XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Цель исследования – изучение и обобщение сведений о влиянии различных питательных веществ на качество и продолжительность сна.

Материалы и методы: Повествовательный обзор, основанный на поисках литературы в текстовой базе данных медицинских и биологических публикаций PubMed до декабря 2021 года без ограничений по срокам. Поиск, включал такие термины, как «продолжительность сна», «короткий сон», «последствия недосыпания».

Введение

Организм человека поддерживает биологический ритм, называемый циркадным, который в норме ежедневно управляет нормальными физиологическими циклами. Расстройство сна - очень распространенная патология, нарушающая нормальный циркадный ритм, что отрицательно сказывается на психологическом благополучие и физическом здоровье человека. Существует несколько типов нарушений сна, среди которых чаще встречаются бессонница и синдром обструктивного апноэ сна (СОАС). Расстройства сна связаны не только со снижением качества жизни и эффективности трудовой деятельности, но также с возникновением соматических и психиатрических нарушений. Нарушения сна считаются фактором риска для многих заболеваний, особенно сердечно-сосудистых, включая артериальную гипертензию и сахарный диабет 2 типа. Что касается детей, то нормальный сон связан не только с их соматическим и психическим здоровьем, но и с нормальным развитием когнитивных функций [8].

Циркадный ритм контролируется как внутренними генетическими компонентами (биологические часы) так и внешними факторами, такими как питание и условия окружающей среды. Роль питания в регулировании сна - очень непростой вопрос, который может быть продемонстрирован следующими способами. Во-первых, компоненты диеты могут напрямую влиять на сон. Например, кофеин, который содержится в кофе или чае, вызывает уменьшение общего времени и качества сна, а также ухудшение засыпания. Считается, что кофеин является антагонистом индуцирующего сон аденозина, на уровне его рецепторов (A2AR) в головном мозге, хотя могут существовать и другие механизмы. Мелатонин - хорошо известный индуктор сна, который передает информацию о суточном цикле дня (света) и ночи (темноты) в организме. Мелатонин активирует два рецептора, MT1 и MT2, оба связанны с G-белком, посредством которого они регулируют индукцию сна и циркадный ритм. Таким образом, пища, содержащая мелатонин, может напрямую влиять на сон. Во-вторых, многие пищевые метаболиты могут участвовать в регуляции сна не напрямую, а через регуляцию других связанных со сном факторов. Следует отметить, что питание может значительно изменить комменсальную микробиоту, что может повлиять на нормальное образование метаболитов в кишечнике. В-третьих, показано, что долгосрочные факторы питания могут изменять статус воспаления, которое также тесно связано с бессонницей, что подтверждено значительным количеством исследований. Показано, что нарушение сна связано с действием провоспалительных цитокинов (особенно С-реактивного белка и интерлейкина 6) и глюкокортикоидов.

В последние десятилетия резко увеличилось количество литературы, посвященной действию диеты на сон. Однако многие из проведенных исследований давали противоречивые результаты, что может быть связано со сложным составом исследуемой диеты. Исследования с участием очищенных компонентов питания предоставили более точные результаты [2].

Углеводы

Гликемический индекс (ГИ), основан на влиянии углеводов на постпрандиальный уровень глюкозы в крови и обычно используется для изучения действия углеводов при различных заболеваниях. Было показано, что Диета с высоким ГИ связана с повышенным риском возникновения инсульта, рака, и некоторых хронических заболеваний. Потребление пищи с высоким ГИ вызывает быстрое повышение уровня глюкозы в крови, что в свою очередь приводит к компенсаторному увеличению выработки инсулина и серии нижестоящих гуморальных эффектов. Ряд проведенных исследований показали, что употребление пищи с высоким ГИ за 4 часа до сна приводит к значительному сокращению сна за счет удлинения засыпания по сравнению с людьми, принимающими пищу с низким ГИ также за 4 часа до сна. Одно из проводимых в течение 3 лет исследований, участниками которого были женщины в постменопаузе, продемонстрировало, что диета с высоким ГИ (употребление сахара, крахмала и очищенных зерновых продуктов) связана с большей частотой возникновения расстройств сна. Данные исследования также обнаружили, что употребление цельных фруктов в сравнении с соком было связано с более низкой распространенностью и частотой бессонницы. Более раннее исследование показало, что высокое употребление кондитерских изделий связано с ухудшением качества сна у работающих японок среднего возраста. Использование диеты с очень низким содержанием углеводов более 48 ч по сравнению с контрольной смешанной диетой, привело к удлинению стадии медленного сна и уменьшению стадии быстрого сна [3,13].

Предложен следующий механизм нарушения сна углеводами - гипергликемия, индуцированная диетой с высоким ГИ, и возникающая в результате компенсирующая гиперинсулинемия может вызвать выброс вегетативных контррегуляторных гормонов, включая адреналин, кортизол, глюкагон и гормон роста, которые негативно влияют на засыпание. Кроме того, было показано, что диета с высоким содержанием ГИ также стимулирует воспалительные иммунные реакции, приводя к изменениям в микробиоме кишечника, которые также опосредованно влияют на качество сна [2].

Жирные кислоты

Жирные кислоты - еще один важный компонент рациона человека, который включает в себя насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Высокое потребление насыщенных жиров увеличивает содержание липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) что связано с повышенными рисками возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета второго типа. К ненасыщенным жирам относят омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), которые включают α-линоленовую кислоту, эйкозапентаеновую кислоту и докозагексаеновую кислоту, их влияние на здоровье человека было тщательно изучено. В отличие от насыщенных жиров, потребление омега-3 ПНЖК достоверно снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта.

Связь между жирными кислотами и здоровым сном также изучалась в ряде исследований [10,16].

Насыщенные жирные кислоты.

Животный жир содержит почти исключительно насыщенные жирные кислоты. Обработанные продукты, в том числе обжаренные во фритюре в гидрогенизированном масле, также богаты насыщенными жирами. Исследования роли насыщенных жирных кислот на сон относительно малочисленны. В исследовании взрослых с нормальным весом было показано, что более высокое потребление насыщенных жиров в течение дня связано с сокращением продолжительности медленного сна и большим количеством пробуждений в ночное время. Еще одно исследование с участием 459 женщин в постменопаузе показало, что общее время сна было отрицательно связано с потреблением насыщенного жира [9].

Омега-3 ПНЖК.

Омега-3 ПНЖК - это тип полиненасыщенных жирных кислот, обладающих положительным действием на организм человека. По сравнению с животными жирами, которые в основном являются насыщенными, рыбные и растительные жиры содержат значительную часть ненасыщенных жирных кислот. Омега-3 ПНЖК необходимы для нормального развития головного мозга. Дефицит докозагексаеновой кислоты в развивающемся мозге приводит к нарушениям в нейрогенезе, следствием чего являются трудности с обучением и проблемы со зрением у детей. Кроме того, считается, что омега-3 жирные кислоты обладают противовоспалительным действием, что продемонстрировали ряд исследований, изучавших хронические заболевания [14].

Исследования показали, что диета с дефицитом омега-3 ПНЖК вызывала нарушения ночного сна, влияя на выработку мелатонина. Исследование с участием детей сообщило, что более высокий уровень докозагексаеновой кислоты в крови связан со значительным улучшением качества сна. В другом РКИ использование добавки с докозагексаеновой кислотой (600 мг / день в течение 16 недель), приводило к увеличению продолжительности сна до 58 минут, при этом сокращались периоды ночного пробуждения в сравнении с группой, получавшей плацебо. В другом исследовании по влиянию докозагексаеновой кислоты с участием подростков, было показано, что высокий уровень докозагексаеновой кислоты в плазме связан с более быстрым засыпанием и более длительным сном в выходные дни. Что касается употребления в качестве источника Омега-3 ПНЖК рыбы, то исследование 95 взрослых мужчин, употреблявших атлантического лосося трижды в неделю с сентября по февраль продемонстрировало улучшение качества сна и увеличение содержания Омега-3 ПНЖК в крови участников. Однако другие подобны исследования с употреблением рыбы не дали однозначных положительных результатов[11].

Омега-6 ПНЖК.

Омега-6 ПНЖК - еще один тип полиненасыщенных жирных кислот, которые присутствуют в большом количестве в растительных маслах. Омега-6 жирные кислоты являются предшественником мощных липидных медиаторов, называемых эйкозаноидами. Например, арахидоновая кислота является предшественником для трех групп липидных медиаторов, включая простагландины (ПГ), тромбоксаны и лейкотриены. Эйкозаноиды, полученные из омега-6, показали провоспалительный эффект, в то время как эйкозаноиды, полученные из Омега-3 ПНЖК - противовоспалительный.Простагландиновые производные арахидоновой кислоты, такие как ПГD2 и ПГE2 - очень важные факторы, регулирующие сон. ПГD2 показал себя в эксперименте, как эффективный стимулятор сна на разных моделях животных. Этот гуморальный фактор постепенно накапливается в головном мозге во время бодрствования и циркулирует в спинномозговой жидкости в качестве гормона сна. В отличие от роли ПГD2 в качестве индуктора сна, ПГE2 демонстрирует сильный пробуждающий эффект и подавление сна у крыс. Несмотря на хорошо изученную роль ПГD2 и ПГE2 в регуляции сна, исследования по потреблению их прекурсора омега-6 ПНЖК на хороший сон отсутствуют [4].

Соотношение незаменимых жирных кислот омега-6 и омега-3 (НЖК) часто используется для описания состава жирных кислот в диете. Считается, что диета с соотношением омега-6 / омега-3 примерно 4: 1 является оптимальной, однако это соотношение в рационе современного человека увеличивается до 15: 1 и более, что может быть связано с возникновением таких хронических воспалительных заболеваний, как неалкогольная жировая болезнь печени, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, воспалительные заболевания кишечника и ревматоидный артрит. 4-недельное двойное слепое исследование, с участием 100 пациентов с болезнью Альцгеймера показало, что пищевая добавка, содержащая соотношение омега-6 / омега-3 жирных кислот 4: 1, улучшает качества сна по сравнению с плацебо. Однако механизм данного эффекта не ясен, возможно, что данный эффект опосредован через регулирование статуса воспаления [15].

Аминокислоты

Аминокислоты - это структурные составляющие белков. В природе существуют сотни аминокислот, большинство из которых можно найти в рационе человека. Проведено немало исследований, изучающих действие аминокислот на сон.

Триптофан.

Триптофан – аминокислота, являющаяся предшественником серотонина, который считается основным медиатором сна. Учитывая роль серотонина, было показано, что добавка триптофана в пищу (1 г и более) приводит к увеличению субъективной сонливости и уменьшению времени сна у пациентов с легкой бессонницей.Исследование с участием здоровых взрослых людей показали, что триптофан дозозависимо сокращает латентный период сна [1].

Гамма-аминомасляная кислота

Гаммааминомасляная кислота (ГАМК) - это биоактивная аминокислота, которая не входит в состав белков. Данная аминокислота получила значительный исследовательский интерес из-за ее влияния на многие метаболические процессы. Пища, ферментированная молочнокислыми бактериями или дрожжами обычно содержит повышенный уровень ГАМК. Воздействие ГАМК на сон изучалось в целом ряде исследований, в одном из которых приняли участие 40 пациентов с бессонницей, которые получали ГАМК в течение 4 недель (300 мг / день). В результате приема ГАМК у исследуемых сократилось время засыпания, и увеличилась эффективность сна [5].

Тирозин.

Тирозин - это заменимая аминокислота, метаболитом которой является нейромедиатор норадреналин (НА). НА высвобождается в минимальных количествах во время сна и повышается во время бодрствования, поддерживая общее возбуждение. Уровень НА резко увеличивается в ситуациях стресса или опасности. Исследование на мышах, с искусственным снижением НА, показало увеличение времени сна и необходимость в более сильных раздражителях для их пробуждения. Исследования сообщили, что прием тирозина (150 мг / кг) после ночного сна улучшает память, мыслительную деятельность и бдительность [12].

Витамины

Витамин D.

Витамин D - это жирорастворимый витамин, который имеет решающее значение для усвоения кальция и многие другие биологические эффекты. Оба витамина D3 и D2 могут синтезироваться организмом в присутствии солнечного света или могут поступать с пищей. Жирная рыба - основной источник витамина D.

Большинство проведенных исследований показали положительную корреляцию между потреблением витамина D и улучшением качества сна. Более того, показана связь между уровнем витамина D в сыворотке крови и синдром обструктивного апноэ сна. Механизм роли витамина D во сне еще предстоит выяснить, возможно, он связан с воспалением и окислительным стрессом [6].

Витамин C.

Витамин C содержится в большинстве фруктов и овощей. Проведены немногочисленные исследования, изучавшие связь витамина C и сна, благодаря которым стало известно, что витамин C защищает головной мозг от потери памяти, связанной с недосыпанием. Одно из проведенных исследований также продемонстрировало, что низкое потреблением витамина C с пищей связано с короткой продолжительностью сна [7].

Заключение

Не вызывает сомнения что диета играет важную роль в благополучии сна. Применение диеты для улучшения сна может стать удобным и недорогим методом для людей, страдающих расстройствами сна.

Некоторые пищевые компоненты или их метаболиты доказали свое полезное влияние на сон. Однако многие другие не имеют достоверных доказательств такового. Трудности возникают при изучении отношения потребления определенной пищи и качества сна из-за ее сложного состава, а также различной всасывающей способности каждого отдельного человека. Более того, большинство исследований являются наблюдательными или перекрестными, многие из которых включали ограниченный размер выборки и их результаты часто противоречат друг с другу. Требуется больше качественных когортных и рандомизированных контролируемых исследований для дальнейшего подтверждения вклада диетического питания в благополучие сна.

Списокиспользуемойлитературы

C. F. P. George, T. W. Millar, P. J. Hanly, and M. H. Kryger, “The effect of L-tryptophan on daytime sleep latency in normals: correlation with blood levels,” Sleep, vol. 12, no. 4, pp. 345–353, 1989.

C. Gerard and H. Vidal, “Impact of gut microbiota on host glycemic control,” Frontiers in Endocrinology, vol. 10, p. 29, 2019.

D. Yu, X. Zhang, X. O. Shu et al., “Dietary glycemic index, glycemic load, and refined carbohydrates are associated with risk of stroke: a prospective cohort study in urban Chinese women,” The American Journal of Clinical Nutrition, vol. 104, no. 5, pp. 1345–1351, 2016.

E. Patterson, R. Wall, G. F. Fitzgerald, R. P. Ross, and C. Stanton, “Health implications of high dietary omega-6 poly- unsaturated fatty acids,” Journal of Nutrition and Metabolism, vol. 2012, Article ID 539426, 16 pages, 2012.

J. I. Byun, Y. Y. Shin, S. E. Chung, and W. C. Shin, “Safety and efficacy of gamma-aminobutyric acid from fermented rice germ in patients with insomnia symptoms: a randomized, double-blind trial,” Journal of Clinical Neurology, vol. 14, no. 3, pp. 291–295, 2018.

K. Archontogeorgis, E. Nena, N. Papanas, and P. Steiropoulos, “The role of vitamin D in obstructive sleep apnoea syndrome,” Breathe, vol. 14, no. 3, pp. 206–215, 2018.

M. A. Grandner, N. Jackson, J. R. Gerstner, and K. L. Knutson, “Dietary nutrients associated with short and long sleep dura- tion. Data from a nationally representative sample,” Appetite, vol. 64, pp. 71–80, 2013.

M. Hysing, I. Kvestad, M. Kjellevold et al., “Fatty fish intake and the effect on mental health and sleep in preschool children in FINS-KIDS, a randomized controlled trial,” Nutrients, vol. 10, no. 10, p. 1478, 2018.

M. P. St-Onge, A. Roberts, A. Shechter, and A. R. Choudhury, “Fiber and saturated fat are associated with sleep arousals and slow wave sleep,” Journal of Clinical Sleep Medicine, vol. 12, no. 1, pp. 19–24, 2016.

P. K. Luukkonen, S. Sädevirta, Y. Zhou et al., “Saturated fat is more metabolically harmful for the human liver than unsatu- rated fat or simple sugars,” Diabetes Care, vol. 41, no. 8, pp. 1732–1739, 2018.

P. Montgomery, J. R. Burton, R. P. Sewell, T. F. Spreckelsen, and A. J. Richardson, “Fatty acids and sleep in UK children: subjective and pilot objective sleep results from the DOLAB study–a randomized controlled trial,” Journal of Sleep Research, vol. 23, no. 4, pp. 364–388, 2014.

R. A. Magill, W. F. Waters, G. A. Bray et al., “Effects of tyro- sine, phentermine, caffeined-amphetamine, and placebo on cognitive and motor performance deficits during sleep depri- vation,” Nutritional Neuroscience, vol. 6, no. 4, pp. 237–246, 2013.

R. Katagiri, K. Asakura, S. Kobayashi, H. Suga, S. Sasaki, and the Three‐generation Study of Women on Diets and Health Study Group, “Low intake of vegetables, high intake of confectionary, and unhealthy eating habits are associated with poor sleep quality among middle-aged female Japanese workers,” Journal of Occupational Health, vol. 56, no. 5, pp. 359–368, 2014.

S. M. Innis, “Dietary omega 3 fatty acids and the developing brain,” Brain Research, vol. 1237, pp. 35–43, 2008.

S. Yehuda, S. Rabinovtz, R. L. Carasso, and D. I. Mostofsky, “Essential fatty acids preparation (SR-3) improves Alzheimer's patients quality of life,” The International Journal of Neurosci- ence, vol. 87, no. 3-4, pp. 141–149, 2009.

T. Aung, J. Halsey, D. Kromhout et al., “Associations of omega-3 fatty acid supplement use with cardiovascular disease risks: meta-analysis of 10 trials involving 77 917 individuals,” JAMA Cardiology, vol. 3, no. 3, pp. 225–234, 2018.

Код для цитирования: Скопировать