Human Circadian Phenotyping und Diurnal Performance Testing in der realen Welt

Es gibt eine inkonsistente Terminologie und Methodik bei der Messung einzelner Unterschiede in circadianem Timing, Präferenz und Verhalten. Dieses Protokoll kombiniert Goldstandardtechniken zur Kategorisierung zirkadianischer Phänotypen und zur Durchführung von Tagtierleistungstests. Nun, der Hauptvorteil dieses Protokolls ist, dass wir zirkadiane Phänotypen genau beurteilen können, indem wir sowohl das zirkadiane Phase- als auch das Schlafverhalten betrachten, und dies kann mit Individuen in ihrer häuslichen Umgebung geschehen.

Den Teilnehmerprozess demonstriert Cheryl Isherwood von der University of Surrey. Laden Sie Teilnehmer, die die Aufnahmekriterien erfüllen, ein, an einer ersten Besprechung teilzunehmen. Und erhalten Sie eine schriftliche informierte Zustimmung aller Teilnehmer, die an der Teilnahme an dem Experiment interessiert sind.

Bitten Sie die Teilnehmer, den Münchner ChronoType-Fragebogen auszufüllen, der individuelle Unterschiede bei Schlaf, Wachvariablen und Lichteinwirkung an Arbeits- und freien Tagen bewertet. Für die physiologische Probenentnahme sieben Milliliter Polypropylen-Sammelrohre mit der Teilnehmer-ID-Nummer, morgens oder abends, und dann individuelle Probenahmenummer voretikettieren. Verschiedene farbige Etiketten können auch für morgendliche und abendliche Probenahmeröhrchen verwendet werden, um zwischen Proben zu unterscheiden.

Bereiten Sie ein Mustersammlungsprotokoll für die Protokolle am Morgen und am Abend vor, damit die Teilnehmer die Stichproben nach der Entnahme zeitstempeln können, einschließlich einer Teilnehmer-ID-Nummer, des Datums für saisonale Informationen und des Ortes für die Berechnung des Fotozeitraums. Es ist entscheidend, dass die universelle Zeit genutzt wird, um sicherzustellen, dass es keine Probleme mit a.m. und p.m gibt.

Zeitcodes. Zeigen Sie, wie die Speichelproben gesammelt werden können, und informieren Sie die Teilnehmer, dass es wichtig ist, die Morgenproben unmittelbar nach dem Aufwachen zu erwerben, bevor Sie aus dem Bett kommen, und dass die Abendproben in abgemagertem Licht, vorzugsweise rotem Licht, erworben werden müssen. Forscher sollten dies, wenn möglich, messen.

Weisen Sie den Teilnehmer an, die Proben an einem freien Tag zu sammeln, wenn er zu bevorzugten Zeiten ins Bett gehen und aufwachen kann, ohne dass ein Alarm erforderlich ist. Geben Sie jedem Teilnehmer einen Handgelenk-Aktivitätsmonitor oder Aktigraphen, der mindestens zwei Wochen getragen werden muss, um Ruhe- und Aktivitätsmuster sowie Lichtdaten während des gesamten Studienzeitraums zu sammeln. Legen Sie jeden Aktigraphen fest, um Aktigraphiedaten für Ruhe- und Aktivitätsanalysen zu sammeln, und legen Sie die Parameter entsprechend dem Erforderlichen fest.

Weisen Sie die Teilnehmer an, die Aktigraphen zu verwenden, um sicherzustellen, dass sie sie an ihrem nicht dominanten Handgelenk tragen, und verhindern Sie, dass die Ärmel das Gerät bedecken, damit Lichtdaten gesammelt werden können. In Kombination mit der Aktigraphie und um den Schlaf zu erleichtern, geben die aus den aktigraphischen Daten abgeleitete Wachanalyse jedem Teilnehmer ein Schlaftagebuch, das täglich ausgefüllt werden muss. Für eine Cortisol-Erwachen Reaktion Morgen Probesammlung, lassen Sie die Teilnehmer die Proben beim Aufwachen sammeln, während noch im Bett in den entsprechend beschrifteten Probenröhrchen, alle 15 Minuten für die erste Stunde, und Auswertung alle 30 Minuten für die nächsten ein bis zwei Stunden.

Wenn alle Proben gesammelt sind, sollten die Teilnehmer ihre Proben bei minus 20 Grad Celsius bis zur Abholung durch das Forschungsteam im Gefrierschrank aufbewahren. Für dim lichtes Melatonin, das beginnt, sollte der Teilnehmer unter leichtem Licht drinnen sitzen und Speichelproben alle 30 Minuten von drei bis vier Stunden vor dem üblichen Schlafengehen bis ein bis zwei Stunden nach dem üblichen Schlafengehen sammeln. Der Teilnehmer sollte auch die Zeit aufzeichnen, in der jede Probe entnommen wird.

Wenn möglich, sollten die Forscher die Lichtverhältnisse messen, um Intensität und spektrale Zusammensetzung zu überwachen. Für die abendliche Probenahme ist es wichtig, dass die Teilnehmer verstehen, wie wichtig es ist, bei lichten Lichtverhältnissen drinnen zu bleiben. Die Teilnehmer können die Toilette benutzen oder ein nicht koffeinhaltiges Getränk zwischen den Proben konsumieren, solange sie 15 Minuten lang wieder sitzen, bevor die nächste Probe entnommen werden soll.

Stellen Sie sicher, dass alle anderen Räume die gleichen Lichtverhältnisse haben, so dass der Teilnehmer für die Dauer der Probenahmeperiode im dünnen Licht, vorzugsweise im roten Licht, bleibt. Wenn Zwischen den Proben Lebensmittel verzehrt werden, müssen die Teilnehmer 15 Minuten vor der Entnahme der nächsten Probe den Mund mit Wasser auswaschen. Sobald alle Proben gesammelt sind, sollten die Teilnehmer ihre Proben bei minus 20 Grad Celsius bis zur Abholung durch das Forscherteam in einem Gefrierschrank aufbewahren.

Die Tagesleistungstests können zu Hause oder im Labor durchgeführt werden und sollten nach der Studienhypothese auf der Grundlage der Anzahl der zu bestimmten Uhrzeiten untersuchten Zeitpunkte angeordnet werden. Nach dem Abruf der Speichelproben und des Schlaftagebuchs extrahieren Sie die tägliche Schlafzeit und wecken Sie die Zeit aus den Schlaftagebüchern und geben Sie diese Daten in die Herstellersoftware ein, um aktigraphische Variablen zu erhalten, die für die Studie relevant sind. Um die Melatonin- und Cortisolkonzentration in den Speichelproben der Teilnehmer zu jedem Zeitpunkt zu bestimmen, führen Sie einen Radioimmunoassay mit den Proben jedes Teilnehmers gemäß den Standardprotokollen durch.

Berechnen Sie die einzelnen DLMOs als Zeitpunkte, bei denen die Melatoninkonzentrationen zwei Standardabweichungen der drei anfänglichen Basisspeichelsammlungen überschreiten. Berechnen Sie den Cortisol-Peak als die Zeit der höchsten Cortisolkonzentration, die während der morgendlichen Cortisol-Erweckungsreaktion aufgezeichnet wurde. Eine Variable sollte als Null zugeordnet werden, wenn sie sich in der frühen zirkadianen Phänotyp-Kategorie befindet, eine, wenn sie sich in der mittleren zirkadianen Phänotyp-Kategorie befindet, und zwei, wenn sie sich in der Kategorie des späten zirkadianen Phänotyps befindet.

Berechnen Sie eine Gesamtpunktzahl des zirkadianen Phänotyps aus den fünf gesammelten Variablen. Basierend auf dieser Punktzahl können auch Unterkategorien wie in der Tabelle angegeben bestimmt werden. Alle Teilnehmer, die als frühe zirkadiane Phänotypen kategorisiert wurden, hatten eine Punktzahl zwischen null und eins.

Und alle späten zirkadianen Phänotyp-Teilnehmer hatten Noten zwischen acht und zehn. Um die Ergebnisse dieses repräsentativen Experiments zu bestätigen, wurden die Gruppendurchschnitte für jede zirkadiane Phänotypvariable verglichen. Andere Schlafvariablen, einschließlich Schlafdauer, Effizienz und Latenz, unterschieden sich zwischen den Gruppen nicht signifikant.

Der korrigierte Mittelschlaf an freien Tagen korrelierte signifikant mit dem dim leichten Melatonin-Beginn, der Spitzenzeit der Cortisol-Erwachen-Reaktion, dem Schlafbeginn und der Aufwachzeit. Diese Daten zeigten, dass die verschiedenen zirkadianen Phänotypgruppen deutliche Unterschiede in ihrem Schlafbeginn, den Offsetzeiten sowie in ihren physiologischen Variablen zeigten. Signifikante Tagesvariationen wurden auf der gesamten Gruppenebene für die Karolinska Schläfrigkeitsskala und psychomotorische Wachsamkeitsaufgabe beobachtet.

Wenn jede Gruppe separat analysiert wurde, zeigte die subjektive Schläfrigkeit signifikante Tagesschwankungen, wobei ECPs am Abend eine hohe Schläfrigkeit und die höchste Schläfrigkeit der LCPs am Morgen berichteten. Bei der Leistung der Psychomotorischen Wachsamkeit wurden signifikante Tagesschwankungen in LcPs gefunden, jedoch nicht in ECPs. Es ist wichtig, jeden Schritt des Protokolls klar zu erklären und sicherzustellen, dass der Teilnehmer während des Setup-Interviews versteht, um die Konformität der Studie zu maximieren.

Sobald die Teilnehmer in zirkadiane Phänotypen kategorisiert sind, kann das Leistungstestelement geändert werden, indem die Zeitpläne geändert, durch Erhöhung der Zeitpunkte skaliert oder geändert werden, indem je nach Studienziel unterschiedliche Aufgaben verwendet werden. Dieses Protokoll kann in jeder Studie verwendet werden, die eine genaue und gründliche Bewertung des zirkadianen Phänotyps als Screening-Tool für Inklusions- und Ausschlusskriterien erfordert, sowie zur Kontrolle des zirkadianen Phänotyps in der zeitkritischen Forschung. Dieser Ansatz bietet eine detaillierte Methode zur Kombination von Goldstandard-biologischen Phasenmarkern mit objektiven und subjektiven Schlafmustern zur Bestimmung einzelner zirkadianer Phänotypen.