Fenotipagem circadiana humana e testes de desempenho diurno no mundo real

Há terminologia e metodologia inconsistentes ao medir diferenças individuais no tempo, preferência e comportamento circadianos. Este protocolo combina técnicas padrão-ouro para categorizar fenótipos circadianos e realizar testes de desempenho diurno. Bem, a principal vantagem deste protocolo é que podemos avaliar com precisão fenótipos circadianos olhando para a fase circadiana e o comportamento do sono, e isso pode ser feito com indivíduos em seu ambiente doméstico.

Demonstrando o processo participante será Cheryl Isherwood da Universidade de Surrey. Convide os participantes que atendam aos critérios de inclusão para participarem de uma reunião inicial. E obter consentimento informado por escrito de todos os participantes interessados em participar do experimento.

Peça aos participantes que completem o Questionário Cronótipo de Munique, que avalia diferenças individuais no sono, variáveis de vigília e exposição à luz no trabalho e dias livres. Para coleta de amostras fisiológicas, pré-rotule sete tubos de coleta de polipropileno mililitro com o número de identificação do participante, manhã ou noite, e, em seguida, número de amostragem individual. Diferentes rótulos coloridos também podem ser usados para tubos de amostragem matinal e noturna para ajudar a distinguir entre amostras.

Prepare uma folha de registro de coleta de amostras para protocolos matutinos e noturnos para permitir que os participantes desatraem as amostras após a coleta, incluindo um número de identificação do participante, data para informações sazonais e localização para o cálculo do período da foto. É fundamental que o tempo universal seja usado para garantir que não haja problemas com a.m. e p.m.

códigos de tempo. Demonstre como coletar as amostras de saliva, informando aos participantes que é essencial adquirir as amostras matinais imediatamente após acordar antes de sair da cama, e que as amostras noturnas devem ser adquiridas em luz fraca, preferencialmente, luz vermelha. Os pesquisadores devem medir isso, se possível.

Instrua o participante a coletar as amostras em um dia livre quando eles são capazes de ir para a cama e acordar em horários preferenciais, sem a necessidade de um alarme. Dê a cada participante um monitor de atividade de pulso, ou actígrafo, para ser usado por pelo menos duas semanas para coletar padrões de descanso e atividade, e dados de luz durante todo o período de estudo. Defina cada actígrafo para coletar dados de actigrafia para análises de descanso e atividade, definindo os parâmetros de acordo com o necessário.

Instrua os participantes como usar os actígrafos, garantindo que eles o usem em seu pulso não dominante e impedindo que as mangas cobrem o dispositivo para permitir a coleta de dados de luz. Em combinação com a actigrafia, e para facilitar o sono, a análise de vigília derivada dos dados actigráficos, dá a cada participante um diário de sono a ser concluído diariamente. Para uma coleta de amostras matinais de resposta ao despertar de cortisol, os participantes coletarão as amostras ao acordar enquanto ainda estão na cama nos tubos de amostra devidamente rotulados, a cada 15 minutos durante a primeira hora, e avaliação a cada 30 minutos pelas próximas uma a duas horas.

Quando todas as amostras forem coletadas, os participantes devem armazenar suas amostras no congelador a menos 20 graus Celsius até sua coleta pela equipe de pesquisa. Para o início da melatonina de luz fraca, o participante deve sentar-se dentro de casa sob pouca luz, e coletar amostras de saliva no frasco apropriado a cada 30 minutos de três a quatro horas antes da hora habitual de dormir até uma a duas horas após a hora habitual de dormir. O participante também deve registrar o tempo em que cada amostra é colhida.

Sempre que possível, os pesquisadores devem medir as condições de luz para monitorar a intensidade e a composição espectral. Para a amostragem noturna, é essencial que os participantes entendam a importância de permanecer sentados dentro de casa sob condições de luz fraca. Os participantes podem usar o banheiro ou consumir uma bebida não cafeína entre as amostras, desde que estejam sentados novamente por 15 minutos antes da próxima amostra ser coletada.

Certifique-se de que todos os outros quartos tenham as mesmas condições de luz, de modo que o participante permaneça em luz fraca, preferencialmente luz vermelha, durante o período de amostragem. Se os alimentos forem consumidos entre as amostras, os participantes devem lavar a boca com água 15 minutos antes da coleta da próxima amostra. Uma vez coletadas todas as amostras, os participantes devem armazenar suas amostras em um freezer a menos 20 graus Celsius até sua coleta pela equipe de pesquisa.

O teste de desempenho diurno pode ser realizado em casa ou em laboratório, e deve ser organizado de acordo com a hipótese do estudo com base no número de pontos de tempo que estão sendo investigados em horários específicos de relógio. Após a recuperação das amostras de saliva e do diário do sono, extrair a hora de dormir diária e acordar os horários dos diários do sono, e inserir esses dados no software do fabricante para obter variáveis actigráficas relevantes para o estudo. Para determinar a concentração de melatonina e cortisol nas amostras de saliva dos participantes em cada ponto de tempo, realize um imunoensaio de rádio com as amostras de cada participante de acordo com os protocolos padrão.

Calcule os DLMOs individuais como os pontos de tempo em que as concentrações de melatonina excedem dois desvios padrão das três coleções iniciais de saliva da linha de base. Calcule o pico do cortisol como o tempo da maior concentração de cortisol registrada durante a resposta de despertar do cortisol pela manhã. Uma variável deve ser alocada como zero se estiver na categoria de fenótipo circadiano inicial, uma se estiver na categoria fenótipo circadiano intermediário, e duas se estiver na categoria de fenótipo circadiano tardio.

Calcule um escore total de fenótipo circadiano das cinco variáveis coletadas. Com base nessa pontuação, as subcategorias também podem ser determinadas conforme indicado na tabela. Todos os participantes categorizados como fenótipos circadianos tiveram pontuação entre zero a um.

E todos os participantes do fenótipo circadiano tiveram pontuações entre 8 e 10. Para confirmar os resultados deste experimento representativo, as médias do grupo foram comparadas para cada variável de fenótipo circadiano. Outras variáveis de sono, incluindo duração do sono, eficiência e latência, não diferiram significativamente entre os grupos.

O meio do sono corrigido em dias livres foi significativamente correlacionado com o início da melatonina de luz fraca, o horário de pico da resposta de despertar de cortisol, o início do sono e o tempo de despertar. Esses dados indicaram que os diferentes grupos de fenótipo circadianos demonstraram diferenças claras no início do sono, nos tempos de deslocamento, bem como em suas variáveis fisiológicas. Variações diurnas significativas foram observadas em todo o nível do grupo para a Escala de Sonolência Karolinska e a Tarefa de Vigilância Psicomotora.

Quando cada grupo foi analisado separadamente, a sonolência subjetiva apresentou variações diurnas significativas, com os ECPs relatando alta sonolência à noite e a sonolência mais elevada dos LCPs pela manhã. Para o desempenho da Vigilância Psicomotora, foram encontradas variações diurnas significativas em LCPs, mas não em ECPs. É importante explicar cada etapa do protocolo com clareza e garantir que o participante entenda durante a entrevista de configuração para maximizar a conformidade do estudo.

Uma vez que os participantes são categorizados em fenótipos circadianos, o elemento de teste de desempenho pode ser alterado, mudando os tempos, ampliado pelo aumento dos pontos de tempo ou alterado, usando tarefas diferentes, dependendo dos objetivos do estudo. Este protocolo pode ser usado em qualquer estudo que exija uma avaliação precisa e completa do fenótipo circadiano como ferramenta de triagem para critérios de inclusão e exclusão, e também para controlar o fenótipo circadiano em pesquisas sensíveis ao tempo. Esta abordagem fornece um método detalhado para combinar marcadores de fase biológica padrão-ouro com padrões de sono objetivos e subjetivos para determinar fenótipos circadianos individuais.