По данным ВОЗ, 63 % всей мировой смертности приходится на хронические неинфекционные заболевания. В их развитии ведущая роль принадлежит потреблению большого количества высококалорийной пищи и низкой физической активности — основным составляющим формирования алиментарного ожирения.
Одним из факторов риска развития метаболических нарушений при детском ожирении является неадекватное качество и изменение гигиены сна. За последнее столетие отмечено ежегодное сокращение продолжительности сна на 0,75 минуты из-за изменения образа жизни. За последние 40 лет в мире число школьников с ожирением увеличилось более чем в 10 раз (с 11 млн до 124 млн), а 216 млн детей в настоящее время имеют избыточную массу тела.
Фазы и качество сна
Сон — это сложный циклический процесс, занимающий треть жизни человека, который находится под влиянием эндокринной и центральной нервной систем. В норме ночной сон включает последовательную смену фаз и стадий, а именно фазы медленного (1-я стадия — дремота, 2-я стадия — легкий сон, 3-я — умеренно глубокий сон и 4-я — глубокий сон) и быстрого сна, что составляет завершенный цикл сна. Длительность одного цикла стабильна и составляет 60–90 минут. Ночной сон обычно состоит из 4–6 завершенных циклов. Общая продолжительность ночного сна составляет 6,5–8,5 часа, для подростков — 8–10 часов в сутки.
От качества сна зависит жизнедеятельность организма. Адекватный сон обеспечивает процессы обучения, памяти, восстановления и развития мозга. Во время фазы медленного сна происходит восстановление гомеостаза мозга и обменных процессов, синхронизация управления внутренними органами. Фаза быстрого сна необходима для психической адаптации, восстановления эмоционального равновесия, объемов кратковременной памяти.
Особенности подросткового сна
Основные структуры сна — продолжительность и очередность фаз, количество циклов — в подростковом возрасте аналогичны взрослым. Однако цикл «сон — бодрствование» у подростков имеет и свои особенности. Речь идет о феномене отсроченного сна, для которого характерен сдвиг биологического ритма на 1–2 часа назад. Около 40 % подростков предпочитают более позднее время отхода ко сну и, соответственно, более позднее время пробуждения утром. Эта особенность циркадного ритма получила название «вечернего» хронотипа. Она обусловлена недостаточным умением подростка планировать время, адаптировать свои эмоциональные реакции и поведение с учетом потребностей и воздействий социума: возросшие школьные требования и объем учебной нагрузки, общественные мероприятия, спорт, встречи с друзьями, социальные сети, просмотр видео в смартфоне и телевизора в позднее вечернее и ночное время.
Синдром отсроченного сна при необходимости раннего пробуждения в будние дни приводит к общему дефициту сна. В такие дни от 45 % до 80 % подростков имеют недостаток сна. Кроме того, для них характерны большая разница между графиками сна в будние и выходные дни. У подростков с «вечерним» хронотипом отмечено и изменение циркадных ритмов «бодрствование — сон» с повышением дневной сонливости, эмоциональными перепадами. Таким образом, подростки особенно уязвимы к изменениям массы тела, связанным с недостаточным или неполноценным сном.
Регуляторный гормон — мелатонин
В подростковый период особое значение приобретают функции медленного и быстрого сна, когда возникает дополнительная потребность в секреции нейропептидов, включая важный суточный регуляторный гормон мелатонин. Этот гормон обеспечивает синхронизацию гормональных и метаболических процессов, тем самым предотвращая развитие ожирения.
Мелатонин — нейропептид, который вырабатывается в шишковидной железе в ответ на смену дня и ночи. Он регулирует ритмичность ряда центральных и периферических процессов в репродуктивной, сердечно-сосудистой, иммунной и эндокринной системах, участвует в защите клеток, нейропротекции.
Мелатонин активно участвует в углеводном и жировом обмене. Выявлены его подобные инсулину гипогликемические, анаболические, антихолестериновые эффекты, влияние на секрецию инсулина. В жировой ткани мелатонин регулирует дифференцировку адипоцитов и экспрессию в них clock-генов (генов времени), увеличивая экспрессию мРНК в ночные часы. Кроме того, мелатонин подчиняет суточному ритму процессы липогенеза, липолиза, захвата жирных кислот и глюкозы, регулируя липидемию и гликемию, а также одновременно контролирует циркадный ритм метаболизма в мышцах, печени, поджелудочной железе. Именно ночью наблюдаются значительные энергозатраты на поддержание жизнедеятельности функциональных систем организма.
Контроль циркадных ритмов
Циркадное производство мелатонина, преимущественно секретируемого в темное время суток, широко используется в качестве маркера внутренних биологических часов организма. Они состоят из «главных (центральных)» часов в нейронах супрахиазматических ядер (СХЯ) гипоталамуса, которые являются своеобразным хронометром и определяют ритмичные изменения практически каждой функции в организме, и «периферических» часов, управляемых «центральными» часами через нервные и гуморальные пути. Генераторы «периферических» часов обнаружены почти во всех тканях, включая печень, сердце, почки, кишечник, скелетные мышцы, адипоциты и клетки периферической крови.
Потребление пищи представляет собой внешний стимул, который влияет в первую очередь на «периферические» циркадные часы (и в меньшей степени на «центральные»). Таким образом, суточные ритмы метаболизма возникают и поддерживаются в результате сложного взаимодействия внутренних биологических часов, воздействия света/темноты и приема пищи/голодания.
Эволюция установила структуру контроля циркадных ритмов, чтобы организм человека мог адаптироваться и существовать в условиях нехватки пищи, сезонных изменений доступности солнечного света и температурного воздействия. Этой отлаженной системы хватило на многие тысячелетия. Но за последние 130 лет в обществе быстро развились социальные условия, которые сильно влияют на циркадные ритмы многих физиологических процессов организма. С расширением индустрии закусок и напитков дешевые и высококалорийные блюда стали доступны в любое время суток. Для здоровья подростка эта тенденция в сочетании с практически постоянным воздействием искусственного светового загрязнения, нарушением гигиены сна (активные игры или просмотр телевизора/компьютера, социальных сетей, сон с включенным светом и т. д.) и малоподвижным образом жизни опасна и может привести к серьезным нарушениям внутреннего циркадного ритма.
Искаженные циклы окружающей среды, включая непрерывное воздействие света, влияют на нейронную организацию центрального циркадного водителя ритма в СХЯ. Повторное воздействие смещенного светового цикла или постоянный тусклый свет в ночное время суток являются внешними сигналами, закрепляющими изменения функции СХЯ, приводя к различным патофизиологическим нарушениям. У подростков с ожирением изменяется количество или ритм выработки мелатонина в виде сдвига пика секреции к ранним утренним часам.
Причины повышения массы тела
На сегодняшний день обсуждается связь дефицита сна, хронодеструкции, изменения секреции мелатонина с подростковым ожирением. Нарушение физиологических механизмов, контролирующих циклы «сон — бодрствование», приводит к увеличению потребления пищи.
Недостаточная продолжительность сна у подростков является причиной повышения массы тела вследствие:
- развития усталости и снижения физической активности;
- увеличения потребления пищи в вечернее и ночное время;
- эмоциональных нарушений, включая депрессию;
- уменьшения ночной секреции гормона роста, который обладает липолитической активностью;
- снижения функции щитовидной железы с выработкой гормонов, которые участвуют в процессах образования и расщепления жира;
- изменения соотношения гормонов, которые оказывают влияние на центры голода и насыщения в головном мозге (снижение уровня лептина и повышение уровня грелина), что приводит к усилению аппетита и увеличению массы тела;
- изменения торможения процессов расщепления жиров на уровне адипоцитов;
- воздействия света во время сна (искусственного светового загрязнения), способного увеличить резистентность организма к инсулину.
Особые белки — гипокретины
Последнее десятилетие активно обсуждается роль особых белков в головном мозге — гипокретинов — в цепочке «сон — бодрствование — энергетический баланс». Основная функция этих белков — поддержание состояния бодрствования. Их недостаток ведет к нарушению цикла «сон — бодрствование» и неконтролируемому засыпанию. В головном мозге гипокретины активируют нейроны, ответственные за бодрствование, и влияют на особые зоны, воспринимающие сигналы насыщения (после приема пищи) и тем самым регулирующие потребление пищи. Изменения уровней этих пептидов могут лежать в основе развития ожирения при нарушении сна. Возможным механизмом является замедление обмена веществ, снижение расхода энергии и уменьшение активности в дневное время, стимуляция аппетита.
Немедикаментозные методы реабилитации при подростковом ожирении
Увеличение длительности сна подростка
Рекомендуется в качестве профилактической меры развития избыточной массы тела. Связь между продолжительностью сна и развитием ожирения можно представить в виде U-образной кривой — минимальный риск формирования избыточной массы тела отмечается у подростков при 8-часовом ночном сне.
У школьников каждый дополнительный час сна снижает риск возникновения ожирения на 9 %.
Адекватная гигиена сна
Является одним из основных немедикаментозных методов реабилитации при подростковом ожирении. Нормализация цикла «сон — бодрствование» — первый шаг к повышению качества сна. Искусственный свет с длиной волны 440–480 нм (синий диапазон) действует как стимулирующий сигнал для активации рецепторов меланопсина и фазы бодрствования. Красный диапазон (620–770 нм) имеет противоположный эффект и способствует засыпанию.
Первый доступный способ заблокировать синий цвет — отказ от просмотра телевизора и компьютера, использования смартфона в поздние вечерние и ночные часы. На этом основан метод светотерапии для коррекции нарушения циркадных ритмов у пациентов с ожирением.
Соблюдение времени приема пищи
При ее потреблении в вечернее или ночное время изменяется секреция гормонов — физиологических регуляторов аппетита (лептина, грелина, инсулина). При «синдроме ночной еды» увеличение массы тела более значимо, чем при потреблении аналогичного количества калорий в дневное время. Существенным является и потребление основного объема пищи в часы естественной активности подростка. Так, пропуск завтрака снижает скорость потери массы тела при ожирении — при сходной суточной калорийности рациона, общей двигательной активности и продолжительности сна. Продукты питания, содержащие медленноусвояемые углеводы, рекомендуется употреблять во второй половине дня (не позднее чем за 3–4 часа до сна).
Существует положительная связь между продолжительностью сна и потреблением здоровой пищи (фруктов, овощей, молочных и злаковых продуктов) и отрицательная — с едой быстрого приготовления, сладкими напитками и кондитерскими изделиями.
Одной из причин желания увеличить калорийность принимаемой пищи у подростков с нарушением сна являются гормональные изменения — нарушение ритма выработки гормонов, влияющих на центры голода и насыщения в головном мозге.
Физическая нагрузка
Остается важным шагом в профилактике подросткового ожирения. Регулярные физические упражнения (не позднее 5 часов до сна) положительно влияют на качество сна. Адекватная физическая активность способна синхронизировать систему циркадных ритмов с фактическим временем суток.
Недостаточная длительность и нарушение гигиены сна снижают эффективность лечения ожирения у подростков при соблюдении всех диетических рекомендаций и увеличении физической активности.