Способ прогноза скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту у лиц в возрасте от 18 до 22 лет включительно при увеличении экранного времени Российский патент 2021 года по МПК A61M21/00 A61B3/06 A61B5/00 G16H50/00 

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, световой гигиене у лиц в возрасте от 18 до 22 лет и применяться при планировании оптимальных режимов дня, труда и отдыха с целью оценки предполагаемого смещения фазы сна при увеличении экранного времени от гаджетов.

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.

С использованием опросника (MCTQ, Munich Chrono-Type Questionnaire, MCTQ Мюнхенский тест на хронотип) (Roenneberg et al., 2003, 2019 получена глобальная база данных (Korman et al., 2020) проекта GCCS (Global Chrono Corona Survey) относительно особенностей хронотипа в условиях нивелирования социального прессинга раннего пробуждения, который в неравной мере действует на представителей разных хронотипов в повседневных условиях.

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.

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).

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 (Phase Response Curves; 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.

Согласно кривым фазового ответа, воздействие света утром смещает биологически часы и скорректированную среднюю фазу сна на более раннее время, тогда как дефицит утреннего и дневного света и избыток вечернего и ночного света, напротив, смещает биологически часы и скорректированную среднюю фазу сна на более позднее время.

За прототип взят предложенный нами ранее 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. В дополнение к ранее предложенному нами способу, данный способ позволяет учитывать, помимо фактора дневной световой экспозиции, другой существенный фактор, а именно, рост экранного времени, действующий, в значительной мере в вечерние часы.

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 22 лет включительно, проживающих в средней полосе России, чей график режима труда не предполагает раннее пробуждение с применением будильника, по причине того, что данные полученные в результате проекта GCCS (Global Chrono Corona Survey) и лежащие в основе предлагаемого способа, получены в большей степени от лиц данной категории и их число обеспечивает наибольшую достоверность исследования.

Техническим результатом является прогноз скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire у лиц в возрасте от 18 до 22 лет включительно при увеличении экранного времени. Оценка продолжительности экранного времени и времени дневной световой экспозиции производится субъективно на основании опроса человека. Экранное время (далее ЭВ) — это время, проводимое перед любыми источниками искусственного света имеющим экран (смартфон, телевизор, компьютер, планшет и т.д.). Дневная световая экспозиция (далее СЭ) — это время нахождение человека под действием естественного солнечного света в период от восхода солнца до 17 часов дня.

Способ характеризуется следующей последовательностью действий:

определяют время дневной световой экспозиции и рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire (далее СФС);

далее определяют прогнозируемый сдвиг СФС, на более позднее время, исходя из следующих данных:

при СЭ не менее 60 минут и увеличении ЭВ менее чем на 2 часа, прогнозируемый сдвиг – 23 мин;

при СЭ не менее 60 минут и увеличении ЭВ на 2 часа и более прогнозируемый сдвиг – 20 мин;

при СЭ менее 60 минут и увеличении ЭВ менее чем на 2 часа, прогнозируемый сдвиг – 45 мин;

при СЭ менее 60 минут и увеличении ЭВ на 2 часа и более прогнозируемый сдвиг – 1 ч 07 мин;

после чего прибавляют ко времени рассчитанного значению СФС прогнозируемый сдвиг СФС и получаем прогнозируемую СФС при увеличении ЭВ.

Величина прогнозируемого сдвига СФС у лиц от 18 до 22 лет включительно в наиболее значительной мере зависит от изменения СЭ и ЭВ. В таблице 1 отражены средние значение СФС при неизменном ЭВ, а также увеличении ЭВ на период менее 2 часов и период более 2 часов, с учетом фактора снижения и отсутствия снижения СЭ.

Таблица 1 Расчетные данные определения влияния фактора увеличения экранного времени (ЭВ) и 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 при отсутствии увеличения ЭВ (контрольная группа) СФС, часы: мин
при увеличении ЭВ СФС, часы: мин
Прогнозируемый сдвиг при увеличении ЭВ Увеличение менее 2 часов в день Увеличение более 2 часов в день Увеличение менее 2 часов в день Увеличение более 2 часов в день Столбец 1 2 3 4 5 При достаточная СЭ 5 ч 11 мин 5 ч 34 мин 5 ч 31 мин 23 мин 20 мин При снижении СЭ 5 ч 23 мин 6 ч 08 мин 6 ч 30 мин 45 мин 1 ч 07 мин

Увеличение ЭВ при самооценке респондентами показало, что рост ЭВ связан со сдвигом фазы сна на более позднее время. Наиболее существенный сдвиг наблюдался у респондентов, отметивших фактор сокращения световой экспозиции. В данной группе прирост ЭВ менее 2 часов в день способствовал смещению СФС в среднем на 45 минут позднее, увеличение прироста ЭВ до 2 часов в день и более способствовал дальнейшему смещению СФС в среднем еще на 22 минуты, и составило 67 минут (1 час 7 минут) по сравнению с отсутствием роста ЭВ.

У респондентов, не отметивших сокращения СЭ, рост ЭВ приводил к менее выраженному сдвигу СФС на более позднее время (в среднем на 23 минуты при увеличении ЭВ менее 2 часов и на 20 минут при увеличении ЭВ на 2 часа и более), т.е. различий в группах с различным увеличением ЭВ не наблюдалось.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примеры:

Респондент №1: мужчина возраст 18 лет, продолжительность СЭ 120 мин в день (СЭ не менее 60 минут), СФС - 4 ч 40 мин. В связи с подготовкой к экзаменам, ожидается увеличение ЭВ на 90 мин в день (менее 2 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС, на более позднее время, составит 23 мин, СФС при увеличении ЭВ составит 5 ч 03 мин. Рекомендация: Сохранить время дневной световой экспозиции не менее 60 минут в первой половине дня. По возможности уменьшить экранное время в вечернее и ночное время, или перераспределить его на период времени до 17 часов.

Респондент №2: девушка возраст 19 лет, продолжительность СЭ 90 мин в день (СЭ не менее 60 минут), СФС - 4 ч 15 мин. В связи с подготовкой к экзаменам, ожидается увеличение ЭВ на 150 минут в день (более 2 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС, на более позднее время, составит 20 мин, СФС при увеличении ЭВ составит 4 ч 36 мин. Рекомендация: Сохранить время дневной световой экспозиции не менее 60 минут в первой половине дня. По возможности уменьшить экранное время в вечернее и ночное время, или перераспределить его на период времени до 17 часов.

Респондент №3: мужчина возраст 20 лет, продолжительность СЭ 30 мин в день (СЭ менее 60 минут), СФС - 6 ч 20 мин. В связи с подготовкой к экзаменам, ожидается увеличение ЭВ на 100 минут в день (менее 2 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС, на более позднее время, составит 45 мин, СФС при увеличении ЭВ составит 7 ч 05 мин. Рекомендация: Увеличить время дневной световой экспозиции до 60 минут в день или более, в первой половине дня, по возможности уменьшить экранное время в вечернее и ночное время, или перераспределить его на период времени до 17 часов.

Респондент №4: девушка возраст 22 года, продолжительность СЭ 60 мин в день (СЭ менее 60 минут), СФС - 5 ч 50 мин. В связи с подготовкой к экзаменам, ожидается увеличение ЭВ на 170 минут в день (более 2 часов). Прогнозируемый сдвиг СФС, на более позднее время, составит 1 ч 07 мин, СФС при увеличении ЭВ составит 6 ч 57 мин. Рекомендация: Увеличить время дневной световой экспозиции до 60 минут в день или более, в первой половине дня, по возможности уменьшить экранное время в вечернее и ночное время, или перераспределить его на период времени до 17 часов.

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

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, сомнологии, общественному здоровью и здравоохранению, физиологии труда, хронобиологии, может быть использовано для прогноза скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту у лиц в возрасте от 18 до 22 лет включительно при увеличении экранного времени (ЭВ). Выявляют увеличения ЭВ в минутах. Далее определяют время дневной световой экспозиции (СЭ). Рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту (СФС). Далее определяют прогнозируемый сдвиг СФС на более позднее время. После чего прибавляют ко времени рассчитанного значения СФС прогнозируемый сдвиг СФС и получают прогнозируемую СФС при увеличении ЭВ. Способ позволяет осуществить прогноз скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту Munich Chrono-Type Questionnaire у лиц в возрасте от 18 до 22 лет включительно при увеличении экранного времени. 1 табл., 4 пр.

Способ прогноза скорректированной средней фазы сна по Мюнхенскому тесту у лиц в возрасте от 18 до 22 лет включительно при увеличении экранного времени (ЭВ), включающий выявление увеличения ЭВ в минутах - время, проводимое перед источниками искусственного света, имеющим экран, далее определяют время дневной световой экспозиции (СЭ) - время нахождения человека под действием естественного солнечного света в период от восхода солнца до 17 часов в минутах и рассчитывают скорректированную среднюю фазу сна по Мюнхенскому тесту (СФС);

далее определяют прогнозируемый сдвиг СФС на более позднее время исходя из следующих данных:

при СЭ не менее 60 минут и увеличении ЭВ менее чем на 2 часа прогнозируемый сдвиг – 23 мин;

при СЭ не менее 60 минут и увеличении ЭВ на 2 часа и более прогнозируемый сдвиг – 20 мин;

при СЭ менее 60 минут и увеличении ЭВ менее чем на 2 часа прогнозируемый сдвиг – 45 мин;

при СЭ менее 60 минут и увеличении ЭВ на 2 часа и более прогнозируемый сдвиг – 1 ч 07 мин;

после чего прибавляют ко времени рассчитанного значения СФС прогнозируемый сдвиг СФС и получают прогнозируемую СФС при увеличении ЭВ.