivel al activității medii totale (mezor) la început, dar la sfârșitul participării la program au fost observate modificări semnificative

În cele din urmă, s-a arătat că parametrii care se referă la activitate (mezor și M10) din set nu sunt legați de acrofază (F = 0,045, p = 0,956 pentru mezor și F = 0,337, p = 0,715 pentru M10). Dimpotrivă, diferențele înF = 8.461; p0.001) și M10F = 11.035; p

Discuţie

Scopul studiului actual a fost de a investiga relația dintre fenotipul circadian (acrofază) și stabilitatea ritmurilor circadiene (IS) în raport cu modificarea IMC (dBMI) în timpul tratamentului conservator non-chirurgical al obezității [33] la femeile cehe.

Împreună, aceste rezultate sugerează că pierderea în greutate nu depinde de durata somnului sau de IS, ci mai degrabă de CP și poate mai ales de capacitatea de a urma strict un regim PA (indiferent de tip) și modificările stilului de viață recomandate. S-a găsit o diferență semnificativă între IS (dar nu pentru acrofază) și parametrii de activitate. Prin urmare, în ceea ce privește pierderea în greutate, pare, de asemenea, important să trăiești în conformitate cu propriul fenotip auto-circadian, având un ritm stabil, mai degrabă decât să fii o persoană cu cronotip dimineața sau seara. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că dimensiunea efectului asocierii observate între scăderea în greutate și CP a fost mică și, prin urmare, concluzionăm că CP este mai degrabă un contribuitor parțial la succesul pierderii în greutate, printre alți factori aparenți și mai puternici discutați mai sus.

De asemenea, este important să recunoaștem mai multe limitări în prezentul studiu. În primul rând, eșantionul a fost extras dintr-o populație specifică de femei care participă la programul WL, astfel autorii sunt conștienți că aceste concluzii nu pot fi generalizate pentru întreaga populație de persoane obeze sau supraponderale. De asemenea, setul de date nu conținea controale sănătoase. Rezultatele care ar include controale sănătoase, participanții care lucrează cu regimuri diferite de schimbare a muncii, participanții cu comorbidități psihiatrice sau femeile cu statut post-menopauză pot produce rezultate diferite. Cu toate acestea, autorii cred că, datorită acestui tip de eșantionare, au reușit să excludă posibilele interacțiuni ale ciclului de somn-veghe perturbat din cauza regimului neregulat, a efectului medicației și a efectului potențialelor schimbări hormonale asociate vârstei.

În al doilea rând, distribuția indivizilor în categoriile de vârstă nu a fost normală. Cu toate acestea, analizele statistice legate de vârstă nu au confirmat o legătură semnificativă între vârstă și pierderea în greutate. Singura relație semnificativă a fost găsită între vârstă și acrofază, ceea ce a fost confirmat anterior într-un studiu realizat de Tankova și colab., Sugerând că acrofaza reflectă fenotipul circadian al unei persoane, deplasându-se spre tipul dimineții odată cu creșterea vârstei [42], similar cu scorurile MEQ.

În al treilea rând, acesta nu a fost un studiu echilibrat între sexe. Un set de femei doar a fost ales în mod deliberat din cauza diferențelor controlate hormonal în ritmurile circadiene care pot fi dependente de sex. Conform cercetărilor privind parametrii obiectivi ai somnului, doar femeile aflate în postmenopauză prezintă diferențe semnificative statistic în stabilirea hormonilor sexuali care pot interfera cu controlul ritmurilor circadiene și, de asemenea, pot modifica parametrii somnului [19]. Deși femeile aflate la menopauză sau post-menopauză au fost excluse, trebuie remarcat faptul că modificările hormonale ar fi putut începe deja la unii participanți la studiu.

Rezultatele noastre sugerează că succesul în pierderea în greutate poate fi influențat de fenotipul circadian (acrofază), dar nu de IS. Unul dintre beneficiile studiului este că s-au utilizat măsurători de fenotip circadian obiective și subiective (pentru contrast comparativ). În plus, s-a demonstrat că activitatea fizică joacă un rol major în pierderea în greutate alături de acrofază, dar stabilitatea CP poate juca, de asemenea, un rol. Motivația și capacitatea de a urmări modificările stilului de viață strict pe termen lung sunt premise importante pentru pierderea în greutate. În comparație cu alte studii [36, 37], acest studiu confirmă relația dintre pierderea în greutate și fenotipul circadian, utilizând metoda obiectivă de identificare a fenotipului circadian.

Concluzie

Înțelegerea contextului cronotipurilor și a modului în care funcționează exact ritmurile circadiene în combinație cu obiceiurile individuale în legătură cu problemele de sănătate poate contribui la dezvoltarea de noi strategii de tratament adaptate ceasurilor biologice individuale pentru a crea metode preventive și terapeutice specifice bolilor acute și cronice, ca marea majoritate dintre ele sunt legate de ritmurile noastre circadiene. Subiectul se află acum în prim-planul interesului științific și clinic, deoarece s-a constatat că este foarte important să se ia în considerare setările individuale ale ritmurilor circadiene în tratamentul multor boli [43]. Prezentul studiu extinde cunoștințele relevante în special pentru practica clinică. S-a demonstrat că activitatea fizică are un impact major asupra faptului că programul de slăbire are succes și că rata activității fizice poate fi dependentă de stabilitatea ritmului circadian. În plus, s-a demonstrat că timpul acrofazei, adică fenotipul circadian individual, poate afecta succesul terapiei de slăbire. Rezultă că screeningul fenotipului circadian și stabilitatea acestuia pot fi benefice în crearea unui plan de pierdere în greutate individualizat.

Disponibilitatea datelor și a materialelor

Datele studiului sunt disponibile de la autorul corespunzător, la cerere rezonabilă.