Obsah obrázku interiér, osoba Popis byl vytvořen automaticky Vliv spánku na složení těla Mgr. Eliška Lagová Mgr. Zlata Kapounová Ph.D. Úvod •Počet lidí s nadváhou a obezitou celosvětově STOUPÁ •Doba spánku KLESÁ, jeho kvalita je mnohdy NARUŠENÁ ● •→ ZPŮSOBUJE narušený spánek nebo jeho nedostatek NADVÁHU a OBEZITU? •→ ovlivňuje tedy SLOŽENÍ TĚLA? •→ JAK ? • Spánek •Populární téma Obsah obrázku stůl Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky Proč? •Spánek je univerzální potřebou všech vyšších forem života včetně člověka a zahrnuje asi třetinu života. •Hraje „úklidovou“ roli, kdy se odstraňují toxiny nahromaděné během bdění. •Je to aktivní, okamžitě reverzibilní děj. Většina částí mozku je při něm aktivní. •Význam pro zachování normálních funkcí •Útlum některých činností vs. aktivní děj (noční sekrece hormonů; konzervace energie; eliminace produktů ze svalů, metabolizmu a reparace buněk; posílení imunitních dějů, doplnění zásob vyčerpaných během dne aj.) •Příprava na kvalitní bdělost •Význam pro celkové tělesné a duševní zdraví Obezita •Od r. 1980 se prevalence obezity zdvojnásobila •Roste závažnost obezity •DM, KVO, onkologická onemocnění, reprodukční funkce, onemocnění pohybového aparátu, depresivní stavy •Stravovací návyky, FA, genetická predispozice •Výchova, (cílená) reklama, hřiště (město), socioekonomické faktory, spánek aj… Co ovlivňuje spánek •Stres •Tělesná hmotnost •Spánková hygiena (prostředí a návyky) • •Zdravý spánek •Složité definovat, řada faktorů •Délka, kvalita, čas, pravidelnost •Často zkoumán v souvislosti s dalšími faktory • • • Spánková deprivace •Zdravotní rizika spojená se spánkem < 6 hodin (chronická spánková deprivace): •Obezita •Diabetes mellitus •Hypertenze •Metabolický syndrom •Kardiovaskulární onemocnění •OSA •Úzkost, deprese •↑Mortalita • • Architektura spánku •nREM (SWS - pomalý spánek, 4 podfáze I-IV) a REM (rychlé pohyby očí) •90 min. cykly 4-6x noc •Elektroencefalograf (EEG) • -> hypnogram • • • • Řízení spánku a bdělosti •Řízení: •spánku – hypothalamus, horní část mozkového kmene •bdění –mozková kůra (kortex) • •ARAS (ascendentní retikulární aktivační systém) •Excitace změnou el. aktivity -> podpora bdělosti •Inhibicí je umožněn spánek • •VLPO (ventrolaterální preoptcké jádro) •Modulace vzrušení pomocí GABA -> inhibice probuzení •Aktivita se zvyšuje se spánkovou deprivací Řízení spánku a bdělosti •Cirkadiánní rytmy •Cirkadiánní hodiny = endogenní generátory synchronizované s periodickými změnami prostředí (centrální hodiny – SCN, periferní hodiny – ve všech ostatních buňkách) •Vytvářeny v hypothalamu, délka 23,5-24,5 h, reguluje SCN* (melanopsin gangliových buněk), hodinové geny (rytmická exprimace) •Reakce na osvit sítnice (den) a sekreci melatoninu (max v noci) •Potřeba spánku vzrůstá s dobou bdělosti • •Roli hraje adenosin (účinek indukující spánek), proti němu působí kofein • • •*suprachiasmatická jádra • • • Obsah obrázku hrníček, káva, interiér, jídlo Popis byl vytvořen automaticky •Např. určité metabolické funkce probíhají ve specifickém čase během dne – význam z hlediska efektivity: •cirkadiánní exprese metabolických genů se optimálně přizpůsobuje a „přepíná“ mezi anabolickými a katabolickými procesy v souladu s periodami přijmu potravy/hladovění, odpočinku/aktivity apod. •cirkadiánním rytmům podléhá exprese adipokinů (Lep, Adipo) a lipogeneze (syntéza tuků) • Melatonin •Syntéza z tryptofanu, produkce epifýzou •Podléhá cirkadiánním rytmům, světlo potlačuje jeho sekreci •Zvýšení mezi 21-22h, maximum 3-5h ráno •Poločas působení 30-45 minut •Nejvyšší sekrece v období puberty •Inhibuje světlo a kofein • Obsah obrázku interiér Popis byl vytvořen automaticky Termoregulace •Během dne vyšší teplota, v noci klesá •Teplotní amplituda 0,5-0,75 °C •Nejnižší 3.-5. h ranní (nejvyšší hladina melatoninu), nejvyšší 3.-5. h odpoledne • Změny během spánku Obsah obrázku stůl Popis byl vytvořen automaticky Hormony •Excitační •orexin/hypokretin, katecholaminy (ADR, NOR, DOP), serotonin, histamin, acetylcholin, k. glutamová • •Inhibiční • adenosin, GABA, glycin; MCH, TNF-α, IL-1, PGD2 Hormony •Orexiny •Inhibují spánek, omezují REM fázi •Dopamin •Excitační, zvyšuje bdělost, TK, srdeční f. •Serotonin •Větší sekrece během dne, zkracuje spánkové fáze, 15 typů receptorů •Glutamát •Hlavní excitační neurotransmiter •GABA •Indukce spánku (uvolňuje svaly, sedativní účinky) •Glycin •Svalová atonie během REM spánku • Hormony ovlivňované spánkem •Leptin •Adipocyty bílé tuk. tkáně, reguluje chuť k jídlu •Ghrelin •Stimuluje chuť k jídlu a sekreci růst. hormonu; podporuje bdělost, inhubuje nREM •Kortizol •Stoupá během probuzení, stimuluje lipolýzu •Růstový hormon •Nejvyšší sekrece během první třetiny noci, podporuje REM •TSH •Nejvyšší sekrece na začátku spánku, denní hladina odpovídá fázi probuzení •Adiponektin •Regulace glykémie, oxidace MK, ovlivňován dobou spánku • —Pokles: TK, SF, dechová f., tělesná teplota, GIT aktivita; kortizol, adiponektin —Aktivita: hormonální sekrece GH, PRL, TSH, LEP, GHL, melatonin, imunitní mediátory IL-1, TNF-α, PGD, oxid dusnatý, adenosin •Spiegel K. et al. (2004) Leptin levels are dependent on sleep duration: relationships with sympathovagal balance, carbohydrate regulation, cortisol, and thyrotropin. J Clin Endocrinol Metab 89(11):5762. • • Důsledky spánkové deprivace (vybrané systémy) Spánková fakta •V průběhu života se spánek mění (poměr nREM x REM, potřeba) •Muži x ženy •Zdraví spánku (soubour faktorů, obtížné jasně definovat zdravý spánek) •Socioekonomické faktory (prostředí, bezpečí, zaměstnání, stres) •Cvičení (únava) •Hygiena (teplota, tma, pohodlí, hluk) • • Změny v průběhu života Hodnocení spánku •Polysomnografie •Aktigrafie •Spánkový deník •Spánkový dotazník (PSQI, SATED) •Epworthská škála • Možnosti zkreslení •Laboratoř – neznámé prostředí, oddálený nástup spánku, odlišný průběh spánku •Aktigrafie – zkreslení pohybem x nečinností •Spánkový deník – zkreslení subjektem (chyby zapisování) •Spánkový dotazník – špatné vyplnění, nepochopení otázek • •Vhodnou strategií se jeví kombinace subjektivní a objektivní metody, nejčastěji aktigrafie a spánkového deníku nebo dotazníku • • Přehled metod Obsah obrázku stůl Popis byl vytvořen automaticky Spánkové studie •Nekonzistentní (tvar U, slabá souvislost, subjektivní hodnocení) •Silnější asociace pozorována u mladší populace (do 40 let) •Studie krátkodobé •Expozice krátkému spánku, popř. nabývání hmotnosti již před studií •Kouření (změny stravovacích návyků) •Jiné etnikum, populace • Spánkové studie •Spánek < 6,0 hodin u dospělých i dětí spojen se signifikantně vyšším rizikem obezity (Cappuccio FP et al. (2008) Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children and adults. Sleep 31(5):619-26. • •negativní relace mezi délkou spánku a obvodem pasu (Sperry SD et al. (2015) Sleep Duration and Waist Circumference in Adults: A Meta-Analysis. Sleep 38(8):1269 -76. • •Prokázána longitudinální asociace mezi krátkým spánkem a budoucí obezitou u dospělých Wu Y, Zhai L, Zhang D (2014) Sleep duration and obesity among adults: a meta-analysis of prospective studies. Sleep Med 15(12):1456-62. • • Spánkové studie •Na dvojčatech (nízký stupeň dědičnosti délky spánku (31 %) – tzn. převládá primárně determinace environmentálními faktory a vysoký stupeň dědičnosti BMI (76 %)) •spánek < 7 hodin/noc spojen s vyšším BMI při pečlivé kontrole genetických faktorů a společně sdíleného prostředí a to i při kontrole socio-demografických a zdravotních faktorů •Výsledky podporují hypotézu o signifikantním vlivu spánku na tělesnou hmotnost s tím, že na spánek je možné nahlížet jako na nezávislý a životním stylem ovlivnitelný rizikový faktor obezity •Watson N.F. et al. A twin study of sleep duration and body mass index. Journal of Clinical Sleep Medicine. 2010;15(67):11 - 7. • •významná závislost mezi krátkým spánkem (1. kvartil délky spánku specifické k věku) a vyššími naměřenými ukazateli adipozity u žen, nikoli u mužů •po zúžení souboru žen nadále podporuje přímý vliv krátkého spánku na zvýšení tukové tkáně v těle •Liu R. et al. A population-based twin study on sleep duration and body composition. Obesity. 2012;20(1):192 - 9. 1224 dvojčat z USA • • • • •Z. Kapounová (2013) Spánkové studie •U dětí silný vztah (typická kombinace nedostatku spánku + nízká FA + nadužívání moderních médií + nevhodná strava a návyky) • •Chlapci s nadv.+obez. statisticky významně méně spánku •Dívky s nadv.+obez. statisticky významně více času u TV •Hirošová K et al. (2016) Prevalencia nadváhy a obezity u adolescentov a jej asociácia s kardiometabolickými rizikovými faktormi a životným štýlom. Hygiena 61 (3):100-107. •U dětí neplatí U křivka, tzn. delší spánek hraje pozitivní roli • Obezita •Zmnožení tukové tkáně, často na podkladě pozitivní energetické bilance •Dnes spíše nižší socioekonomické vrstvy •Silně obezitogenní prostředí •Podle Evropského výběrového šetření z r. 2014 mělo v České republice 56 % lidi nadváhu nebo obezitu, obézních bylo 17 %, přičemž převažovali muži a vyšší věk nad 45 let •Rodina, marketing, stravovací návyky, pohyb •Obezita z dětství přetrvává do dospělosti • • > Zdravotní dopady obezity •KVO •Chronický zánětlivý stav (+ 10 kg -> riziko vyšší o 60 %), hypertenze •Diabetes mellitus •Viscerální tuk, ektopický tuk, IR •Onkologické riziko •Tlusté střevo a konečník, prs, děloha, ledviny, jícen, pankreas •Pohybový aparát •Osteoporóza, namáhání kloubů dolních končetin •Reprodukce •Erektilní dysfunkce, PCOS, preeklampsie a GDM •GIT •Hiátová hernie, reflux, Baretův jícen, žluč. kameny, NAFLD •Dýchací soustava •Námahová dušnost, spánková apnoe, astma •Nervová soustava •Idiopatická intrakraniální hypertenze, depresivní stavy aj. • Spánek a obezita: mechanizmus účinku •Spánek a E přívod •Spánek a E výdej •Spánková deprivace jako forma stresu •Desynchronizace cirkadiánních rytmů Spánek a E přívod • Vztah spánku a obezity •Příliš krátký spánek (pod 6h, 33 % populace), příliš dlouhý (nad 9h, 18 % populace) •Náročné prokázání souvislosti, směr asociace?, zkreslení atd…. •Krátcí spáči (< 5 h) o 23 % vyšší riziko nadváhy a o 59 % vyšší riziko obezity oproti 7-8h spánku •Studie se víceméně shodují, buď krátcí spáči mají vyšší BMI nebo často nejdelší spánek pozorují u BMI pod 25 •Střední doba spánku je přibližně 7-8 h •U křivka (škodí krátký i dlouhý spánek) – obezita, DM2 •J křivka - MetS • • Vztah spánku a obezity •Načasování (desynchronizace rytmů) •Muži (obezita) x ženy (nadváha, obezita) •VLIV NA VÝBĚR JÍDLA •Krátký spánek -> nižší leptin, vyšší ghrelin (viz graf) •Snížení anorexigenních hormonů peptidu YY, GLP-1 •-> větší pocit hladu, zvýšení příjmu E, větší porce •Spánková fragmentace -> nižší pocit sytosti •Zhu a kol. vyšší konzumace svačin (+ 250-500 kcal kcal) •Patel a kol. vyšší konzumace potravin s vyšším obsahem T,S • • Vztah spánku a obezity •Cros a kol. pozorovali u spánkové deprivace s konzumací E bohatších potravin zvýšení jaterních lipidů a snížení inzulinové citlivosti… • •VLIV NA POHYBOVOU AKTIVITU (více x MÉNĚ pohybu) •Po spánkové restrikci - 24h zvýšení CEV cca o 5% <->vyšší E nároky při prodloužené bdělosti •Menší snaha sportovat, nižší FA •Delší den (více pohybu x větší prostor pro konzumaci potravin např. večer) •Epidemiologické studie - z dlouhodobého pohledu přispívá zkrácený spánek především k nadměrnému E přívodu nikoliv k vyššímu E výdeji, jak se hypoteticky očekávalo • • Spánková deprivace je forma stresu •SD nebo přerušovaný spánek vede •k aktivaci SNS (synaptický NS) •zvýšená sekrece katecholaminů > inhibice leptinu, vyšší TF a TK •k aktivaci HHA (hypothalamo-hypofyzární-adrenokortikální osa) •zvýšená produkce kortizolu > stimulace NPY, inhibice leptinu?, riziko HT, DM, MS, osteoporózy, imunosuprese, deprese, narušený spánek •Dopad na autonomní a neuroendo-krinní systém bude tím větší, čím aktivnější musí být v bdělém stavu spánkem deprivovaná osoba • •Vzájemné ovlivňování … stres -> bdělost -> ↓spánku • • Cirkadiánní rytmy, chronotyp? •Vliv chronotypu na příjem stravy a tělesnou hmotnost •Ranní ptáčata vs noční sovy (Horne-Östbergův test) •Noční chronotypy vykazují horší stravovací návyky a vyšší E příjem ve 2. p. dne •Noční chronotypy – poruchy metabolické kontroly – glc, TAG, HDL •Noční chrnonotypy – nižší příjem ovoce, vyšší příjem masa, alkoholu a slazených nápojů •Eur J Clin Nutr. 2017 Jun;71(6):736-742. doi: 10.1038/ejcn.2016.182. Epub 2016 Sep 21. The association among chronotype, timing of food intake and food preferences depends on body mass status. • Shrnutí •Nedostatek spánku narušuje neuroendokrinní regulaci příjmu potravy prostřednictvím změny sekreční aktivity klíčových hormonů regulujících příjem potravy – leptinu a ghrelinu, způsobující větší a častější pocit hladu, vyšší energetický přívod, nevhodné stravovací návyky, což vede ke vzestupu tělesné hmotnosti. •Den po spánkové deprivaci je navozen stav podobný stresové reakci, kdy dochází k aktivaci sympatického nervového systému a hypothalo-hypofyzární-adrenokortikální osy. Výsledkem je zvýšený krevní tlak a zvýšená sekrece kortizolu, který z dlouhodobého hlediska přispívá k inzulinové rezistenci, tvorbě tuku a k inhibici leptinu. • • Shrnutí •Narušení exprese hodinových genů vlivem desynchronizace cirkadiánních rytmů může vyústit v poruchy regulace energetické rovnováhy (poruchy metabolizmu glukózy, cholesterolu, lipogeneze, adipogenze, sekrece leptinu, signalizace pocitu hladu/sytosti) a dalším patologickým jevům. •Zvýšený pocit únavy po nedostatečném spánku snižuje denní fyzickou aktivitu a přispívá ke konzumaci energeticky denzitních potravin. •Chronická expozice krátkému spánku z dlouhodobého hlediska přispívá k nadměrnému energetickému přívodu spíše než ke zvýšenému energetickému výdeji. • • Knutson KL. Does inadequate sleep play a role in vulnerability to obesity? American Journal of Human Biology. 2012;24(3):361 - 71 Modré světlo •Krátkovlnné 430-500 nm (potenciálně fototoxická vln. délka pro sítnici) •Fotoreceptory sítnice (gangliové buňky sítnice s obsahem pigmentu melanopsinu) mají absorpční vrchol v modré části spektra při přibližně 480 nm •Žlutý filtr blokuje snižuje absorpci modrého světla (<550 nm) •Bez významného rozdílu v únavě očí, bez rozdílu v subjektivním hodnocením dotazníkem, bez vlivu na zdraví Makuly •Pozitivní vliv na kvalitu spánku (3 hod před spaním 2 týdny) – čočky s vysokou schopností blokace modrého světla • • BrainMarket brýle blokující 100% modrého světla, Stark - černé - BrainMarket.cz •LED displej (emise 460-490 nm) – displeje nedosahují limity, vyšší jsou i emise ze slunečního záření -> další studie •Nesourodé studie, jednotná a kvalitní hodnotící kritéria • Digital Addiction – LICCV Digitální závislost •identifikována jako funkčně ekvivalentní všem závislostem, charakterizovaná nutkavým, navyklým a nekontrolovaným používáním digitálních zařízení a nadměrně opakovaným zapojením se do určitého online chování. •Jakmile se touha být online stane neovladatelnou, je vždy doprovázena těžkou ztrátou spánku, emocionální tísní, depresí a dysfunkcí paměti. Dále poruchy příjmu potravy, omezení společenského života (rodina, přátelé). V extrému až sebevražda. •Dochází ke změně dopaminové a serotoninové synaptické plasticity, nezbytné pro kontrolu impulzů a paměti. •Neurochemické procesy „obvodu odměny“ podobně jako alkohol, nikotin nebo kokain. •Dysfunkce mtb melatoninu a vit. D • Výsledky DP 2019 •Vliv spánku na složení těla •Vyhodnocení BIA, antropometrických dat a spánkových informací (PSQI) •Východiska práce: •Doba spánku se zkracuje •Kratší spánek -> vyšší riziko nadváhy a obezity •Kvalita i kvantita spánku ovlivňuje příjem a výběr stravy • • • Výsledky DP 2019 •Délka spánku – BMI, % tuku, OP, WHR, FFM, VFA •Doba ulehnutí – OP, BMI, VFA • •BIA, 24h recall, dotazník emailem (+ zpětně 1 upomínka) •451/389 osob (61 % ženy, 39 % muži) •Statistica Charakteristika souboru Nadváha nebo obezita - 17 % žen, 30 % mužů Charakteristika souboru Délka spánku 4–10 hod. ženy, 48 % 7–8 hod. 5–9 hod. muži, 54 % 7–8 hod. Charakteristika souboru Doba ulehnutí - 21–3 hod. ženy, 63 % po půlnoci; 21:30–2 hod. muži, 76 % po půlnoc Závěry •Spánek je rizikový faktor přispívající ke vzniku nadváhy a obezity •Délka i kvalita spánku ovlivňují metabolické a behaviorální mechanismy •Fragmentace spánku rovněž působí negativně •Asociace slábne s věkem (na rostoucím BMI se podílí silněji další faktory) •Výsledky studií jsou nesourodé (metodika, populace atd…) Zdravý životní styl vs. …? •Strava •Spánek •Pohyb • •Směnný provoz •Stres a pracovní zátěž •Umělé osvětlení •24/7 non stop Spánková hygiena Obsah obrázku kočka, interiér, ležící, postel Popis byl vytvořen automaticky •Spánek není ztráta času!