Метаболічні наслідки розладів сну. Огляд літератури

Автор(и)

  • І. Ю. Романенко Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0604-0156
  • О. Е. Третяк Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30978/CEES-2022-2-39

Ключові слова:

інсулінорезистентність; цукровий діабет 2 типу; синдром обструктивного апное сну; сон; порушення

Анотація

Епідеміологічні дослідження виявили зв’язок між розладами сну та несприятливими метаболічними наслідками, зокрема ожирінням, інсулінорезистентністю та цукровим діабетом 2 типу у дорослих, підвищеним ризиком кардіометаболічних захворювань і смертності. До порушень сну, які призводять до зазначених захворювань, належать зміна тривалості сну, хронічне обмеження сну, надмірний сон, зміни архітектури сну, фрагментація сну, порушення циркадних ритмів (позмінна робота) та синдром обструктивного апное сну. Сон і циркадні ритми модулюють або контролюють щоденні фізіологічні патерни, що має важливе значення для нормального метаболічного здоров’я. Метаболічні процеси, зокрема толерантність до глюкози, змінюються протягом дня і ночі та на різних стадіях сну. Під час сну знижується утилізація глюкози мозком і активність симпатичної нервової системи та підвищується тонус блукаючого нерва. Показники поширення ожиріння та цукрового діабету 2 типу зростають у всьому світі одночасно зі зростанням поширеності недосипання та порушень сну. Результати епідеміологічних і патофізіологічних досліджень, проведених у різних країнах серед різних соціально-економічних груп, підтверджують, що порушення сну підвищують ризик розвитку кардіометаболічних порушень, зокрема цукрового діабету 2 типу. Існує взаємозв’язок між метаболічною дисфункцією і розладами сну. Дані сучасних досліджень свідчать, що сон є потенційно модифікованим чинником ризику кардіометаболічних захворювань та ожиріння. Слід провести додаткові клінічні дослідження для поліпшення розуміння механізмів, що лежать в основі метаболічних розладів, пов’язаних з порушеннями сну, та вивчити потенційну користь нормалізації сну в осіб із метаболічними порушеннями. Рекомендації щодо оптимізації та гігієни сну, лікування його порушень, поряд з достатньою фізичною активністю та повноцінним харчуванням, мають бути включені до профілактичних і терапевтичних стратегій підтримання метаболічного здоров’я.

Біографії авторів

І. Ю. Романенко, Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ

Романенко Ірина Юріївна
д. мед. н., доцент, вчений секретар

О. Е. Третяк, Український науково-практичний центр ендокринної хірургії, трансплантації ендокринних органів і тканин МОЗ України, Київ

Третяк Олена Едуардівна
к. мед. н., в. о. зав. відділу нейроендокринології та загальної ендокринології

Посилання

Depner CM, Stothard ER, Wright KP Jr. Metabolic consequences of sleep and circadian disorders. Curr Diab Rep. 2014;14(7):507. doi: 10.1007/s11892-014-0507-z.

Antza C, Kostopoulos G, Mostafa S, Nirantharakumar K, Tahrani A. The links between sleep duration, obesity and type 2 diabetes mellitus. J Endocrinol. 2021;252(2):125-41. doi: 10.1530/JOE-21-0155.

Saeedi P, Petersohn I, Salpea P, Malanda B, Karuranga S, Unwin N, Colagiuri S, et al.; IDF Diabetes Atlas Committee. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition. Diabetes Res Clin Pract. 2019;157:107843. doi: 10.1016/j.diabres.2019.107843.

Falalyeyeva T, Mamula Y, Scarpellini E, et al. Probiotics and obesity associated disease: an extended view beyond traditional strains. Minerva Gastroenterol (Torino). 2021 Dec;67(4):348-56. doi: 10.23736/S2724-5985.21.02909-0. PMID: 35040301.

Koren D, O’Sullivan KL, Mokhlesi B. Metabolic and glycemic sequelae of sleep disturbances in children and adults. Curr Diab Rep. 2015;15(1):562. doi: 10.1007/s11892-014-0562-5.

Knutson KL, Van Cauter E, Rathouz PJ, DeLeire T, Lauderdale DS. Trends in the prevalence of short sleepers in the USA: 1975-2006. Sleep. 2010;33(1):37-45. doi: 10.1093/sleep/33.1.37.

Hallschmid M, Oster H, Schultes B, Schmid SM. On the detrimental metabolic impact of short, disturbed and erratic sleep. Dtsch Med Wochenschr. 2015;140(17):1278-83. (in German). doi: 10.1055/s-0041-103414.

Hitze B, Bosy-Westphal A, Bielfeldt F, et al. Determinants and impact of sleep duration in children and adolescents: data of the Kiel Obesity Prevention Study. Eur J Clin Nutr. 2009;63(6):739-46. doi: 10.1038/ejcn.2008.41.

Foundation NS. Sleep in America Poll. National Sleep Foundation; Washington, DC: 2022. Available from: https://www.thensf.org/wp-content/uploads/2022/03/NSF-2022-Sleep-in-America-Poll-Report.pdf.

Tasali E, Mokhlesi B, Van Cauter E. Obstructive sleep apnea and type 2 diabetes: interacting epidemics. Chest. 2008;133(2):496-506. doi: 10.1378/chest.07-0828.

Akerstedt T, Wright KP Jr. Sleep loss and fatigue in shift work and shift work disorder. Sleep Med Clin. 2009;4(2):257-71. doi: 10.1016/j.jsmc.2009.03.001.

IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Painting, firefighting, and shiftwork. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. 2010;98:9-764. PMID: 21381544; PMCID: PMC4781497.

Härmä M, Kecklund G. Shift work and health — how to proceed? Scand J Work Environ Health. 2010;36(2):81-4. doi: 10.5271/sjweh.2902.

Flaa TA, Harris A, Bjorvatn B, et al. Sleepiness among personnel in the Norwegian Air Ambulance Service. Int Arch Occup Environ Health. 2019;92(8):1121-30. doi: 10.1007/s00420-019-01449-w.

Khan S, Duan P, Yao L, Hou H. Shiftwork-mediated disruptions of circadian rhythms and sleep homeostasis cause serious health problems. Int J Genomics. 2018;2018:8576890. doi: 10.1155/2018/8576890.

American Academy of Sleep Medicine. International classification of sleep disorders, revised: Diagnostic and coding manual. 2014. Available from: https://learn.aasm.org/Public/Catalog/Details.aspx?id=%2FgqQVDMQIT%2FEDy86PWgqgQ%3D%3D&returnurl=%2FUsers%2FUserOnlineCourse.aspx%3FLearningActivityID%3D%252fgqQVDMQIT%252fEDy86PWgqgQ%253d%253d.

Wright KP Jr, Bogan RK, Wyatt JK. Shift work and the assessment and management of shift work disorder (SWD). Sleep Med Rev. 2013;17(1):41-54. doi: 10.1016/j.smrv.2012.02.002.

Flo E, Pallesen S, Magerøy N, Moen BE, Grønli J, Hilde Nordhus I, Bjorvatn B. Shift work disorder in nurses — assessment, prevalence and related health problems. PLoS One. 2012;7(4):e33981. doi: 10.1371/journal.pone.0033981.

Waage S, Pallesen S, Moen BE, et al. Changes in work schedule affect the prevalence of shift work disorder among Norwegian nurses — a two year follow-up study. Chronobiol Int. 2021;38(6):924-32. doi: 10.1080/07420528.2021.1896535.

Ishizaki M, Morikawa Y, Nakagawa H, et al. The influence of work characteristics on body mass index and waist to hip ratio in Japanese employees. Ind Health. 2004;42(1):41-9. doi: 10.2486/indhealth.42.41.

Amini M, Zayeri F. Application of multiple-group latent growth model to determine the effect of shift work on body mass index among petrochemical industries staff. Med J Islam Repub Iran. 2019 Oct 12;33:109. doi: 10.34171/mjiri.33.109.

Buchvold HV, Pallesen S, Waage S, Bjorvatn B. Shift work schedule and night work load: Effects on body mass index — a four-year longitudinal study. Scand J Work Environ Health. 2018;44(3):251-7. doi: 10.5271/sjweh.3702.

Guo Y, Liu Y, Huang X, et al. The effects of shift work on sleeping quality, hypertension and diabetes in retired workers. PLoS One. 2013 Aug 16;8(8):e71107. doi: 10.1371/journal.pone.0071107.

Monk TH, Buysse DJ. Exposure to shift work as a risk factor for diabetes. J Biol Rhythms. 2013 Oct;28(5):356-9. doi: 10.1177/0748730413506557.

Puttonen S, Viitasalo K, Härmä M. The relationship between current and former shift work and the metabolic syndrome. Scand J Work Environ Health. 2012 Jul;38(4):343-8. doi: 10.5271/sjweh.3267.

Suwazono Y, Sakata K, Okubo Y, et al. Long-term longitudinal study on the relationship between alternating shift work and the onset of diabetes mellitus in male Japanese workers. J Occup Environ Med. 2006 May;48(5):455-61. doi: 10.1097/01.jom.0000214355.69182.fa.

Pan A, Schernhammer ES, Sun Q, Hu FB. Rotating night shift work and risk of type 2 diabetes: two prospective cohort studies in women. PLoS Med. 2011 Dec;8(12):e1001141. doi: 10.1371/journal.pmed.1001141.

Tasali E, Leproult R, Ehrmann DA, Van Cauter E. Slow-wave sleep and the risk of type 2 diabetes in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jan 22;105(3):1044-9. doi: 10.1073/pnas.0706446105.

Gao Y, Gan T, Jiang L, et al. Association between shift work and risk of type 2 diabetes mellitus: a systematic review and dose-response meta-analysis of observational studies. Chronobiol Int. 2020 Jan;37(1):29-46. doi: 10.1080/07420528.2019.1683570.

Grandner MA, Jackson NJ, Pak VM, Gehrman PR. Sleep disturbance is associated with cardiovascular and metabolic disorders. J Sleep Res. 2012 Aug;21(4):427-33. doi: 10.1111/j.1365-2869.2011.00990.x.

Cappuccio FP, Taggart FM, Kandala NB, et al. Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children and adults. Sleep. 2008 May;31(5):619-26. doi: 10.1093/sleep/31.5.619.

Androutsos O, Moschonis G, Mavrogianni C, et al. Identification of lifestyle patterns, including sleep deprivation, associated with insulin resistance in children: the Healthy Growth Study. Eur J Clin Nutr. 2014 Mar;68(3):344-9. doi: 10.1038/ejcn.2013.280.

Buxton OM, Pavlova M, Reid EW, Wang W, Simonson DC, Adler GK. Sleep restriction for 1 week reduces insulin sensitivity in healthy men. Diabetes. 2010 Sep;59(9):2126-33. doi: 10.2337/db09-0699.

Vgontzas AN, Fernandez-Mendoza J, Miksiewicz T, et al. Unveiling the longitudinal association between short sleep duration and the incidence of obesity: the Penn State Cohort. Int J Obes (Lond). 2014 Jun;38(6):825-32. doi: 10.1038/ijo.2013.172.

Buxton OM, Cain SW, O’Connor SP, et al. Adverse metabolic consequences in humans of prolonged sleep restriction combined with circadian disruption. Sci Transl Med. 2012 Apr 11;4(129):129ra43. doi: 10.1126/scitranslmed.3003200.

Knutson KL, Ryden AM, Mander BA, Van Cauter E. Role of sleep duration and quality in the risk and severity of type 2 diabetes mellitus. Arch Intern Med. 2006 Sep 18;166(16):1768-74. doi: 10.1001/archinte.166.16.1768.

Ohkuma T, Fujii H, Iwase M, et al. Impact of sleep duration on obesity and the glycemic level in patients with type 2 diabetes: the Fukuoka Diabetes Registry. Diabetes Care. 2013;36(3):611-7. doi: 10.2337/dc12-0904.

Tsai YW, Kann NH, Tung TH, et al. Impact of subjective sleep quality on glycemic control in type 2 diabetes mellitus. Fam Pract. 2012;29(1):30-5. doi: 10.1093/fampra/cmr041.

Vgontzas AN, Zoumakis E, Bixler EO, et al. Adverse effects of modest sleep restriction on sleepiness, performance, and inflammatory cytokines. J Clin Endocrinol Metab. 2004;89(5):2119-26. doi: 10.1210/jc.2003-031562.

Akash MS, Rehman K, Chen S. Role of inflammatory mechanisms in pathogenesis of type 2 diabetes mellitus. J Cell Biochem. 2013;114(3):525-31. doi: 10.1002/jcb.24402.

Spiegel K, Leproult R, Van Cauter E. Impact of sleep debt on metabolic and endocrine function. Lancet. 1999 Oct 23;354(9188):1435-9. doi: 10.1016/S0140-6736(99)01376-8.

Buxton OM, Marcelli E. Short and long sleep are positively associated with obesity, diabetes, hypertension, and cardiovascular disease among adults in the United States. Soc Sci Med. 2010 Sep;71(5):1027-36. doi: 10.1016/j.socscimed.2010.05.041.

Rao MN, Blackwell T, Redline S, Stefanick ML, Ancoli-Israel S, Stone KL; Osteoporotic Fractures in Men (MrOS) Study Group. Association between sleep architecture and measures of body composition. Sleep. 2009 Apr;32(4):483-90. doi: 10.1093/sleep/32.4.483.

Magee CA, Caputi P, Iverson DC. Short sleep mediates the association between long work hours and increased body mass index. J Behav Med. 2011 Apr;34(2):83-91. doi: 10.1007/s10865-010-9287-3.

Nielsen LS, Danielsen KV, Sørensen TI. Short sleep duration as a possible cause of obesity: critical analysis of the epidemiological evidence. Obes Rev. 2011 Feb;12(2):78-92. doi: 10.1111/j.1467-789X.2010.00724.x.

Deacon-Crouch M, Skinner I, Tucci J, Begg S, Wallace R, Skinner T. Association between indigenous status and Body Mass Index (BMI) in Australian adults: Does sleep duration affect the relationship? PLoS One. 2022 Feb 16;17(2):e0263233. doi: 10.1371/journal.pone.0263233.

Stamatakis KA, Punjabi NM. Effects of sleep fragmentation on glucose metabolism in normal subjects. Chest. 2010 Jan;137(1):95-101. doi: 10.1378/chest.09-0791.

Mulder AH, Tack CJ, Olthaar AJ, Smits P, Sweep FC, Bosch RR. Adrenergic receptor stimulation attenuates insulin-stimulated glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes by inhibiting GLUT4 translocation. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005 Oct;289(4):E627-33. doi: 10.1152/ajpendo.00079.2004.

Ohayon MM. Epidemiology of insomnia: what we know and what we still need to learn. Sleep Med Rev. 2002 Apr;6(2):97-111. doi: 10.1053/smrv.2002.0186.

Vgontzas AN, Liao D, Pejovic S, Calhoun S, Karataraki M, Bixler EO. Insomnia with objective short sleep duration is associated with type 2 diabetes: A population-based study. Diabetes Care. 2009 Nov;32(11):1980-5. doi: 10.2337/dc09-0284.

Knutson KL, Van Cauter E, Zee P, Liu K, Lauderdale DS. Cross-sectional associations between measures of sleep and markers of glucose metabolism among subjects with and without diabetes: the Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) Sleep Study. Diabetes Care. 2011 May;34(5):1171-6. doi: 10.2337/dc10-1962.

Vgontzas AN, Fernandez-Mendoza J, Liao D, Bixler EO. Insomnia with objective short sleep duration: the most biologically severe phenotype of the disorder. Sleep Med Rev. 2013 Aug;17(4):241-54. doi: 10.1016/j.smrv.2012.09.005.

Spicuzza L, Caruso D, Di Maria G. Obstructive sleep apnoea syndrome and its management. Ther Adv Chronic Dis. 2015 Sep;6(5):273-85. doi: 10.1177/2040622315590318.

Iiyori N, Alonso LC, Li J, et al. Intermittent hypoxia causes insulin resistance in lean mice independent of autonomic activity. Am J Respir Crit Care Med. 2007 Apr 15;175(8):851-7. doi: 10.1164/rccm.200610-1527OC.

Punjabi NM, Beamer BA. Alterations in glucose disposal in sleep-disordered breathing. Am J Respir Crit Care Med. 2009 Feb 1;179(3):235-40. doi: 10.1164/rccm.200809-1392OC.

O’Brien LM, Gozal D. Autonomic dysfunction in children with sleep-disordered breathing. Sleep. 2005 Jun;28(6):747-52. doi: 10.1093/sleep/28.6.747.

Marcus CL, Brooks LJ, Draper KA, Gozal D, Halbower AC, Jones J, Schechter MS, Ward SD, Sheldon SH, Shiffman RN, Lehmann C, Spruyt K; American Academy of Pediatrics. Diagnosis and management of childhood obstructive sleep apnea syndrome. Pediatrics. 2012 Sep;130(3):e714-55. doi: 10.1542/peds.2012-1672.

Tauman R, O’Brien LM, Gozal D. Hypoxemia and obesity modulate plasma C-reactive protein and interleukin-6 levels in sleep-disordered breathing. Sleep Breath. 2007 Jun;11(2):77-84. doi: 10.1007/s11325-006-0085-7.

Tauman R, Serpero LD, Capdevila OS, et al. Adipokines in children with sleep disordered breathing. Sleep. 2007 Apr;30(4):443-9. doi: 10.1093/sleep/30.4.443.

Pamidi S, Aronsohn RS, Tasali E. Obstructive sleep apnea: role in the risk and severity of diabetes. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2010 Oct;24(5):703-15. doi: 10.1016/j.beem.2010.08.009.

Tasali E, Mokhlesi B, Van Cauter E. Obstructive sleep apnea and type 2 diabetes: interacting epidemics. Chest. 2008 Feb;133(2):496-506. doi: 10.1378/chest.07-0828.

Foster GD, Sanders MH, Millman R, Zammit G, Borradaile KE, Newman AB, Wadden TA, Kelley D, Wing RR, Sunyer FX, Darcey V, Kuna ST; Sleep AHEAD Research Group. Obstructive sleep apnea among obese patients with type 2 diabetes. Diabetes Care. 2009 Jun;32(6):1017-9. doi: 10.2337/dc08-1776.

Peppard PE, Young T, Barnet JH, Palta M, Hagen EW, Hla KM. Increased prevalence of sleep-disordered breathing in adults. Am J Epidemiol. 2013 May 1;177(9):1006-14. doi: 10.1093/aje/kws342.

Aronsohn RS, Whitmore H, Van Cauter E, Tasali E. Impact of untreated obstructive sleep apnea on glucose control in type 2 diabetes. Am J Respir Crit Care Med. 2010 Mar 1;181(5):507-13. doi: 10.1164/rccm.200909-1423OC.

Leong WB, Banerjee D, Nolen M, Adab P, Thomas GN, Taheri S. Hypoxemia and glycemic control in type 2 diabetes mellitus with extreme obesity. J Clin Endocrinol Metab. 2014 Sep;99(9):E1650-4. doi: 10.1210/jc.2014-1260.

Grimaldi D, Beccuti G, Touma C, Van Cauter E, Mokhlesi B. Association of obstructive sleep apnea in rapid eye movement sleep with reduced glycemic control in type 2 diabetes: therapeutic implications. Diabetes Care. 2014 Feb;37(2):355-63. doi: 10.2337/dc13-0933.

Tahrani AA, Ali A, Raymond NT, et al. Obstructive sleep apnea and diabetic neuropathy: a novel association in patients with type 2 diabetes. Am J Respir Crit Care Med. 2012 Sep 1;186(5):434-41. doi: 10.1164/rccm.201112-2135OC.

Leong WB, Nolen M, Thomas GN, Adab P, Banerjee D, Taheri S. The impact of hypoxemia on nephropathy in extremely obese patients with type 2 diabetes mellitus. J Clin Sleep Med. 2014 Jul 15;10(7):773-8. doi: 10.5664/jcsm.3870.

Aronsohn RS, Whitmore H, Van Cauter E, Tasali E. Impact of untreated obstructive sleep apnea on glucose control in type 2 diabetes. Am J Respir Crit Care Med. 2010 Mar 1;181(5):507-13. doi: 10.1164/rccm.200909-1423OC.

Papanas N, Steiropoulos P, Nena E, Tzouvelekis A, Maltezos E, Trakada G, Bouros D. HbA1c is associated with severity of obstructive sleep apnea hypopnea syndrome in nondiabetic men. Vasc Health Risk Manag. 2009;5:751-6. doi: 10.2147/vhrm.s7057.

Ronksley PE, Hemmelgarn BR, Heitman SJ, et al. Obstructive sleep apnoea is associated with diabetes in sleepy subjects. Thorax. 2009 Oct;64(10):834-9. doi: 10.1136/thx.2009.115105.

Schober AK, Neurath MF, Harsch IA. Prevalence of sleep apnoea in diabetic patients. Clin Respir J. 2011 Jul;5(3):165-72. doi: 10.1111/j.1752-699X.2010.00216.x.

Grandner MA, Patel NP, Gehrman PR, Perlis ML, Pack AI. Problems associated with short sleep: bridging the gap between laboratory and epidemiological studies. Sleep Med Rev. 2010 Aug;14(4):239-47. doi: 10.1016/j.smrv.2009.08.001.

Grandner MA, Hale L, Moore M, Patel NP. Mortality associated with short sleep duration: The evidence, the possible mechanisms, and the future. Sleep Med Rev. 2010 Jun;14(3):191-203. doi: 10.1016/j.smrv.2009.07.006.

Chandola T, Ferrie JE, Perski A, Akbaraly T, Marmot MG. The effect of short sleep duration on coronary heart disease risk is greatest among those with sleep disturbance: a prospective study from the Whitehall II cohort. Sleep. 2010 Jun;33(6):739-44. doi: 10.1093/sleep/33.6.739.

Troxel WM, Buysse DJ, Matthews KA, et al. Sleep symptoms predict the development of the metabolic syndrome. Sleep. 2010 Dec;33(12):1633-40. doi: 10.1093/sleep/33.12.1633.

Grandner MA, Patel NP, Perlis ML, et al. Obesity, diabetes, and exercise associated with sleep-related complaints in the American population. Z Gesundh Wiss. 2011 Oct;19(5):463-74. doi: 10.1007/s10389-011-0398-2.

Skomro RP, Ludwig S, Salamon E, Kryger MH. Sleep complaints and restless legs syndrome in adult type 2 diabetics. Sleep Med. 2001 Sep;2(5):417-22. doi: 10.1016/s1389-9457(01)00110-1.

Pinheiro T, Thomas T, Devaraj U, Ramachandran P, Krishnaswamy UM. Prevalence of restless legs syndrome and quality of sleep in type 2 diabetics. J Diabetes Complications. 2020 Dec;34(12):107727. doi: 10.1016/j.jdiacomp.2020.107727.

Khandelwal D, Dutta D, Chittawar S, Kalra S. Sleep Disorders in Type 2 Diabetes. Indian J Endocrinol Metab. 2017 Sep-Oct;21(5):758-61. doi: 10.4103/ijem.IJEM_156_17.

American Diabetes Association. 3. Comprehensive Medical Evaluation and Assessment of Comorbidities. Diabetes Care. 2017 Jan;40(Suppl 1):S25-S32. doi: 10.2337/dc17-S006. Erratum in: Diabetes Care. 2017 Jul;40(7):985.

Reutrakul S, Van Cauter E. Sleep influences on obesity, insulin resistance, and risk of type 2 diabetes. Metabolism. 2018 Jul;84:56-66. doi: 10.1016/j.metabol.2018.02.010.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-16

Номер

Розділ

Огляди літератури