Способ оценки прогнозируемого сдвига скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire при изменении времени дневной световой экспозиции у лиц со свободным графиком работ
METHOD FOR ASSESSING THE PREDICTED SHIFT IN THE CORRECTED MEAN SLEEP PHASE ACCORDING TO THE MUNICH CHRONO-TYPE QUESTIONNAIRE TEST WHEN CHANGING THE TIME OF DAYTIME LIGHT EXPOSURE IN INDIVIDUALS WITH A FREE WORK SCHEDULE

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, сомнологии, общественному здоровью и здравоохранению, физиологии труда, хронобиологии, может быть использовано при разработке рекомендаций по организации режимов труда и отдыха, световой гигиене и применяться повсеместно с целью оценки ожидаемого сдвига скорректированной средней фазы сна при снижении времени дневной световой экспозиции.
Условия самоизоляции по причине пандемии COVID-19 предоставили уникальную возможность оценить скорректированную среднюю фазу сна в условиях нивелирования прессинга социального джетлага, оказывающего неравноценное воздействие на лиц с исходно разным хронотипом. С одной стороны, продолжительность сна большинства респондентов увеличилась, и скорректированная средняя фаза сна сместилась на более позднее время, что позволило частично компенсировать дефицит сна лиц с вечерним хронотипом (Korman et al., 2020). Однако, результаты исследований также показали, что избыточный сдвиг скорректированной средней фазы сна на поздние часы коррелировал с ухудшением сна и самооценки здоровья.
Кроме того, как было показано в исследованиях последних лет, вечерний хронотип ассоциируется с более высоким риском заболеваемости как соматическими, так и психосоматическими заболеваниями, а также более высоким риском смертности (Knutson & von Shantz, 2018; Taillard et al., 2021; Губин и Коломейчук, 2019). Более поздние хронотипы имеют пищевые привычки, которые можно рассматривать как “менее здоровые” (Lucassen et al., 2013). Более поздний хронотип и более поздняя скорректированная средняя фаза сна ассоциируются с более низким уровнем холестерина высокой плотности, ЛПВП (Lucassen et al., 2013; Sladek et al., 2020), снижением чувствительности к инсулину (Dashti et al., 2020), более высокими триглицеридами (Dashti et al., 2020) и ростом индексом массы тела, ИМТ (Sladek et al., 2020; Dashti et al., 2020). Каждый час более позднего времени первого, среднего или последнего приема пищи был связан с более высоким процентом жира в организме у людей с избыточным весом (Thomas et al., 2021).
По мере накопления все большего количества доказательств, связывающих поздний хронотип с повышенным риском для здоровья и ухудшением самочувствия, это исследование подчеркивает важность поддержания циркадной световой гигиены.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время с целью оценки хронотипа наиболее активно используется Мюнхенский тест MCTQ (Munich Chrono-Type Questionnaire) (Roenneberg et al., 2003, 2019). С использованием тестового инструмента MCTQ была получена уникальная, наиболее масштабная глобальная база данных (Korman et al., 2020) проекта GCCS (Global Chrono Corona Survey) относительно особенностей хронотипа в условиях нивелирования социального прессинга раннего пробуждения в период самоизоляции по причине пандемии COVID-19, который в неравной мере действует на представителей разных хронотипов в повседневных условиях.
Прототипа у способа нет. В настоящее время, известно, что физические характеристики света в зависимости от спектра и яркости и времени суток оказывают разнонаправленное физиологическое воздействие на сон, работоспособность и циркадные ритмы (Duffy & Czeisler, 2009; St Hilaire et al., 2012; Figueiro et al., 2018; Lok et al., 2018).
Phase Response Curves
В частности, время светового воздействия определяет физиологические ответ со стороны фазы циркадных ритмов, которая смещается на более ранние, остаётся без изменений, либо сдвигается на более поздние часы в соответствии с кривой фазового ответа (; Khalsa et al., 2003; Rüger et al., 2013).
Кривые фазового ответа получены в стандартизованных лабораторных условиях, однако, ведущими специалистами, включая Нобелевских лауреатов, отмечен сравнительный недостаток данных о поведении цикадных ритмов человека в естественных, повседневных условиях (Cederroth et al. 2019). Кроме того, световая чувствительность биологических часов характеризуется выраженными индивидуальными различиями (Phillips et al., 2019) взаимосвязанными с генетическим полиморфизмом (Jones et al., 2019), что предполагает существование также существенных популяционных и региональных особенностей.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ
Данные, лежащие в основе способа, получены на наиболее репрезентативной российской популяции в уникальных условиях самоизоляции по причине пандемии COVID-19, что позволило вычислить реакцию биологических часов человека при снижении социального прессинга утреннего подъема.
Способ наиболее точен при использовании среди лиц в возрасте от 18 до 65 лет включительно, проживающих в средней полосе России, чей график режима труда не предполагает раннее пробуждение с применением будильника.
Техническим результатом является оценка ожидаемого сдвига скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire при изменении времени дневной световой экспозиции у лиц со свободным графиком работ.
Способ характеризуется следующей последовательностью действий:
определяют пол, возраст, время световой экспозиции (далее СЭ) и рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire (далее СФС);
далее определяют прогнозируемый сдвиг СФС, если снижение времени СЭ менее чем 3 часа, исходя из данных, указанных в таблице 1 столбец 4 (СФС, часы: мин, прогнозируемый сдвиг при снижении СЭ, до 3 часов); если снижение времени СЭ более чем 3 часа, исходя из данных, указанных в таблице 1 столбец 5 (СФС, часы: мин, прогнозируемый сдвиг при снижении СЭ, более 3 часов);
после чего прибавляют к значению рассчитанной СФС значение прогнозируемого сдвига СФС и получают значение СФС, которая ожидается при снижении СЭ.
У респондентов, отметивших фактор снижения СЭ вне зависимости от пола и возраста, неизменно происходило смещение СФС сна на более поздние часы. В таблице 1 отражены усредненные значения СФС при снижении и отсутствии снижения СЭ с учетом пола в двух возрастных группах.
У представительниц женского пола в возрасте 18–22 года включительно наблюдается более поздняя СФС в условиях нивелирования социального прессинга раннего пробуждения. При снижении СЭ менее чем на 3 часа СФС сдвигается на более поздние часы, в среднем на 39 минут и степень снижения СЭ более 3 часов в дальнейшем увеличивает сдвиг до 60 минут. У представителей мужского пола в возрасте 18-22 года включительно снижение СЭ менее чем на 3 часа смещает СФС на 54 минуты, причем снижение СЭ более 3 часов не сопровождаются дальнейшими изменениями СФС и составляет – 51 минуту.
У представительниц женского пола в возрасте от 23 до 65 лет включительно при снижении СЭ менее чем на 3 часа СФС сдвигается в среднем на 54 минуты, а снижение СЭ более 3 часов двукратно увеличивает сдвиг СФС сна до 2:06 минут. У мужчин в возрасте от 23 до 65 лет включительно при снижении СЭ до 3 часов СФС сдвигается на более поздние часы на 51 минуту, сопоставимо с женщинами, однако снижение СЭ более 3 часов сопровождается значительно менее существенным ростом сдвига СФС и составляет 1:09 мин.
Таблица 1. Расчетные данные определения влияния фактора снижения световой экспозиции (СЭ) на хронотип, оцененный как скорректированная средняя фаза сна по Мюнхенскому тесту (MCTQ) (СФС) на основании Российской базы данных респондентов Global Chrono Corona Survey, n=1945 в группах со снижением без снижения световой экспозиции при самоизоляции по причине пандемии COVID-19
СФС, часы: мин
<i>при снижении СЭ</i>
СФС, часы: мин
<i>без снижения СЭ</i><i>(оптимальные значения)</i>
СФС, часы: мин
<i>Прогнозируемый сдвиг при снижении СЭ</i>
До 3 часов
Более 3 часов
До 3 часов
Более 3 часов
Столбец
1
2
3
4
5
Возраст / пол
Муж
18-22
<b>4:52 – 7:00</b>
<b>5:48 – 6:27</b>
<b>4:24 – 5:45</b>
<b>0:54</b>
<b>0:51</b>
23-65
<b>4:28 – 6:12</b>
<b>4:44 – 5:21</b>
<b>3:49 – 4:34</b>
<b>0:51</b>
<b>1:09</b>
Возраст / пол
Жен
18-22
<b>6:06 – 6:53</b>
<b>5:59 – 6:17</b>
<b>5:15 – 5:42</b>
<b>0:39</b>
<b>1:00</b>
23-65
<b>5:03 – 7:02</b>
<b>4:40 – 5:02</b>
<b>3:42 – 4:13</b>
<b>0:54</b>
<b>2:06</b>
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данный способ оценки ожидаемого сдвига скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire при изменении времени дневной световой экспозиции у лиц со свободным графиком работ, может применяться в научных исследованиях, проводимых в направлениях сомнология, общественное здоровье и здравоохранение, физиология труда и хронобиология.
Пример осуществления изобретения:
Пример №1. Студент, поступивший в вуз, возраст 20 лет, привычная дневная СЭ 180 минут, СФС 5:10, после поступления в вуз привычная СЭ составила 100 минут. Наблюдается снижение СЭ на 80 минут (менее 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 0:54 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 6:04 часа, что не соответствует оптимуму и может быть отнесено к позднему хронотипу, связанному с повышенным риском для здоровья и ухудшением самочувствия. Для коррекции смещения фазы сна студенту рекомендуется: увеличить время пребывание на улице в первой половине, либо альтернативно: использовать средства светотерапии, биодинамического освещения, приближенных к естественному солнечному свету.
Пример №2. Мужчина, возраст 22 года, вышел из отпуска на работу, дневная СЭ в период отпуска составляла 150 минут, СФС 4:50, после выхода из отпуска СЭ составила 30 мин. Наблюдается снижение СЭ на 120 минут (более 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 0:51 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 5:41 часа, что соответствует оптимуму и не требует коррекции.
Пример №3. Мужчина, возраст 35 лет, работник газодобывающей компании, переведен на должность, предполагающую работу в офисе, привычная дневная СЭ ранее составляла 90 минут, СФС 03:40, предполагает сокращение СЭ до 30 минут в день. Наблюдается снижение СЭ на 60 минут (менее 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 0:51 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 4:31 часа, что соответствует оптимуму и не требует коррекции.
Пример №4. Мужчина, возраст 40 лет, спортсмен, недавно завершивший карьеру в лыжном спорте, привычная дневная СЭ составляла 300 минут, СФС 03:00, СЭ после завершения карьеры составляет 100 минут, т.е. более чем на 3 часа менее привычного. Прогнозируемый сдвиг СФС составит 1:09 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 4:09 часа, что соответствует оптимуму и не требует коррекции.
Пример №5. Женщина, возраст 19 лет, жительница г. Надым, в летний и осенней сезоны года дневная СЭ 90 минут, СФС 05:15. В предстоящий зимний сезон года планируемая среднесуточная СЭ 30 минут, т.е. на 60 минут менее привычной (менее 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС предстоящей зимой составит 0:39 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 5:54 часа, что не соответствует оптимуму и может быть отнесено к позднему хронотипу, связанному с повышенным риском для здоровья и ухудшением самочувствия. Для коррекции смещения фазы сна на позднее время, рекомендуется использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету.
Пример №6. Женщина, возраст 22 года, дневная СЭ 180 минут, СФС 4:15, вышла в отпуск по уходу за ребенком в связи с чем среднее время СЭ предположительно сократится до 60 минут. Наблюдается снижение СЭ на 120 минут (более 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 1:00 час, вследствие чего ожидаемая СФС составит 5:15 часа, что соответствует оптимуму и не требует коррекции.
Пример №7. Женщина, возраст 32 года, дневная СЭ 90 минут, СФС 04:00, переходит на дистанционный режим работы и предположительно сократит время пребывания на улице днем до 30 минут. Наблюдается снижение СЭ на 60 минут (менее 3 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 0:54 часа, вследствие чего ожидаемая СФС составит 4:54 часа, что не соответствует оптимуму и может быть отнесено к позднему хронотипу, связанному с повышенным риском для здоровья и ухудшением самочувствия. Для коррекции смещения фазы сна на позднее время, лицам со снижением времени световой экспозиции рекомендуется использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету.
Пример №8. Женщина, возраст 55 лет, привычная дневная СЭ 220 минут, СФС 03:45, после выхода на пенсию, предполагает увеличение пребывание дома, сокращение дневной СЭ до 30 минут в день (более чем на 3 часа). Прогнозируемый сдвиг СФС составит 2:06 часа, вследствие чего ожидаемая СФС 5:51 часа, что не соответствует оптимуму и может быть отнесено к позднему хронотипу, связанному с повышенным риском для здоровья и ухудшением самочувствия. Для коррекции смещения фазы сна на позднее время, лицам со снижением времени световой экспозиции рекомендуется использование в первой половине дня средств светотерапии, биодинамического освещения, приближенного к естественному солнечному свету.
Литература.
1. Roenneberg T, Daan S, Merrow M. The art of entrainment. J Biol Rhythms. 2003 Jun;18(3):183-94. doi: 10.1177/0748730403018003001.
2. Roenneberg T, Pilz LK, Zerbini G, Winnebeck EC. Chronotype and Social Jetlag: A (Self) Critical Review. Biology (Basel). 2019;8(3):54. Published 2019 Jul 12. doi:10.3390/biology8030054
3. Korman M, Tkachev V, Reis C, et al. COVID-19-mandated social restrictions unveil the impact of social time pressure on sleep and body clock. Sci Rep. 2020;10(1):22225. Published 2020 Dec 17. doi:10.1038/s41598-020-79299-7
4. Duffy JF, Czeisler CA. Effect of Light on Human Circadian Physiology. Sleep Med Clin. 2009;4(2):165-177. doi:10.1016/j.jsmc.2009.01.004
5. St Hilaire MA, Gooley JJ, Khalsa SB, Kronauer RE, Czeisler CA, Lockley SW. Human phase response curve to a 1 h pulse of bright white light. J Physiol. 2012;590(13):3035-3045. doi:10.1113/jphysiol.2012.227892
6. Figueiro MG, Nagare R, Price L. Non-visual effects of light: how to use light to promote circadian entrainment and elicit alertness. Light Res Technol. 2018;50(1):38-62. doi:10.1177/1477153517721598
7. Lok R, Smolders KCHJ, Beersma DGM, de Kort YAW. Light, Alertness, and Alerting Effects of White Light: A Literature Overview. J Biol Rhythms. 2018;33(6):589-601. doi:10.1177/0748730418796443
8. Khalsa SBS, Jewett ME, Cajochen C, Czeisler CA. A phase response curve to single bright light pulses in human subjects. J Physiol. 2003;549:945–952.
9. Rüger M, St Hilaire MA, Brainard GC, et al. Human phase response curve to a single 6.5 h pulse of short-wavelength light. J Physiol. 2013;591(1):353-363. doi:10.1113/jphysiol.2012.239046
10. Cederroth CR, Albrecht U, Bass J, et al. Medicine in the Fourth Dimension. Cell Metab. 2019;30(2):238-250. doi:10.1016/j.cmet.2019.06.019
11. Phillips AJK, Vidafar P, Burns AC, et al. High sensitivity and interindividual variability in the response of the human circadian system to evening light. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(24):12019-12024. doi:10.1073/pnas.1901824116
12. Jones SE, Lane JM, Wood AR, et al. Genome-wide association analyses of chronotype in 697,828 individuals provides insights into circadian rhythms. Nat Commun. 2019;10(1):343. Published 2019 Jan 29. doi:10.1038/s41467-018-08259-7
13. Knutson KL, von Schantz M. Associations between chronotype, morbidity and mortality in the UK Biobank cohort. Chronobiol Int. 2018;35(8):1045–1053. doi:10.1080/07420528.2018.1454458
14. Губин Д.Г., Коломейчук С.Н. ТОЧНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ, ХРОНОТИП, ЗДОРОВЬЕ И ДОЛГОЛЕТИЕ. Хрономедицинский журнал (Тюменский медицинский журнал). 2019;21(2):  DOI: 10.36361/2307-4698-2019-21-2-14-27
15. Taillard J, Sagaspe P, Philip P, Bioulac S. Sleep timing, chronotype and social jetlag: Impact on cognitive abilities and psychiatric disorders. Biochem Pharmacol. 2021 Feb 2:114438. doi: 10.10 50.
16. Lucassen EA, Zhao X, Rother KI, et al. Evening chronotype is associated with changes in eating behavior, more sleep apnea, and increased stress hormones in short sleeping obese individuals. PLoS One. 2013;8(3):e56519. doi:10.1371/journal.pone.0056519
17. Sládek M, Kudrnáčová Röschová M, Adámková V, Hamplová D, Sumová A. Chronotype assessment via a large scale socio-demographic survey favours yearlong Standard time over Daylight Saving Time in central Europe. Sci Rep. 2020;10(1):1419. Published 2020 Jan 29. doi:10.1038/s41598-020-58413-916/j.bcp.2021.114438. Epub ahead of print. PMID: 33545116.
18. Dashti HS, Gómez-Abellán P, Qian J, Esteban A, Morales E, Scheer FAJL, Garaulet M. Late eating is associated with cardiometabolic risk traits, obesogenic behaviors, and impaired weight loss. Am J Clin Nutr. 2020 Oct 6;113(1):154–61. doi: 10.1093/ajcn/nqaa264
19. Thomas EA, Zaman A, Cornier MA, et al. Later Meal and Sleep Timing Predicts Higher Percent Body Fat. Nutrients. 2020;13(1):73. Published 2020 Dec 29. doi:10.3390/nu13010073