文摘

本研究确定了睡眠不足的影响和随后的复苏睡在葡萄糖稳态,血清中瘦素水平和主观的感觉饱腹感。二十三岁健康的年轻男子被分配到对照组(CON)或一个实验(EXP)组。两个晚上8 h后在床上(基线,提单),实验花了4小时在床上躺了五天(睡眠限制,SR),紧随其后的是两个晚上8 h(复苏,REC)。整个研究反对花了8 h在床上。采集的血液样本提单后,SR, REC时期。EXP、胰岛素和insulin-to-glucose比率增加后老igf - 1水平增加后REC。SR和REC后瘦素水平升高;主观的饱腹感仍不受影响。没有观察到变化场骗局的观察增加血清igf - 1和insulin-to-glucose比率表明睡眠不足可能导致患2型糖尿病的风险增加。

1。介绍

睡眠被认为是一个恢复的过程,对许多身体系统有益的影响,包括消化系统、免疫系统、心血管系统。然而在现代工业化社会中,自愿限制睡眠是由于越来越常见,例如,增加工作要求和非典型工作时间(1]。此外,部分损失的睡眠是普遍人体验环境或心理压力,精神或身体疾病或参加倒班工作2]。这种慢性睡眠不足的后果有很多,包括越来越多的事故,在交通和在工作中,增加某些疾病的患病率,甚至增加死亡率(2]。重要的是要理解和阐明睡眠和健康相关的机制如果我们想办法管理慢性睡眠限制的人。

充足的睡眠是一个关键的组件在能量代谢的调节。一些流行病学研究表明,习惯性的短的睡眠时间与患肥胖症和糖尿病的风险增加(3,4]。控制的实验室研究,调查长期睡眠不足对能量代谢的影响,更为稀缺。葡萄糖耐量受损已被证明是后六天每晚四小时的睡眠限制,条件相比,参与者被允许每晚12小时在床上六天(5),这可能导致2型糖尿病的风险。此外,它已被证明,两个晚上的睡眠限制为4个小时,相比两个晚上的10个小时在床上,导致饱腹感的荷尔蒙瘦素减少,伴随着增加饥饿和增加生长素orexigenic血清浓度的因素(6),这可能增加患肥胖症的风险。

啮齿动物研究能量代谢主要应用总睡眠不足或选择性REM睡眠剥夺的设计,这都是难以睡眠限制设计的比较。艾弗森和克罗利,老鼠,15天的睡眠限制抑制igf - 1的浓度和瘦素(7),这是,有趣的是,伴随着减肥。Bodosi和他的同事们发现,另一方面,这5 h睡眠不足但不影响瘦素浓度增加胃促生长素浓度(8]。

在目前的研究中,我们模拟的积累只有5个工作日睡眠时间随后两天的周末恢复睡眠和测量了几种代谢参数的变化发生在这一时期,包括葡萄糖代谢、血清中瘦素的浓度,和饱腹感的感觉。

2。材料和方法

2.1。参与者

二十三岁健康男性,19岁至29岁(的意思SD 23.12.5),参与这项研究,是由在当地报纸广告招募一个为期两年的时间跨度。首先,志愿者筛选在一次电话采访中,紧随其后的是一个彻底的身体检查,验血(甘油三酯、胆固醇、血红蛋白、肌酐白细胞,红细胞,血细胞压积,TSH,反卫星,ALAT、MCV、妇幼保健、MCHC),和筛选多导睡眠图。参与者的决赛资格评估根据预设的纳入和排除标准。志愿者被排除在参与下列:不规则的睡眠时间表,常规的小睡,先进或睡眠相位后移症候群,失眠或其他睡眠问题,大声打鼾> 5天/周,重复呼吸暂停,日间极度嗜睡(埃普沃思嗜睡量表> 8),不宁腿至少每月一次,一个障碍可能会变得更糟,因为长时间的清醒(如严重精神障碍、癫痫和心律失常),过多的咖啡因摄入量(> 5杯咖啡/天),过度饮酒(> 15单位/周;1单位= 11 g或13.9毫升酒精),吸烟、药物影响中枢神经系统在过去两周,任何临床相关的异常血液测试,其他任何原因,健康可能受到伤害,因为如果参与,低通气指数20日周期性肢动指数25日,脑电图痫性活动,异常尿药物筛选,经历了一个重大的最近的生活事件,可能会扰乱睡眠。此外,志愿者只包括当满足以下所有条件:男19岁至29岁,晚上睡眠延迟约20 - 30分钟后,不间断夜间睡眠,如果没问题再入睡,醒来没有慢性疾病或症状影响睡眠,没有持续的药物治疗,愿意并且能够参与。

所有参与者报告习惯每晚睡7 - 9个小时的睡眠时间和普通的睡眠时间表。实验前至少一个星期完成睡眠日记,actigraphs为了验证坚持规律的睡眠时间表。前一个星期开始的实验中,参与者有一个适应的睡眠实验室。prestudy意味着(SD)睡眠时间是6.88 (在对照组和7.05 (0.58)h在实验组0.80)h。参与者的prestudy意味着(SD)身体质量指数(BMI)为23.24 (对照组2.39)和23.25 (在实验组2.70)。

2.2。试验协议

批准的协议是赫尔辛基大学医院伦理委员会,并从所有参与者得到书面确认同意。为期10天的实验计划(图1)是在大脑和执行工作研究中心的芬兰职业健康研究所(FIOH)。总之,参与者在睡眠实验室连续花了十天。十五参与者被随机分配到实验组(EXP),在前两个晚上8 h在床上(基线,提单;从h至07:00 h 23点),其次是4 h在床上5晚(睡眠不足,老;从03:00 h至07:00 h),最后,又在床上三个晚上8 h(复苏,REC)。八个参与者被随机分配到对照组(CON),花了8 h每天晚上躺在床上。睡觉在白天是不允许的,不断被脑电图记录和监控的调查员。清醒期间,参与者参加了一个更大的我们的睡眠实验室的实验涉及的模拟工作由多种认知和心理任务。白天他们的主要活动包括重复评估精神运动警觉任务(PVT)(电子邮件保护)多任务,扫视测试,内存和运动的训练和测试任务。此外,唾液样本提供每天十次和血压评估一天八次。

参与者吃标准化餐在固定的时间在整个实验过程:喂饲h(600千卡),早餐午餐十二点h(800千卡),晚餐晚上6:30 h(700千卡);零食在下午15:30 h(300千卡)和30 h(200千卡)。此外,实验参与者在吃一片水果(苹果或橘子)00:30 h(50千卡)。参与者不允许离开大楼,但可以在正常的短暂休息,离开房间睡眠和测试和访问一个放松的房间电视和电脑。照度在睡眠和测试房间范围从150到400勒克斯,和放松的房间从350年到600勒克斯,房间的温度范围从19到23摄氏度。Polygraphy和心电图都连续测量。

2.3。激素测量

激素水平评估从血液样本被早餐前在h 07:30时第二次提单晚,老第五晚,第二个矩形晚上在实验和相应的夜晚场骗局样本分析Medix实验室、埃斯波,芬兰对葡萄糖、胰岛素,IGF1和瘦素。血液采样之前,受试者被要求在1到5范围内他们饥饿的感觉(1很饿,5非常满足)。上面描述的唾液样本进行了分析,使用商品化试剂盒测定皮质醇水平(唾液皮质醇,小冰期,IBL,汉堡,德国)。

2.4。统计分析

对欺诈和经验值,平均值SD计算每个实验天,提单,SR,和REC。此外,SR和REC值被表示为每个参与者的提单价值的百分比,即规范化。SR和REC值相比我们有提单的价值观运用配对为正态分布差异和魏克森讯号等级测试测试不是正态分布的差异。差异的常态检查使用Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验。一个. 05被认为是具有统计学意义。所有统计分析进行了使用SPSS版本15(美国芝加哥SPSS Inc .)。

3所示。结果

3.1。总睡眠时间和皮质醇概要文件

在反对,意味着总睡眠时间(SD)在整个实验过程中尚未受到影响,而在实验,平均睡眠时间,正如所料,强烈降低SR期间(表1)。在实验中,峰值与16.2皮质醇水平被推迟5.5分钟后SR提单(相比;表1)。矩形后,皮质醇剖面类似于提单了。在反对,皮质醇概要文件在整个实验过程中(表尚未受到影响1)。

3.2。葡萄糖、胰岛素和igf - 1

意味着葡萄糖、胰岛素和igf - 1水平在两组在整个实验过程中所描述的表2。老后血糖水平显示出减少的趋势及其水平矩形后显著降低到65.5%提单的水平的1.3% (;图2)。在反对,血糖水平保持在提单水平在整个实验(图2)。

SR后胰岛素水平增加到159.9%提单的水平的25.6% (;图2)和复苏后返回给提单水平(114.5%提单的水平的10.1%)。在反对,胰岛素水平保持在提单水平在整个实验(图2)。

insulin-to-glucose比老后显著增加到160.8%提单的水平的25.4% (;图2),回到提单后后续的矩形(118.2%水平提单的水平的9.9%)。在反对,insulin-to-glucose比率保持在提单水平在整个实验(图2)。

igf - 1水平表现出增加的趋势在SR和矩形后其含量显著升高到111.7%提单的水平的3.6% ()。在反对,igf - 1水平保持在提单水平在整个实验(图2)。

3.3。瘦素和主观的饱腹感

意味着瘦素水平和主观的感觉饱腹感在整个实验在两组中描述表2。老后瘦素水平增加163.3%提单的水平的42.4% ()和矩形后仍明显升高(123.1%提单的水平的7.0%;;图2)。在反对,瘦素水平保持在提单水平在整个实验(图2)。

饱的感觉仍在两组在整个实验(图的影响2)。

4所示。讨论

长期睡眠不足正成为一个越来越普遍的现象在现代24小时社会原因,例如,自愿睡眠限制和增加工作要求(1,9]。限制睡眠不仅导致困倦和认知能力受损,也不利影响一般健康(10]。几个普遍的障碍已被证明是流行病学与习惯性短睡眠时间有关,包括心血管疾病(11,12),2型糖尿病13),和肥胖14,15]。

在目前的研究中,血清葡萄糖水平下降过程中睡眠,睡眠不足及随后的复苏而血清胰岛素水平增加。因此,insulin-to-glucose比率明显升高后睡眠不足,但随后的复苏后回到基线值的睡眠。提高胰岛素水平不伴随着海拔的葡萄糖水平表明对胰岛素的敏感性降低,这可能最终增加noninsulin-dependent糖尿病的风险(即。2型糖尿病)。结合之前的研究表明,长期睡眠不足大大降低葡萄糖耐量(5),实验支持诱发睡眠不足和2型糖尿病之间的联系已经逐渐积累,支持目前的流行病学证据(13,16,17]。

在正常生理情况下,血糖浓度严格监管在狭窄的范围之内。著名的血糖水平升高的条件由于胰岛素信号是糖尿病的赤字,但没有常见的条件是已知的血糖水平下降。血糖是最重要的能源供应到大脑,因此,观察到的减少葡萄糖后复苏与基线相比是令人费解的,因为它是令人担忧的,因为最重要的不利影响长期血糖水平降低是脑功能障碍,甚至在极端情况下损伤(18]。此外,空腹血糖水平低是与死亡风险增加有关19]。

除了胰岛素,胰岛素样生长因子- 1 (igf - 1)是另外一种物质,降低血清葡萄糖在老鼠和人类的20.,21),甚至这样做的能力严重的胰岛素抵抗患者(22]。目前的研究的确表明,复苏后,igf - 1水平增加,血糖水平降低。有趣的是,除了降低血清葡萄糖水平,igf - 1也已被证明能够降低血清胰岛素水平在老鼠和人类(23,24]。假设,通过降低胰岛素水平,igf - 1减少胰岛素抵抗,因此可能是治疗的重要的生理状态,与胰岛素抵抗有关,如2型糖尿病。因此,观察到海拔在复苏后igf - 1本研究可能被视为一种补偿性反应睡眠后增加胰岛素水平。

肥胖的全球发病率迅速扩大对公众健康有很大的影响(25),例如,通过增加患心血管疾病的风险。这种趋势不仅被平行的自我报告的睡眠时间逐渐减少的趋势,许多流行病学研究已经与这些趋势和看到一个短的睡眠和肥胖之间的相关性26]。然而,最近几组有质疑这个链接的临床意义27,28]。扩大当前的文献与实验调查可能属性来解决那些激烈的辩论,社论,新闻报道。

瘦素,饥饿激素外围激素被认为有助于中央监管食物摄取的29日]。胃饥饿素,主要发布的胃,刺激食欲而瘦素,主要是由脂肪细胞,刺激能产生饱腹感。因此,慢性胃促生长素水平升高和/或降低瘦素水平可能属性肥胖的发展。肥胖确实与瘦素抵抗和肥胖相关的主题显示高度升高血清浓度的瘦素(30.]。迄今为止,只有两个实验研究调查的影响长期睡眠不足对血清胃促生长素和消瘦素水平和观察降低瘦素和胃促生长素水平增加,伴随着增加饥饿的感觉和欲望4 h后睡眠一段10 h相比睡眠(6和12小时的睡眠31日]。此外,长期睡眠不足的老鼠已被证明导致降低瘦素水平与体重的减少有关,尽管食物摄入量的增加(7]。我们的观察,有趣的是,与那些发现在没有发现任何变化在饥饿的感觉,找到了一个增加而不是减少血清中瘦素的水平。

有几个因素调节血清中瘦素浓度。塔和他的同事们已经表明,睡眠时间与瘦素水平(32]。因此,long-sleepers血清中瘦素浓度高于短睡者。然而,我们是第一个表明受试设计实验参与者的习惯性睡眠时间不限制也有相似的效果,甚至增加血清中瘦素浓度。唯一相比以前的实验研究睡眠与睡眠扩展和发现,睡眠不足后,瘦素水平低于后睡眠扩展相比,但影响参与者的习惯性睡眠时间(6,31日]。

血清中瘦素浓度表现出昼夜节律,最小值在日间和夜间上升(33]。这个节奏不是携入的生物钟,但餐模式(34]。然而,它并不敏锐地响应变化单一餐(35]:大量的一餐1000千卡没有改变瘦素水平在未来三小时后管理(36]。在我们的研究中,只有适度(16分钟)延迟内源性昼夜节律唾液皮质醇的实验组。然而,吃饭时间是在整个实验过程中保持不变,除了另外一个苹果或橘子,参与者在实验在00:30 h组在睡眠限制的日子。我们觉得不太可能,这小的大约50千卡为期五天的习惯性膳食模式将瘦素水平增加了63%。如何废除口服食物完全取而代之的是静脉注射葡萄糖输液影响血清中瘦素浓度(6是未知的。

身体活动是逆相关空腹血浆瘦素水平(37]。体育锻炼确实被证明导致血清中瘦素的浓度下降,敏锐地和在整个24小时时间跨度(38,39]。在目前的研究中,然而,我们的目的不是让身体活动常数。因此,实验组的参与者并没有限制在他们的身体活动期间长时间的清醒。因此,体育活动略升高这一时期相比基线和恢复时间。理论上,这可能会减少瘦素水平。

瘦素在很长一段时间一直被认为是纯粹的饱腹感信号和以前的睡眠研究确实发现瘦素水平较低与饥饿的感觉(增加有关6]。然而,在目前的研究中,瘦素水平升高不伴随任何饥饿的感觉的变化。这可能表明瘦素发挥更多的生理角色除了调节食物摄入量,如促炎作用[40,41]。

另一种解释观察到的流行病学关联短睡眠和肥胖可能与睡眠和进食行为的自我平衡的控制。sap和他的同事们指出,饮食及睡眠的调节有强烈的享乐组件(42,43]。,同时会非常满足他们的生理需要的不是强烈的时候。也许,在睡眠限制的不愉快的经历,开始寻找快乐和过多的食物被消耗。事实上,它已被证明,睡眠限制主体的设置随意访问从小吃美味food-consume过量的卡路里44]。

5。结论

我们表明,长期睡眠不足的情况下,模拟一个工作周葡萄糖代谢变化和可能导致2型糖尿病的风险增加。两个晚上正常睡觉,然而,恢复这一效应。此外,我们表明,五个晚上的睡眠不影响饥饿的感觉和瘦素水平升高。这表明睡眠本身,因为它发生在一个典型的每周工作可能不会增加患肥胖症的风险。因此,以前观察到的流行病学的短睡眠和肥胖之间的联系可能是因为一个共同的潜在因素,而不是直接短睡眠和肥胖之间的因果关系。此外,过度消耗卡路里的零食而不是从食物限制睡眠期间可能导致体重增加和/或肥胖的发展(44]。

确认

本研究支持的欧盟第六框架(mcrtn - ct - 2004 - 512362)和芬兰的工作环境基金(FWEF;104073年和108203年)。投资者没有参与研究设计、数据收集和分析,决定发表,或准备的手稿。作者感谢Sirkku Hopeakangas帮忙收集血液样本,Marja-Leena哈维斯托招募的参与者,和Sirpa Hyttinen与皮质醇帮助分析。