zdravotní důsledky cirkadiánního narušení

Vážený redaktore,

cirkadiánní systém je klíčem k optimálnímu fungování udržováním synchronizace mezi vnitřními cirkadiánními rytmy, chováním a vnějšími podněty. Mnoho lékařů si však plně neuvědomuje dalekosáhlé důsledky cirkadiánního systému pro lidské zdraví. Klinická pozornost na cirkadiánní rytmy se do značné míry zaměřila na poruchy spánku. Dopad cirkadiánního systému na zdraví je však mnohem širší. Klinické diagnózy jsou často založeny na jednorázovém hodnocení časových bodů během dne, ignorování cirkadiánních vlivů na fyziologii. I když je čas zvažován, použití (externího) času ignoruje velké interindividuální rozdíly ve vnitřním načasování. Nedávné pokroky v technikách pro odhad cirkadiánní fáze snad brzy umožní zahrnout cirkadiánní načasování do klinické diagnostiky a léčby onemocnění.

ačkoli cirkadiánní systém byl dříve považován za jediný oscilátor, je nyní rozpoznán jako multioscilátorový systém. Kromě centrálního kardiostimulátoru v hypotalamickém suprachiasmatickém jádru (SCN) zahrnuje periferní oscilátory prakticky v každém orgánu a buňce těla . Cirkadiánní vychýlení označuje abnormální načasování mezi rytmy SCN a chováním (např. spánek během biologického dne), prostředím (např. vystavení světlu během biologické noci) nebo periferními oscilátory a mezi různými periferními oscilátory (obrázek 1C).

nedávno byla Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu udělena třem průkopníkům v cirkadiánní biologii za jejich průkopnickou práci odhalující molekulární mechanismy cirkadiánních hodin. Výbor pro Nobelovu cenu uznal nejen hodnotu odhalení mechanismů, které řídí cirkadiánní rytmy, ale také jejich důležité zdravotní důsledky. V moderní společnosti je cirkadiánní vychýlení běžné a je spojeno se špatným zdravotním stavem . Práce na noční směny je příkladem cirkadiánního vychýlení způsobeného pracovními požadavky (obrázek 1A). Jednotlivci jsou povinni pracovat během biologické noci a spát během biologického dne, kdy je sklon a kvalita spánku nízká. Noční práce je velmi rozšířená, hlášená u přibližně 14% pracující populace. Společenský dopad práce na směny je rozsáhlý, včetně vysoké míry chronických onemocnění, zvýšené náklady na zdravotní péči, špatná kvalita života, a zvýšené riziko—někdy katastrofických—nehod .

mnoho chorobných stavů může být způsobeno nebo zhoršeno expozicí cirkadiánnímu vychýlení (obrázek 1D) a / nebo následným opakujícím se a chronickým nedostatkem spánku. Pracovníci směny často zažívají zhoršenou bdělost a poznání, včetně snížené pozornosti, paměť, a výkonná funkce . Pracovníci směny také zažívají psychosociální narušení a zhoršenou emoční regulaci spolu se zvýšeným rizikem deprese.

cirkadiánní vychýlení může mít také hluboké nepříznivé metabolické důsledky . Cirkadiánní vychýlení a narušený spánek jsou nezávislé rizikové faktory pro rozvoj obezity a diabetu . Jako součást cirkadiánního vychýlení je nesprávné načasování příjmu potravy, tj. během biologické noci bylo prokázáno, že zhoršuje glukózovou toleranci, funkci beta buněk pankreatu a může snížit výdaje na energii . Rozsáhlé důkazy také spojují práci na směny s četnými gastrointestinálními poruchami .

cirkadiánní systém ovlivňuje kardiovaskulární funkce, včetně regulace krevního tlaku, srdeční sympatovagální rovnováhy, aktivace krevních destiček a fibrinolýzy. Cirkadiánní vychýlení v práci na směny bylo také spojeno s autoimunitními poruchami a zhoršenou imunitní funkcí. Jiná onemocnění, která jsou spojena s cirkadiánním vychýlením a narušením spánku, mohou být zprostředkována imunologickými mechanismy: srdeční choroby, metabolický syndrom, mrtvice a rakoviny sdílejí zánět jako rizikový faktor nebo modifikátor. Existují také důkazy o cirkadiánním vychýlení prostředí na zvířatech, které způsobuje narušení vrozených a adaptivních imunitních procesů, zvyšuje náchylnost k rakovině, sepse, střevní zánět, a předčasná smrt . Práce na směny byla klasifikována Světovou zdravotnickou organizací jako pravděpodobný karcinogen a tato klasifikace byla nedávno znovu potvrzena.

cirkadiánní nesouosost se vyskytuje také v běžných klinických stavech sníženého vnímání světla včetně stárnutí a diabetické retinopatie a v opožděné a pokročilé poruše fáze spánku a bdění, která postihuje mnoho dospívajících a starších dospělých. Kromě toho snížený kontrast mezi expozicí denního a nočního světla, který je stále častější v důsledku vnitřního životního stylu, rozšířeného umělého osvětlení a (modré) elektroniky emitující světlo, oslabuje cirkadiánní synchronizaci a potenciálně podporuje nepříznivé zdraví.

dalším projevem cirkadiánního vychýlení, kterému bylo věnováno mnohem méně pozornosti, je Non-24-h porucha spánku a bdění (N24SWD); typizované chronickým cirkadiánním narušením v důsledku neschopnosti SCN synchronizovat s vnějšími časovými podněty (tj. Tato porucha se vyskytuje u většiny zcela slepých jedinců bez vnímání světla, i když případy jsou hlášeny také u zrakových pacientů .

v N24SWD, protože endogenní cirkadiánní perioda (nebo délka cyklu) je obvykle o něco delší než 24 h, kardiostimulátor pomalu unáší fázi a ven s 24-h vnějším okolním cyklem. Pouze u menšiny slepých pacientů je toto unášení jejich endogenního cirkadiánního systému spojeno s paralelním unášením jejich obvyklých cyklů spánku a bdění. Většina pacientů se však pokouší spát v noci a zůstat vzhůru během dne, aby odpovídala práci / škole a sociálním plánům. Tímto způsobem je to, co je považováno za klasickou klinickou prezentaci N24SWD—postupné denní posunutí načasování cyklu spánku/bdění—výjimkou (obrázek 1B). Namísto, u většiny pacientů, zatímco se pokoušejí spát v noci, kardiostimulátor se cyklicky opakujícím se způsobem nevyrovnává ze spánkových bdění a dalších behaviorálních cyklů, což způsobuje narušení spánku, denní ospalost a podřimování, a zhoršená nálada. Vzhledem k desynchronii mezi cyklem spánku / bdění a endogenním cirkadiánním kardiostimulátorem je ve většině případů tento stav notoricky obtížné diagnostikovat pomocí deníků nebo aktigrafie zápěstí a místo toho vyžaduje opakované hodnocení rytmu melatoninu trvající týdny nebo měsíce .

vzhledem k vysoké prevalenci cirkadiánního vychýlení v N24SWD je třeba, aby budoucí studie lépe porozuměly patofyziologii a vyvinuly nové léčby v N24SWD a dalších cirkadiánních poruchách . Pokyny pro klinické řízení jsou naléhavě nutné k prevenci, diagnostice a léčbě těchto vysoce převládajících cirkadiánních poruch a nakonec ke snížení jejich značné zdravotní zátěže.

poděkování

autoři chtějí poděkovat Charlesovi a. Czeislerovi za poskytnutí vhledu do patofyziologie N24SWD a cirkadiánního vychýlení.

prohlášení o střetu zájmů. DRS. Sletten, Cappuccio, Davidson, Van Cauter, Rajaratnam, a Scheer obdrželi konzultační poplatky a cestovní podporu od Vanda Pharmaceuticals, aby se zúčastnili setkání expertních perspektiv o zdravotních důsledcích Non-24 U slepé populace. Toto setkání bylo základem současného rukopisu. Sponzoři neměli žádnou roli při rozhodování o zveřejnění nebo při přípravě rukopisu. Dr. Van Cauter je konzultantem společnosti Philips Respironics a společnosti Sleep Number Bed a dostává grantovou podporu iniciovanou vyšetřovatelem od společností Astra-Zeneca, Merck a Shire. V roce 2018 obdržela poplatky za řečníky od Dane Garvin Ltd. Dr. Rajaratnam byl konzultantem společnosti Philips Respironics a Alertness CRC a členem poradní rady nadace Sleep Health Foundation a získal finanční prostředky na výzkum placený společnosti Monash od Teva Pharmaceuticals, Shell, Rio Tinto & Seeing Machines. Dr. Scheer obdržel poplatky za reproduktory od společností Bayer Healthcare, Sentara Healthcare, Philips, Pfizer Pharmaceuticals a Kellogg Company. Dr. Sletten, Dr. Cappuccio a Dr. Davidson prohlašují, že nemají žádné další konkurenční zájmy.

poznámky autora