Глава: 19 От биологични ритми до хрономи, свързани с храненето

19.
От биологични ритми до хрономи, свързани с храненето

Франц Халберг, 1 Ерхард Хаус и Жермен Корнилисен

Не ям достатъчно, 1995

Pp. 361–372. Вашингтон.

Прес на Националната академия

ВЪВЕДЕНИЕ

Всяка една физиологична променлива се характеризира със спектър от ритми, които са генетично закотвени, социално-екологично синхронизирани (от циклите на екологична ниша) и повлияни от хелиогеофизични ефекти. Влиянията могат да бъдат обективно определени количествено по отношение на кръстосано-спектралната кохерентност. Синхронизацията се изучава (например, чрез смени на времето за хранене, като например на работа на смени, и/или цялото ежедневие, като например полети след трансмеридиан), когато различните хрономични компоненти могат да се регулират с различни скорости в която и да е променлива. Кръвното налягане и сърдечната честота, например, разкриват бавна настройка на вградена приблизително 7-дневна ритмичност в лицето на доста бърза настройка на циркадния компонент при същите променливи. Промените във времето на хранене имат различни ефекти върху различни физиологични променливи и по този начин променят вътрешните отношения между ритмите на различни организационни нива, както е документирано за

Franz Halberg, University of Minnesota, Chronobiology Laboratories, Minneapolis, MN 55455

компоненти на циркадния хроном на хора и гризачи (Фигури 19-1, 19-2 и 19-3).

СРОК НА ХРАНЕНЕ В СРОК НА КАЛОРИИ И СЕДЕНТАРНА ОГРАНИЧЕНА ДВИГАТЕЛНА ДЕЙНОСТ

Изглежда възможно да се използва по-добре това, което се яде, като се планира хранене. Консумацията на храна може да бъде планирана за време, когато е физиологично (Goetz et al., 1976; Halberg, 1983, 1989; Halberg et al., 1976, Hirsch et al., 1975; Jacobs et al., 1975) и логистично най-много полезно за поддържане на телесно тегло. По-конкретно, като противодействие в случай на недостатъчно консумиране на дажби от работници на полето (като войници), поне едно хранене трябва да бъде определено, като се вземат предвид проучванията, проведени в Минесота относно времето за хранене (Goetz et al., 1976 ), някои от тях спонсорирани от Американския армейски институт по екологична медицина и Центъра за изследване, развитие и инженеринг на армията на САЩ (NRDEC) (Hirsch et al., 1975; Jacobs et al., 1975). Тези изследвания, които сравняват еднократно дневно хранене, консумирано като закуска, с едно, изядено като вечеря, ясно показват роднина

ритми

наддаване на телесно тегло само на вечеря спрямо само закуска (изявление, еквивалентно на това за относителна загуба на телесно тегло само на закуска спрямо вечеря) (Фигури 19-4, 19-5, 19-6 и 19-7). Тъй като в тези проучвания бяха изследвани физиологични и психологически показатели, както и метаболитните и ендокринните променливи, първата препоръка е завършването на анализите на тези данни (Goetz et al., 1976; Halberg, 1983, 1989; Halberg et al., 1976; Hirsch et al., 1975; Jacobs et al., 1975) относно последиците (относно телесното тегло и други физиологични и психологически показатели) от консумацията на едно голямо хранене в рамките на 1 час след събуждането (само закуска) или не преди 12 часа след събуждането (само вечеря). Втора препоръка е да се разшири обхватът на тестваната по-рано парадигма относно едно хранене на ден, като няколко сценария се прилагат за The Meal, Ready-to-Eat (MRE).

ФИГУРА 19-4 Време на хранене и телесно тегло. В две отделни проучвания за ефекта на времето на хранене върху телесното тегло, девет мъже и девет жени консумират или фиксирано хранене от 2000 ккал, или единично ястие със свободен избор като закуска (B) или вечеря (D) (за 1 седмица на фиксиран -калорийно хранене или 3 седмици на свободен избор). Телесното тегло остава горе-долу непроменено само на вечеря; намаление с около 1 кг/седмица е отбелязано само на закуска. Скоростта на промяна на телесното тегло също се различава значително (P Page 366 Share Cite

ФИГУРА 19-5 Относителна загуба на телесно тегло само на закуска спрямо вечеря само за всеки субект, участващ в двете проучвания, описани на фигура 19-4. Само един доброволец е напълнял на закуска спрямо вечеря. Като цяло разликата в относителната загуба на телесно тегло на закуска (B) спрямо вечеря (D) е статистически значима (P Page 367 Share Cite

Време на хранене и времева структура на тялото (хронология)

Изследванията на Minnesota-Natick (Goetz et al., 1976; Halberg et al., 1976; Hirsch et al., 1975; Jacobs et al., 1975) показват, че времето за хранене е начин за промяна на физиологичните ритми и че може усилват експресията на циркадната система, както правят някои лекарства като ацетил-L-карнитин (Cornélissen et al., 1992; Portela et al., 1993). Струва си да се определи най-благоприятната конфигурация на ритмите, за да се осигури пикова бдителност и производителност (напр. На рейнджъри или пилоти) по време на най-критичните моменти на дежурство, дори ако тези графици могат да бъдат свързани с някаква загуба на телесно тегло, особено в ситуации, когато полевите задължения са с ограничена продължителност. Имайте предвид, че поне в експерименталната лаборатория ограничаването на храните (например до 70 процента от консумираното ad lib) е свързано с удължаване (Nelson and Halberg, 1986a, b), а не със скъсяване на продължителността на живота, а също и с по-ниска честота на рак на млечната жлеза (Halberg et al., 1986b).

ПРЕПОРЪКИ

Анализ на наличните данни

Съвременните данни сочат, че основно ядене трябва да се яде след приключване на ежедневна обиколка; тоест, ако дежурството започва сутрин, основното хранене трябва да е вечер или обратно. С други думи, планирането трябва да бъде по време на активност, а не по часовник. Тази концепция трябва да бъде обяснена в подходящо съобщение на командващите офицери, така че тя да бъде подсилена от тях и те да могат да дадат добър пример, който е от полза за тях и техните войски. Междувременно богатството от данни, натрупани в проучванията на Минесота-Натик и допълнителни данни, които трябва да бъдат получени, трябва да се използват за оценка на връзката между ефективността и промяната в телесното тегло. Това

усилията биха се възползвали от по-нататъшни експериментални изследвания в лабораторията и на терен. Препоръчват се такива ретроспективни анализи и колкото по-скоро, толкова по-добре. Данни за ендокринната и ефективността са налични в Минесота от проучвания за времето на хранене, които досега са били предмет само на технически доклад (Graeber et al., 1978). Данните, събрани, например от Л. А. Стивънсън и М. А. Колка в NRDEC за надбъбречния цикъл (Лична комуникация, 1993), биха се възползвали от хронобиологична оценка, която може да осигури индивидуализирана оценка на статистическата значимост.

Проспективни проучвания за оптимизиране на хранителните добавки

Аутопсиите на много млади американски войници, убити в битка по време на Корейската война, разкриват някои съдови промени и предполагат необходимостта от профилактика до тази възраст, ако не и по-рано (за преглед вж. Halberg et al., 1986a). Методите на хронобиологията позволяват да се установи нивото на риска чрез хронофизиологичен мониторинг (вместо да се разчита на проверки на място, биопсии и аутопсии, определени от времето) (Cornélissen et al., 1993; Halberg et al., 1993). Различия в динамичните характеристики на варирането на кръвното налягане се откриват между потомството на родители със и без високо кръвно налягане и/или други сърдечно-съдови заболявания (Halberg et al., 1990). Такива различия като функция на фамилната анамнеза за сърдечно-съдови заболявания се откриват в началото на живота: малко след раждането и при юношите. Неправилно засилен циркаден ритъм на кръвното налягане може да се тълкува като представляващ повишен риск за съдови заболявания, по-специално инсулт и нефропатия (Otsuka, 1994). По този начин възниква възможността армията да идентифицира част от населението в риск и да разработи процедури за предотвратяване на по-нататъшно влошаване на съдовата система и за предпочитане за обръщане на вече съществуващите промени.

Диетичните модификации, като използването на добавки, са един от подходите към тази цел. Много хронобиологични доказателства от съвместни проучвания разкриват необходимостта от определяне на времето за прилагане на хранителни добавки според ритмите. Например стана ясно, че ефектите на аспирина могат да зависят от циркадния етап, особено някои профилактични ефекти, които могат да бъдат свързани с антитромбоцитната активност на аспирина (Cornélissen et al., 1991; Prikryl et al., 1991, 1993 ). Поносимостта на домакин към аспирин също зависи от времето (Siegelova et al., 1993). Следователно трябва да се търси най-добрият компромис между ефикасността и толерантността за профилактични употреби на аспирин. Същите съображения се отнасят за карнитиновите препарати, които имат циркаден зависим от етапа ефект върху кръвното налягане и сърдечната честота (Cornélissen et al., 1994; Portela et al., 1993). Документирането на тази предполагаема зависимост от времето в подходящ мащаб и прилагането на проучването на други хранителни добавки, дадени на новобранци в началото на дежурството, може да бъде в обхвата на армейското хранене.

Такова проучване би спечелило от включването на ехокардиограма и 7-дневен амбулаторен профил на кръвното налягане и сърдечния ритъм в началото, като

измерванията се повтарят 1 година по-късно. По този начин рисковите индекси, отразени в модела на вариация на кръвното налягане, могат да бъдат корелирани с масата на лявата камера и други индекси на морфологията на сърцето, получени чрез ехокардиография (Cornélissen et al., 1994; Kumagai et al., 1992). Ако освен това новобранците могат да бъдат убедени да водят точен дневник кога и какво ядат, може да е възможно да се проучат връзките между всяка промяна на сърдечно-съдовите хрономи и модели в относителната консумация на въглехидрати, мазнини, протеини и/или хранителни добавки. По този начин могат да бъдат извлечени допълнителни насоки за отправяне на препоръки какво да се яде кога. Като се има предвид възрастта на новобранците, това може да е най-добрата възможност за провеждане на такива хранителни проучвания с цел превенция и самопомощ според хронобиологичния подход, който сега се застъпва от Американската асоциация за напредък на науката в наскоро публикуван доклад ( Cornélissen, 1994; Culotta, 1993).

ЗАБЕЛЕЖКА НА АВТОРИТЕ

Освен това, първият автор беше най-щастлив по време на Втората световна война в Австрия да получи дажби от армията на САЩ под формата на пакети CARE. Те бяха - и по мнение на авторите все още са - безценни, независимо от разликата в обстоятелствата.

Ако е невъзможно априори да се знае колко храна ще се консумира от военния персонал и ако не може да се реализира цялостна консумация на дажбата, изглежда разумно дажбите да бъдат опаковани, така че неизползваните порции да могат да бъдат спестени и консумирани по-късно време или рециклирани за човешка и/или друга употреба, а не изхвърлени като отпадъци. Това би било стъпка отвъд технологията, която прави възможни стабилни ястия, които не изискват охлаждане преди отваряне, но и стъпка далеч извън нашата компетентност.

ПРЕПРАТКИ

Cornélissen, G. 1994. Разписани са стандарти за научно образование в американските училища. Хронобиология 21: 164.

Cornélissen, G., F. Halberg, P. Prikryl, E. Dankova, J. Siegelova и J. Dusek 1991. Международна група хронома от утроба до утроба: Профилактично лечение с аспирин: Предимствата на времето. J. Am. Med. Доц. 266: 3128–3129.

Cornélissen, G., G. Francesetti, M. Gecele, A. Meluzzi, G. Bartolomucci и F. Halberg 1992. Метахронанализа: Ацетил-L-карнитинът подобрява циркадния аспект на циркулиращия кортизолов хроном на пациенти в напреднала възраст с депресия. Нови тенденции Опит. Clin. Психиатрия 8: 95–101.