Przyczyny otyłości są złożone i zależy od wielu czynników. Podczas gdy badania wykazały powiązania między snem, nawykami żywieniowymi i przyrostem masy ciała, naukowcy wciąż nie są pewni co do roli systemu okołodobowego – zegara biologicznego – w kształtowaniu nawyków żywieniowych. Jednak nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Brown University’s Warren Alpert Medical School i Mass General Brigham pokazuje wyraźny związek między rytmem dobowym, wagą i nawykami żywieniowymi u nastolatków, wrażliwej grupy wiekowej, której nawyki żywieniowe wpływają na ich zdrowie przez całe życie. Badanie wykazało, że nastolatki, które zostały sklasyfikowane jako „z nadwagą” lub „otyłe” według statusu wagi, spożywały więcej kalorii w późniejszych porach dnia w porównaniu z uczestnikami o zdrowej wadze.

Wyniki opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences sugerują, że rytm okołodobowy odgrywa ważną rolę w wyjaśnianiu późniejszego spożycia kalorii u osób zagrożonych otyłością, według głównej badaczki Mary Carskadon, profesor psychiatrii i zachowań ludzkich w szkole medycznej Brown University. „Kluczowe znaczenie okresu rozwojowego nastolatków dla przygotowania sceny na całe życie w zdrowiu podkreśla potrzebę zrozumienia roli procesów snu / czuwania i rytmu okołodobowego na zachowania żywieniowe” – powiedziała Carskadon, która kieruje również Laboratorium Badań Snu w Bradley Hospital. Zdobyta wiedza otwiera drzwi do potencjalnych interwencji, które mogą poprawić zdrowie nastolatków w przyszłości.

Zegar biologiczny i zachowania żywieniowe

System okołodobowy składa się z bilionów „zegarów” obecnych w praktycznie wszystkich narządach, tkankach i komórkach, stymulując biologię i zachowanie w celu dostosowania się do zmieniających się wymagań w cyklu dzień-noc. Wiadomo, że system okołodobowy wpływa na ludzi w różny sposób, ze względu na połączenie czynników genetycznych, behawioralnych i środowiskowych. Według autora badania, Davida Barkera, profesora nadzwyczajnego psychiatrii i zachowań ludzkich (badania) na Uniwersytecie Browna, poprzednie badania analizowały sen i zachowania żywieniowe przy użyciu samodzielnie zgłaszanych pomiarów głodu i innych zmiennych.

Barker powiedział, że niektóre czynniki, które wyróżniały to badanie, to dokładny pomiar spożycia żywności przed i po posiłkach oraz fakt, że wpływy środowiskowe i behawioralne były kontrolowane, gdy uczestnicy przebywali w laboratorium. Pięćdziesięciu jeden ochotników w wieku od 12 do 18 lat wzięło udział w badaniu, które zostało przeprowadzone w laboratorium badań snu w Bradley Hospital. Uczestnicy zostali podzieleni na trzy grupy w oparciu o ich wskaźnik masy ciała. Umieszczono ich w 28-godzinnych cyklach snu i czuwania – nieco dłuższych niż typowy 24-godzinny dzień – a podczas czuwania pozostawali w kontrolowanym środowisku z przyciemnionym światłem i w całkowitej ciemności podczas snu. Uczestnicy pozostawali w tym samym pomieszczeniu przez całe badanie, które trwało 11 dni i 10 nocy. Aby kontrolować zewnętrzne wpływy na rytm dobowy, naukowcy usunęli wszystkie zewnętrzne wskazówki ze środowiska laboratoryjnego, w tym zegary i dostęp do naturalnego światła.

W godzinach czuwania uczestnicy mieli sześć okazji do jedzenia o ustalonych porach, ze standardowym menu, które pozwalało im jeść tyle, ile chcieli podczas posiłku. Naukowcy śledzili spożyte jedzenie, a także spożycie kalorii. W ciągu dnia badani byli monitorowani przez studentów z Brown University i innych instytucji, którzy zapewniali im możliwość uczestniczenia w różnych zajęciach, w tym rękodziele, oglądaniu filmów (przy słabym oświetleniu) i graniu w gry planszowe.

Wyniki wykazały, że zmiany w systemie okołodobowym w ciągu dnia i nocy znacząco wpłynęły na spożycie żywności. We wszystkich trzech grupach spożycie żywności było najwyższe późnym popołudniem i wczesnym wieczorem, a najniższe rano, nawet po uwzględnieniu czynników behawioralnych i środowiskowych. Pokazuje to, że zegar biologiczny organizmu ma bezpośredni wpływ na to, ile ludzie jedzą o różnych porach dnia. Młodzież z grup z otyłością i nadwagą spożywała znacznie więcej kalorii wieczorem niż młodzież z grupy ze zdrową wagą. Naukowcy nie stwierdzili znaczących różnic w całkowitym czasie snu między grupami lub w obrębie grup w różnych cyklach snu.

Interakcje między układem okołodobowym, odżywianiem i metabolizmem

Według autora badania Franka Scheera, dyrektora programu chronobiologii medycznej w Brigham and Women’s Hospital, wiadomo było już, że układ okołodobowy wpływa na głód i metabolizm. Nie było jednak jasne, czy system okołodobowy bezpośrednio wpływa na spożycie żywności, gdy jest odizolowany od wpływu cykli środowiskowych i behawioralnych, w tym światła, snu i cykli aktywności. „To badanie jest pierwszym, które pokazuje, że samo spożycie żywności jest regulowane przez nasz wewnętrzny zegar ciała” – powiedział Scheer.

Konieczne są dalsze badania w celu ustalenia, czy wpływ na okołodobową kontrolę karmienia przyczynia się do zmiany masy ciała, czy zmiana masy ciała wpływa na okołodobową kontrolę karmienia, czy też istnieje połączenie tych dwóch czynników. Carskadon powiedział, że wyniki tego badania mogą służyć jako źródło informacji dla lekarzy doradzających nastolatkom w zakresie kontroli wagi.

Na przykład, na wpływ rytmu okołodobowego można wpływać poprzez odcięcie światła w późnych godzinach dziennych i zwiększenie jasnego światła rano, zwłaszcza podczas ćwiczeń. Mogłoby to pomóc w przesunięciu rytmów w lepsze miejsce – a także stworzyć zdrowe nawyki. Dzięki przyszłym badaniom zespół ma nadzieję uzyskać głębsze zrozumienie interakcji między układem okołodobowym, odżywianiem i metabolizmem, a także mechanizmów leżących u podstaw tych relacji i implikacji dla rozwoju interwencji żywieniowych w celu poprawy zdrowia.