Еда и циркадный ритм (FACT)

Синхронизация времени биологических процессов и поведения с 24-часовым циклом свет-темнота имеет фундаментальное значение почти для каждого физиологического процесса, когнитивной функции и общего состояния здоровья. Поскольку средний циркадный период у людей примерно на 9 минут длиннее 24-часового дня, а искусственное освещение позволяет еще больше отсрочить ход часов, циркадный цикл должен происходить каждый день. Это делает процесс циркадного смещения внутренних часов с внешней средой обычно упускаемым из виду процессом, который имеет серьезные последствия в случае нарушения.

В моделях на грызунах было показано, что диеты с высоким содержанием жиров дезорганизуют систему циркадного ритма. Однако было проведено ограниченное исследование того, как состав диеты влияет на систему циркадного ритма у людей. Способность к новому световому графику была кратко исследована после диеты с высоким содержанием жиров на моделях грызунов. Через 3 недели они испытывают на 20% меньшую скорость повторного вовлечения в новый световой цикл по сравнению с мышами, которых кормили диетой с низким содержанием жиров. Кроме того, у этих мышей наблюдался ослабленный ответ на световой импульс с опережением по фазе. Более того, простое предоставление мышам диеты с высоким содержанием жиров приводит к удлинению циркадного периода и смещению моделей питания ad libitum в типичную фазу отдыха.

Целью этого исследования является выявление влияния диеты на систему циркадных ритмов человека. Протокол представляет собой 46-дневное (28 амбулаторных дней, 18 стационарных дней в течение двух 9-дневных посещений) рандомизированное перекрестное исследование, предназначенное для выяснения скорости вовлечения в ответ на диету с высоким содержанием жиров. Участникам будет предоставлено 3 недели диеты с высоким содержанием жиров (2 недели амбулаторно, 1 неделя стационарно) с 50% калорий из жира. Протокол включает два типа сбора данных; амбулаторный мониторинг по строгому графику сна и бодрствования с пищей с высоким или низким содержанием жира, предоставленной исследовательской группой, и точные лабораторные измерения циркадного времени, увлеченности и других физиологических маркеров сна и кардиометаболического здоровья.

1. Амбулаторный мониторинг: участники будут поддерживать постоянный 14-дневный график сна дома по 8 часов в обычное время перед обоими визитами в лабораторию, чтобы убедиться, что 1) субъекты не ограничены во сне и 2) что они получают один и тот же график свет-темнота перед каждым визитом в лабораторию. для стабильного уноса; подтверждается актиграфией, журналами сна и звонками на записывающее устройство с отметками времени. На это время будут запрещены наркотики, лекарства, кофеин, алкоголь и никотин, а при поступлении в лабораторию будет проведен токсикологический анализ.
2. Амбулаторная диета: за 2 недели до каждого протокола участники будут придерживаться амбулаторной изокалорийной диеты, разработанной для удовлетворения индивидуальных ежедневных потребностей в энергии; диета, разработанная и подготовленная исследователями. Диеты должны быть составлены либо с высоким содержанием калорий за счет жиров (50 % жиров, 35 % углеводов и 15 % белков; по 33 % моно-, поли- и насыщенных жиров), либо с низким содержанием жиров (30 % жиров, 55 % углеводов и 15 %). % белка) (рандомизированный перекрестный дизайн). Диета будет состоять из завтрака, обеда, ужина и закусок, и участники либо будут приходить в лабораторию примерно на 3 дня, либо сотрудники будут доставлять еду. Участники будут проинструктированы употреблять только ту пищу, которая была предоставлена ​​в течение этих 14 дней. Соблюдение диеты будет фиксироваться путем отслеживания приема пищи с помощью мобильного приложения для отслеживания продуктов питания (MealLogger AppTM (Wellness Foundry, Нью-Йорк)).
3. Стационарные протоколы: участники будут допущены в отдельную комнату, свободную от внешних сигналов времени (например, часов, радиоприемников, компьютеров, посетителей и солнечного света). Температуру в помещении поддерживают на уровне 21–22,2 °C, а интенсивность света устанавливают на уровне ≤5 люкс во время запланированных процедур с постоянной позой, комнатный свет (400 люкс) во время бодрствования и 0 люкс (темнота) во время запланированных возможностей для сна. Участники будут оснащены инструментами для полной полисомнографии (ПСГ), электрокардиограммы и ректального термистора для непрерывного измерения внутренней температуры тела. Катетер для внутривенных вливаний 18-го калибра также будет вставлен в предплечье и соединен с тройным клапанным коллектором через петлю для внутривенных вливаний с удлинительным кабелем с небольшим просветом длиной 12 футов, через который забор крови можно будет продолжить в соседней комнате, не нарушая сна.

После инструментовки участникам будет предоставлена ​​возможность поспать, и они будут разбужены при тусклом свете и поддержании протокола постоянной позы для точной оценки циркадной фазы, скорости метаболизма в состоянии покоя и других физиологических результатов. После протокола постоянной позы цикл свет-темнота участников будет изменен на 6 идентичных дней, после чего следует второй протокол постоянной позы для переоценки циркадной фазы. Этот протокол будет повторяться, пока участникам будет предоставлен другой перекрестный прием пищи. Исследователи/медсестры будут находиться в лаборатории или в центральной диспетчерской 24 часа в сутки, чтобы следить за состоянием здоровья субъектов, собирать данные, обеспечивать питание, собирать биологические образцы, проводить тесты и записывать сон. Врач всегда на связи, когда участник находится в лаборатории. Для обеспечения единообразия выполнения стандартных процедур используется обширная серия протоколов, контрольных списков и групповых практик.

Энергетическая ценность рациона будет разработана с учетом индивидуальных ежедневных потребностей в энергии. Диетологи будут готовить изокалорийные блюда, содержащие макронутриенты с высоким или низким содержанием жиров и без кофеина. Потребление калорий будет одинаковым по составу калорий и макронутриентов для каждого дня лабораторного исследования и будет предоставляться в виде миниатюрных закусок часто во время каждого протокола постоянной осанки (например, ¼ бутерброда с индейкой и сыром, сок и вода).