Организация физиологических функций носит периодический характер и согласуется с внешними датчиками биологического времени, такими как чередование светового периода и приемы пищи. Употребление пищи является важнейшим "времязадателем" (Zeitgeber) [15, 26], способным изменять физиологические функции организма в зависимости от времени приема пищи и ее состава [3, 15, 26]. Показано, что у большинства студентов сложившаяся система питания характеризуется наличием дефицита нутриентов и нарушением режима приема пищи с тенденцией к снижению потребления таких продуктов питания, как мясные и молочные продукты, рыба, яйца [1, 4]. Для рациона юношей-студентов характерен недостаток белка и углеводов совместно с нехваткой кальция. У девушек на фоне пониженного потребления белка и углеводов выявлено низкое содержание в рационе кальция, магния и железа [9]. Наряду с нарушением состава питания значительное влияние на метаболические процессы может оказывать режим питания, в частности ночные перекусы. Показано, что у здоровых женщин (в возрасте 23 лет) употребление пищи в ночное время (23 ч) в течение 13 дней приводило к росту общего холестерина и липопротеинов низкой плотности и снижению окисления жира [21]. Ночное употребление пищи, совмещенное с ночной работой, у мужчин вызывает сдвиги в реакции эндокринной системы, способные повлиять на организм за счет снижения уровня кортизола после еды в утренние часы [22]. Известна взаимосвязь между хронотипологическими особенностями и приемом пищи. Так, люди с вечерним хронотипом предпочитают менее здоровый образ жизни с негативными пищевыми привычками в сравнении с лицами с утренним хронотипом [25]. Возможно, что употребление пищи в ночные часы и ее действие как "времязадателя" нарушает периодическую организацию физиологических функций, формируя основу для донозологических нарушений независимо от хронотипологических особенностей человека.
Цель исследования - оценить у студентов с наличием фактов ночного употребления пищи в недельном рационе уровень потребляемых нутриентов, особенности высшей нервной деятельности, специфику хронобиологических изменений по циклу сон-бодрствование, суточной динамики уровня кортизола и общей антиоксидантной активности в ротовой жидкости (РЖ) по сравнению со студентами, не употребляющими ночью пищу.
Материал и методы
У 72 студентов в возрасте от 17 до 22 лет (59 девушек и 13 юношей) были оценены антропометрические показатели, степень физической, интеллектуальной и психологической нагрузки. Каждый студент в течение 1 нед заполнял пищевой дневник, где фиксировались время приема пищи, вес употребляемых продуктов, марка и название продукта. Полученные данные обрабатывали с использованием компьютерной системы поддержки принятия решений "Питание для здоровья и долголетия". Данная система позволяет на основе индивидуальных физиологических особенностей и специфики образа жизни рассчитать норму потребления нутриентов, а также оценить рацион за недельный период и сравнить полученные данные [8]. На основе заполненных дневников питания студенты были разделены на 2 группы.
В 1-ю группу вошли студенты, употреблявшие пищу в период с 6 до 22 ч (n=34). За 1 нед наблюдения студентами данной группы не фиксировались случаи ночного употребления пищи. Во 2-ю группу включили учащихся, у которых за недельный период наблюдения было отмечено эпизодическое или систематическое употребление пищи с 22 до 6 ч (n=38). Для обработки хронобиологических данных был использован косинор-анализ, предложенный Ф. Халбергом в 1965 г. Периодические события приема пищи у студентов объединяли в 3-часовые периоды (6−9, 9−12, 12−15, 15−18, 18−21, 21−24, 00−3, 3−6 ч), полученные хронограммы аппроксимировали методом наименьших квадратов с представлением периодических событий в форме синусоиды. Оценивали основные параметры ритмов: амплитуда синусоиды и акрофаза, т.е. время наступления максимума функции.
Сравнение этих данных в исследуемых группах позволяет выявлять достоверные различия циркадианной ритмичности [5].
Особенности высшей нервной деятельности студентов определяли с использованием личностного опросника Айзенка (EPQ) [10], оценки уровня тревожности (Ч.Д. Спилбергер, Ю.Л. Ханин) [10], теста тревожности [7], теста "Стресс" [13] и трехфакторного теста питания (The Three-Factor Eating Questionnaire) [17]. Оценивали состояние цикла сон-бодрствование по показателям качества сна, шкале качества гигиены сна, шкале дневной сонливости (Epworth Sleepiness Scale) [24] и индивидуальный хронотип [23]. Качество сна определяли по следующим параметрам: скорость засыпания, продолжительность и глубина сна, самочувствие после утреннего пробуждения. Использовали 5-балльную шкалу (где 1 балл - "плохо", а 5 баллов - "отлично"). Сумма более 16 баллов свидетельствовала об отсутствии значимых расстройств сна. Если сумма была более 12, но менее 16, это указывало на то, что нарушения сна носят невыраженный характер.
Ротовую жидкость (РЖ) собирали с использованием специализированного набора "SaliCaps" ("IBL International GmbH", Германия) в 2 временных периода: (утро) с 7 до 11 ч и (вечер) с 16
до 20 ч, замораживали и хранили при -20 °С. Уровень кортизола определяли с использованием наборов для иммуноферментного анализа ("Diagnostics Biochem Canada", Канада и "DRG", Германия) на анализаторе иммуноферментных реакций "Униплан" (ЗАО "ПИКОН", Россия). Общую антиоксидантную активность (ОАОА) исследовали амперометрическим методом по эквиваленту галловой кислоты с использованием прибора "ЦветЯуза 01-АА" (ЗАО "АП Химавтоматика", Россия).
Полученные данные обрабатывали с использованием пакета Statistica 6.0 [11]. Для оценки вариационных рядов и анализа соответствия видов распределения использовали критерий Шапиро-Уилка. Данные представлены как медиана (Ме) и интерквартильный размах - значения 25-го и 75-го процентилей, соответственно Ме (X 25 ; X 75 ). Для сравнения независимых групп применяли критерий Манна-Уитни, а для зависимых групп - критерий Вилкоксона.
Результаты и обсуждение
Оценка суточного распределения приемов пищи в течение 1 нед показала, что среднее количество употреблений пищи за сутки в 1-й группе составило 2,7 раза (2,3; 3,1). Анализ хронограмм за недельный период показал стабильное употребление пищи с 6 до 15 ч, в период с 15 до 18 ч отмечалось снижение, а с 18 до 21 ч - рост данного показателя.
Снижение отмечалось только после 21 ч. Косинор-анализ выявил акрофазу показателя в 13,8 ч, что соответствовало наиболее активному периоду приема пищи. Время завтрака в данной группе, по данным дневников питания, приходилось на период с 6 до 9 ч. Выявлено, что студенты данной группы обедали преимущественно с 12 до 15 ч, а ужинали с 18 до 21 ч. Перекусы преобладали с 9 до 12 ч.
Во 2-й группе динамика употребления пищи статистически значимо отличалась от таковой в 1-й группе, характеризуясь понижением частоты питания в утренние часы (с 6 до 9 ч), но повышением вечером (с 21 до 3 ч), причем среднее количество приемов пищи за сутки было выше (p<0,05) и составило 3,4 раза (1,3; 5,4). Выявлен рост частоты питания с 12 до 15 ч. Время обеда во 2-й группе статистически значимо не отличалось от 1-й группы. Косинор-анализ показал изменение ритмического профиля с акрофазой в 15,1 ч.
Снижение частоты употребления пищи в утренние часы соответствует смещению времени завтрака на более позднее время и росту числа перекусов (период 9-12 ч). Ужин в данной группе смещен на более позднее время (18-24 ч), а перекусы характеризовались длительным вечерним периодом (18-3 ч), что подтверждается достоверными изменениями в количестве случаев употребления пищи в эти периоды времени (табл. 1).
Для выявления особенностей качественной характеристики питания анализировали состав употребляемых продуктов с учетом индивидуальных норм, рассчитываемых с использованием справочных таблиц программы "Питание для здоровья и долголетия", разработанной специалистами Национального центра геронтологии [8]. При индивидуальном расчете уровня потребляемых и рекомендуемых норм пищевых веществ выявлен дефицит нутриентов у всей популяции студентов, что соответствует ранее полученным данным [1].
В обеих группах практически все студенты (97-100%) недополучали с пищей фосфолипиды, витамины и минеральные вещества: биотин, холин, витамин D, йод, кобальт, марганец, серу, фтор, и цинк (табл. 2). У 89-100% обследованных выявлен недостаток в питании полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), витаминов А, В 12 , В 6
и железа. Из макронутриентов отмечалось сниженное потребление углеводов, что было характерно для подавляющего большинства обследованных студентов и соответствует данным других авторов [9]. Кроме того, примерно у 1 / 3 отпрошенных выявлено сниженное потребление жиров.
В 1-й группе студентов со сниженным уровнем потребления белка обнаружено не было.
Сравнительный анализ данных изучаемых групп выявил, что во 2-й группе была достоверно выше доля студентов с недостаточным потреблением белка, а также кальция (в 9,3 раза) и ниацина (в 2,3 раза). Недостаточность потребления витаминов А, В 6 и С во 2-й группе была статистически значимо более выражена, чем в 1-й. Поступление с рационом белка, магния, кальция и фосфора соответствовало рассчитанным нормам, но при сравнении с 1-й группой их потребление также было снижено. Следует отметить наличие у учащихся 2-й группы одновременно сниженного потребления белка и кальция, что может свидетельствовать о недостаточном употреблении молочных продуктов.
Оценка хронотипологических особенностей студентов обеих групп выявила доминирование промежуточного хронотипа (58%). Статистически значимые отличия между группами обнаружены по числу студентов утреннего хронотипа.
)
)
)
Так, в 1-й группе число студентов утреннего хронотипа составляло 24,24%, а во 2-й таких студентов было 5,55% (p<0,05).
Показатели состояния высшей нервной деятельности и самооценки сна представлены в табл. 3.
В 1-й группе при оценке типологических свойств высшей нервной деятельности по опроснику EPQ большинство респондентов определялись как потенциальные экстраверты и нормостеники по уровню нейротизма с психотизмом на нижней границе средних значений. Тревожность характеризовалась средними значениями, сопровождаясь слабыми нарушениями сна в форме дневной сонливости.
Во 2-й группе индивидуально-типологические особенности студентов, оцениваемые по опроснику EPQ, не отличались от таковых в 1-й группе, однако тревожность по Тейлору была статистически значимо выше (p<0,01). Это сопровождалось снижением качества сна (p<0,01) и увеличением дневной сонливости (p<0,03). Пищевое поведение согласно трехфакторному тесту питания достоверно не различалось между респондентами обеих групп и соответствовало показателям, сопоставимым со среднепопуляционными значениями [17].
При исследовании суточной динамики кортизола в РЖ в 1-й группе выявлено соответствие содержания исследуемого показателя нормальным значениям. Его утренний уровень составил 7,61 (6,95; 11,22) нг/мл, а суточная динамика гормона выражалась в достоверном снижении концентрации в вечерние часы на 16,9% (p<0,005).
Изменения ОАОА также характеризовались аналогичными суточными колебаниями: вечером ее уровень составлял 87,3% от утреннего (p<0,001) (см. рисунок).
)
Во 2-й группе суточная динамика уровня кортизола характеризовалась ростом концентрации в вечерние часы на 33,9% (p<0,001). При сравнении с 1-й группой содержание гормона утром статистически достоверно не отличалось, а вечером уровень кортизола в РЖ значимо возрастал (p<0,005). ОАОА характеризовалась стабильной суточной динамикой с понижением значений в вечернее время (p<0,001), причем пониженный уровень по сравнению с таковым у студентов 1-й группы сохранялся в исследуемые интервалы времени (p<0,001).
Таким образом, у части студентов как представителей молодежной социальной среды зарегистрировано употребление пищи в ночное время суток.
Проведенное исследование на основе анализа дневников питания выявило у лиц с наличием эпизодов ночного употребления пищи выраженные изменения потребления нутриентов, проявляющиеся в повышении доли студентов с недостатком кальция, ниацина и белка на фоне сниженного потребления железа, фосфолипидов, холина, кобальта и цинка у всех обследованных, а ПНЖК, витаминов А, В 12 , В 6 , D, биотина, серы, йода, марганца и фтора - примерно у 90% обследованных.
Потребление витаминов А, В 6 , С у студентов 2-й группы было достоверно ниже, чем у учащихся 1-й группы. На основании пониженного потребления белка и кальция можно предположить недостаточное употребление молочных продуктов у студентов 2-й группы, что соответствует данным об изменении рациона у японских женщин вечернего хронотипа [27] и согласуется с пищевым поведением "вечерних" подростков со склонностью к потреблению фастфуда и снижению потребления молочных продуктов с рационом [18].
Анализ биоритмов показал, что в обеих группах преобладала доля студентов неопределенного хронотипа, но число студентов утреннего хронотипа было в 5 раз ниже во 2-й группе. Следовательно, несмотря на отсутствие между группами достоверных различий по количеству лиц вечернего хронотипа, у учащихся, употреблявших пищу в ночные часы, наблюдалось пищевое поведение, частично соответствующее вечернему хронотипу.
Согласно полученным данным, у студентов при наличии эпизодов употребления пищи в ночное время наблюдается смещение всех приемов пищи на более позднее время суток с изменением акрофазы циркадианных ритмов, что соответствует представлению о пище как важнейшем синхронизаторе биоритмов в организме [26]. Известна взаимосвязь между хронотипом и нарушением пищевого поведения [19, 25]. Выявленное повышение тревожности и рост жалоб на нарушение сна являются закономерными [12] и могут быть связаны с ростом уровня кортизола в вечернее время, являющегося начальным этапом негативных последствий ночного употребления пищи [14]. Уровень ОАОА РЖ характеризовался вечерним минимумом, что согласуется с данными о суточной ритмичности показателя [2]. Снижение ОАОА во 2-й группе указывает на понижение уровня антиоксидантного статуса организма [6] с вовлечением механизмов циркадианной системы в развитие оксидативного стресса [20]. Это согласуется с данными о пониженной антиоксидантной активности слюны у студентов вечернего хронотипа [16]. Таким образом, полученные результаты и проведенный анализ литературы позволяют рассматривать пищу как наиболее доступную форму воздействия на ритмическую организацию функций органов и систем, а следовательно, на сохранение ритмостаза в рамках физиологической нормы [3].
Проведенные исследования выявили, что у студентов с ночным употреблением пищи рацион характеризуется снижением доли белка, магния, кальция, фосфора и витаминов А, В 6 и С, сопровождаясь психофизиологическими изменениями:
ростом тревожности и нарушением сна. Отмечаются биохимические изменения в слюне, проявляющиеся ростом уровня кортизола в вечернее время и понижением общей антиоксидантной активность. В связи с этим необходим мониторинг питания студентов как специфической группы с наличием ночного бодрствования, что требует учета при планировании общественного питания в образовательных учреждениях, так при разработке продуктов функционального назначения для студентов.
Литература
1. Бакуменко О.Е., Доронин А.Ф., Шендеров Б.А. и др. Оценка состояния здоровья и анализ фактического рациона питания учащихся вуза // Вестник оренбургского государственного университета, приложение "образование и здоровье". - 2005. - № 11. - С. 43-47.
2. Борисенков М.Ф., Ерунова Л.А., Люсева Е.М. и др. Суточная динамика общей антиоксидантной активности слюны человека // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 3. - С. 137-138.
3. Будкевич Р.О., Евдокимов И.А., Будкевич Е.В. Теоретические предпосылки управления биоритмами с использованием функциональных продуктов питания // Техника и технология пищевых производств. - 2010. - Т. 18, № 3. - С. 73-76.
4. Дрожжина Н.А., Максименко Л.В., Кича Д.И. Особенности пищевого поведения студентов российского университета дружбы народов // Вопр. питания. - 2012. -Т. 81, № 1. - С. 57-62.
5. Карп В.П., Катинас Г.С. Вычислительные методы анализа в хронобиологии и хрономедицине. - СПб.: Восточная корона, 1997. - 116 с.
6. Лапин А.А., Виха Г.В. Показатель суммарной антиоксидантной активности ротовой жидкости - неинвазивный метод определения антиоксидантного статуса организма // Бутлеровские сообщения. - 2010. -Т. 22, № 12. - С. 38-45.
7. Личностная шкала проявлений тревоги (Дж. Тейлор, адаптация Т.А. Немчина) // Диагностика эмоционально-нравственного развития / Ред. и сост. И.Б. Дерманова. - СПб.: Речь, 2002. - С. 126-128.
8. Мамиконова О.А., Крутько В.Н., Потемкина Н.С. и др. Информационная структура и алгоритмы компьютерной системы "Питание для здоровья и долголетия" // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 1. - С. 121-129.
9. Новокшанова А.Л., Никитюк Д.Б., Поздняков А.Л. Содержание минеральных элементов в рационе студентов факультета физической культуры // Вопр. питания. - 2013. -Т. 82, № 1. - С. 79-83.
10. Психологические тесты / Под. ред. А.А. Каделина: В 2 т. - М.: ВЛАДОС, 2001. - Т. 1 - 312 с.
11. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. - М.: МедиаСфера, 2006. - 312 с.
12. Сон и тревожность / Под общ. ред. Е.В. Вербицкого. - Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. - 340 с.
13. Управление персоналом организации / Под ред. А.Я. Кибанова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2008. - С. 174-176.
14. Bahijri S., Borai A., Ajabnoor G. et al. Relative metabolic stability, but disrupted circadian cortisol secretion during the fasting month of Ramadan // PLoS One. - 2013 - Vol. 18, N 8 (4):e60917. doi: 10.1371/journal.pone.0060917. Print 2013.
15. Bechtold D.A. Energy-responsive timekeeping // J. Genet. - 2008. - Vol. 87, N 5. - Р. 447-458.
16. Borisenkov M.F. Circadian rhythm of the antioxidant system depends on chronotype // Biol. Rhythm Res. - 2012. - Vol. 43, N 4. - P. 459-460.
17. Lauzon B., Romon M., Deschamps V. et al. The Three-Factor Eating Questionnaire-R18 is able to distinguish among different eating patterns in a general population // J. Nutr. - 2004. - Vol. 134, N 9, P. - 2372-2380.
18. Fleig D., Randler C. Association between chronotype and diet in adolescents based on food logs // Eat. Behav. - 2009. - Vol 10, N 2. - P. 115-118.
19. Harb A., Levandovski R., Oliveira C et al. Night eating patterns and chronotypes: a correlation with binge eating behaviors // Psychiatry Res. - 2012. - Vol. 200, N 2. - P. 489-493.
20. Hardeland R., Coto-Montes A., Poeggeler B. Circadian rhythms, oxidative stress, and antioxidative defense mechanisms // Chronobiol. Int. - 2003. - Vol. 20, N 6. - P. 921-962.
21. Hibi M., Masumoto A., Naito Y. et al. Nighttime snacking reduces whole body fat oxidation and increases LDL cholesterol in healthy young women // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. - 2013. - Vol. 304, N 2. - P. 94-101.
22. Holmbдck U., Forslund A., Lowden A. et al. Endocrine responses to nocturnal eating - possible implications for night work // Eur. J. Nutr. - 2003. - Vol. 42, N 2. - P. 75-83.
23. Horne J.A., Ostberg O. A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms // Int. J. Chronobiol. - 1976. - Vol. 4, N 2. - P. 97-110.
24. Johns M.W. Reliability and factor analysis of the Epworth sleepiness scale // Sleep. - 1992. - Vol. 15, N 4. - P. 376-381.
25. Kanerva N., Kronholm E., Partonen T. et al. Tendency toward eveningness is associated with unhealthy dietary habits // Chronobiol. Int. - 2012. - Vol. 29, N 7. - P. 920-927.
26. Mendoza J. Circadian clocks: setting time by food // J. Neuroendocrinol. - 2007. - Vol. 19, N 2. - P. 127-137.
27. Sato-Mito N., Shibata S., Sasaki S. et al. The midpoint of sleep is associated with dietary intake and dietary behavior among young Japanese women // Int. J. Food Sci. Nutr. - 2011. - Vol. 62, N 5. - P. 525-532.