Auswirkungen des Schlaf- und Essenszeitpunkts auf die Regulierung der Nahrungsaufnahme

Schlafmuster beeinflussen Aspekte des Stoffwechsels, die das Risiko von Fettleibigkeit beeinflussen können; Unser Labor interessiert sich für die Untersuchung, ob Schlafmuster eine Rolle bei der Entstehung von Fettleibigkeit spielen. Personen mit späten Schlafenszeiten und späten Aufstehzeiten haben tendenziell eine größere Nahrungsaufnahme, die mehr Fast Food und zuckergesüßte Getränke, weniger Obst und Gemüse [1], größere Portionen und spätere Essenszeiten [2] umfasst, als Personen mit früheren Schlafenszeiten. Dieses Schlafmuster ist weit verbreitet: ~15 Millionen Amerikaner arbeiten in Schichten außerhalb der regulären Tageszeiten [3] und andere setzen sich dem „sozialen Jetlag“ aus (Zeitunterschied zwischen der Mitte der Schlafepisode [Midpoint of Sleep] an Werktagen und arbeitsfreie Tage, ähnlich wie bei Reisen über Zeitzonen hinweg) [4]. Die mit diesen Lebensstilen verbundene Verschiebung der Schlaf- und Essenszeiten führt zu einer Fehlausrichtung des Schlaf- und Essverhaltens auf die zirkadianen Uhren. Diese Uhren, die sich im Gehirn und in den Organen des ganzen Körpers befinden, regulieren den Stoffwechsel und das Verhalten und werden durch Schlaf und Nahrungsaufnahme beeinflusst. Die Störung von Uhrengenen in einzelnen Organen kann teilweise für eine metabolische Dysregulation verantwortlich sein [5]. Eine Änderung der Koordination von Schlaf- und Essenszeiten kann die Bewertung der Nahrungsbelohnung (Gehirn) und den Stoffwechsel (periphere Organe) beeinflussen, um Fettleibigkeit und IR zu fördern, was häufiger bei Schichtarbeitern beobachtet wird. Dies ist der Schwerpunkt dieser randomisierten, kontrollierten Crossover-Studie mit 4 Phasen:

• Normaler Schlaf (Ns; 0000–0800 h), Normale Mahlzeiten (Nm = Mahlzeiten um 1, 5, 11 und 12,5 h nach dem Aufwachen) = Ns/Nm
• Normaler Schlaf (Ns; 0000–0800 h), späte Mahlzeiten (Lm = Mahlzeiten um 4,5, 8,5, 14,5 und 16 h nach dem Aufwachen) = Ns/Lm
• Spätschlaf (Ls; 03:30–11:30 Uhr), normale Mahlzeiten (Nm = Mahlzeiten um 1, 5, 11 und 12,5 h nach dem Aufwachen) = Ls/Nm
• Spätschlaf (Ls; 03:30–11:30 Uhr), späte Mahlzeiten (Lm = Mahlzeiten um 4,5, 8,5, 14,5 und 16 Uhr nach dem Aufwachen) = Ls/Lm Ziel 1: Bestimmung, ob Ls und/oder Lm bei Personen mit gewohnheitsmäßigem normale Schlafdauer und -zeitpunkt, verändert eine oder beide Seiten der Energiebilanz, d. h. Nahrungsaufnahme und Energieverbrauch (EE), relativ zu Ns und Nm.
• Hypothese 1: (a) Ls und Lm haben unabhängige und interaktive Wirkungen auf die Nahrungsaufnahme und EE. Die Aufnahme bei einer Ad-libitum-Testmahlzeit und während eines 24-Stunden-Zeitraums, gemessen nach 3 Tagen jeder Intervention, ist während Ls und Lm größer, und dies wird verstärkt, wenn Ls und Lm kombiniert werden, im Vergleich zu Ns und Nm. (b) Der Ruheumsatz (RMR) wird während der Ls- und Lm-Phasen niedriger sein, und dieser wird weiter reduziert, wenn Ls und Lm im Vergleich zu den Ns- und Nm-Phasen kombiniert werden (Ns/Nm<Ls/Nm≤Ns/Lm). <Ls/Lm).

Ziel 2: Zu bestimmen, ob neuronale Reaktionen auf Nahrungsreize in Gehirnregionen, die mit dem Belohnungswert in Verbindung stehen, Unterschiede in der Nahrungsaufnahme erklären.

• Hypothese 2: (a) Erhöhte Gehirnaktivität als Reaktion auf die visuelle Präsentation von Nahrungsreizen unter Verwendung der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) wird in Ls und Lm im Vergleich zu Ns und Nm in der Insel und dem orbitofrontalen Kortex zu sehen sein. Die verstärkte neuronale Aktivität als Reaktion auf Nahrungsmittel wird in der Ls/Lm-Phase am stärksten ausgeprägt sein (Ns/Nm < Ls/Nm ≤ Ns/Lm < Ls/Lm). (b) Die neuronalen Reaktionen auf Nahrungsreize werden mit dem Neuropeptid Y (NPY) vor dem Test, Hypocretin-1 und der anschließenden Nahrungsaufnahme in Beziehung gesetzt.

Forschungsziel 3: Bestimmung, ob Essens- oder Schlafzeitpunkte die Glukosehomöostase und appetitregulierende Hormone beeinflussen.

• Hypothese 3: Ls und Lm führen zu einer geringeren Insulinsensitivität (häufig i.v. Glukosetoleranztest [FSIVGTT] und Mahlzeittoleranztest [MTT]) als Ns und Nm (Ns/Nm>Ls/Nm≥Ns/Lm>Ls/Lm). Das Timing von Schlaf und Mahlzeiten wird unabhängige und interaktive Auswirkungen auf das 24-Stunden-Muster von Hormonen haben, die die Nahrungsaufnahme regulieren (geringeres Leptin und Glucagon-ähnliches Peptid-1 [GLP-1]; höheres Ghrelin, NPY und Hypocretin-1).