ההשפעות של משך, איכות ותיזמון שינה על השמנה ומטבוליזם

השמנה והפרעות מטבוליות
השמנה הינה מגפה כלל עולמית מרכזית המשפיעה על בריאות הציבור. בשלושת העשורים האחרונים, שיעור ההשמנה במבוגרים הוכפל, ושיעור הילדים הסובלים מהשמנה הוכפל פי שלושה. העליה בשכיחות ההשמנה משפיעה על כל המדינות המתועשות. ב-2008 סבלו מעודף משקל (BMI>25) 1.46 ביליון מבוגרים בעולם, ומתוכם 205 מיליון גברים ו-297 מיליון נשים סבלו מהשמנה (BMI>30). שכיחות ההשמנה חוצה אומות וקבוצות סוציואקונומיות (1).
השמנה מקושרת באופן מובהק עם תחלואה ותמותה, מכיוון שהיא מהווה מעמסה עצומה על הגוף. סוכרת מסוג 2, יתר לחץ דם ומחלות לב וכלי דם נפוצות בקרב הסובלים מהשמנה ומהוות את הסיבות הנפוצות ביותר לתמותה בקרב אנשים אלה. כמה מסוגי הסרטן כגון סרטן השד, סרטן רירית הרחם, סרטן הערמונית וסרטן המעי מקושרים אף הם עם השמנה. השמנה ידועה כמחמירה דלקת פרקים ניוונית, וכגורמת לבעיות נשימה (2).
השמנה היא מחלה מולטיפקטוריאלית המתרחשת כתוצאה מאינטראקציות מורכבות בין גנים ופקטורי סביבה. העליה הדרמטית בשכיחות ההשמנה מיוחסת לשינויים הסביבתיים, המקדמים צריכה של מזון עשיר אנרגיה וצפוף קלורית, ולהפחתה בפעילות הגופנית כתוצאה מאורח חיים יושבני, וזמינות מערכות התחבורה. יחד עם זאת, נראה שגורמים נוספים מעורבים בהופעתה (1). במקביל לעליה בשכיחות ההשמנה וההפרעות המטבוליות, התקצר משך שנת הלילה. עקומת U בין משך שעות השינה לבין עודף משקל והשמנה העלתה את ההיפותזה שיתכן וחוסר שעות שינה מהווה את המכניזם המוביל, לפחות בחלקו, לעליה בשכיחות המחלות המטבוליות (3).

שינה – צורך בסיסי
שנת לילה טובה וקבועה מומלצת כאחד הצרכים המשמעותיים לבריאות טובה בילדים ובמבוגרים. לשינה תפקיד מכריע בהרבה תהליכים סומטיים, קוגנטיביים ופסיכולוגיים. נראה, ששינה חיונית והכרחית כדי לשרוד (4). שינה היא תהליך משקם, אשר משחק תפקיד חשוב באיזון הבריאות הפיזיולוגית, הרגשית והפיזית (1). שינה היא נקודת זמן של מנוחה פיזית ומנטלית, במהלכה המודעות מושהית באופן חלקי או מלא, והתפקוד הגופני נעשה איטי, המצב הפיך בקלות בהתעוררות. שינה וערות, כמו הרבה תפקודים גופניים אחרים בטבע, הם מחזוריים. במהלך שינה, מתרחשים שינויים מערכתיים פיזיולוגיים, הכוללים שינוים בפעילות גלי המוח, ירידה בקצב הלב, בלחץ הדם, בנשימה ובריווי החמצן בדם. טמפרטורת הגוף יורדת גם היא בשינה. שינויים פיזיולוגים אלו מורידים את ההוצאה האנרגטית, ומסייעים לתחילת השינה ושמירה עליה (5).
בני האדם ישנים בערך שליש מחייהם (6), ע"פ ה- National Sleep Foundation (NSF) משך השינה המומלצת משתנה בכל שלב במעגל החיים (5). לא ידוע בדיוק כמה שעות שינה ביום דרושות לאנשים בוגרים ע"פ גילם, סביבתם ומצבם החברתי-תרבותי. מספר חוקרים ממליצים על 8 שעות שינה, בעוד אחרים מאמינים ש-7 שעות אמורות להיות מספיקות למבוגרים. משך השינה הדרוש לזקנים קצר יותר (4). שינה במספר פאזות במהלך היום (שינה פוליפאזית) נפוצה בקרב בע"ח רבים, וגם בקרב בני האדם במהלך הינקות. כאשר תינוק מתפתח ומגיע לגיל הגן, מספר פאזות השינה במהלך היום מצטמצם ל-2 פאזות (שינה בי-פאזית) במהלך 24 שעות. נמנום במהלך היום נפוץ בקרב ילדי הגן. מחקרים אחרונים גילו שנמנום זה במהלך היום משפר את הזיכרון הקוגנטיבי בילדים והדבר מוביל, ככל הנראה, לעליה ביכולת הלמידה. בסביבות גיל 5, דגם השינה האחת ביום (שינה מונופאזית) מאומץ, הנמנום במהלך היום נפסק, וכל השינה מתבצעת במהלך הלילה. דגם שינה מונופאזי זה נפוץ ונשמר בהמשך החיים. יחד עם זאת, יש מבוגרים, אשר מנמנמים אף הם במהלך היום. משך שינה אופטימלי במהלך היום לבוגרים בריאים נע בטווח של 10-30 דקות. זקנים ועובדי משמרות יכולים להשיג תועלת משינה ארוכה יותר שנעה בין 40 דקות לשעתיים. מומחים מציעים שהזמן האידיאלי לשינה הוא אחה"צ, זאת בשל הנטיה הטבעית להרגיש עייפות סביב זמן זה. נקודת אמצע היום שונה לעובדי משמרות, ולכן שנת היום שלהם צריכה להתבצע בזמן שהוא אמצע שעות הערות שלהם (5).
במהלך שנת לילה תקינה קיימים שני סוגים של שינה, הכוללים שינה עם תנועת עיניים מהירה (REM) ושינה ללא תנועת עיניים מהירה (NREM). שנת REM מצביעה על מצב חלום, ובמהלכה מתבצע עיקר גיבוש הזיכרון. שנת NREM, המהווה את מרבית זמן השינה, מאופיינת בפחות חלימה ומחולקת ל-4 שלבים. שלבים אלה הינם שלבים של עומק השינה, המופיעים בסדר עולה, ומאופיינים בשינויים בפעילות גלי המוח. שלב 1 מתרחש בראשית השינה ונחשב לשלב הרגיעה, זה השלב בו השינה קלה ביותר, ולכן מופרעת בקלות, מתרחש במשך 2-5% מזמן השינה הכולל. לאחר מכן, שלב 2, במהלכו השינה עמוקה יותר, הוא נמשך כ-45-55% מזמן השינה הכולל. שלבים 3 ו-4 נקראים שלבי השינה העמוקה, או שלבים של גלים איטיים (SWS). בשנת לילה בריאה, שנתREM מתרחשת קרוב לרבע מזמן השינה, ומתחילה להתרחש לאחר השעה-שעה וחצי הראשונות מתחילת השינה. כל שלב של שנת NREM ושנת REM מתרחשים במחזוריות השינה למשך כמה דקות, שנת לילה כוללת 5-7 מעגלים כאלה (5). משך כל מעגל שינה זהה במהלך כל לילה, אבל משך שנת NERM ו-REM אינו קבוע. בראשית הלילה אפיזודה של REM קצרה ו-NREM ארוכה אך לקראת סוף הלילה, משך אפיזודה של REM ארוכה יותר ואפיזודת NREM קצרה יותר (4).

השעון הביולוגי
תצפיות מראות שבאופן מסתורי, רוב המינים ע"פ כדור הארץ מווסתים ע"י מעגל קבוע של שינה וערות הנמשך כ-24 שעות. התודעה והפעילות מופיעים מדי בוקר, והימים שלנו מועברים בעבודה ופעילויות חברתיות. מדי ערב אנחנו שוכבים לנוח ולישון למספר שעות במצב תת הכרתי, פרט לחלומות. תקופה זו, אשר נחשבת כלא פעילה ולא פרודוקטיבית ע"י חלק מהאנשים, היא קרוב לוודאי אחד מהזמנים החשובים ביותר במהלך היום (4). שינויים יומיים בהתנהגות ובפיזיולוגיה ידועים עוד מהתקופה הפרה-היסטורית. בתחילה, האמינו שהשינויים היומיים אינם מיוצרים באופן אנדוגני, אלא מגיעים ממקור חיצוני זמני. ראיות מוקדמות למקצב צירקדי (המקצב היממתי) אנדוגני טבעי הגיע ממחקרו הקלאסי של d’Ortous de Mairan שפורסם בשנת ,1729 בו חקר את תנועת העלים היומית בצמח הליוטרופי (הצומח לכיוון האור). de Mairan שיבש לצמח את מעגל האור-חושך והוכיח כי למרות זאת הצמח ממשיך להניע את עליו באופן עקבי במחזוריות של 24 שעות. תוצאות אלו הוכיחו באופן מוחלט כי קיים בצמח מקצב אנדוגני. ב-1939 החוקרים קלייטמן וריצ'רדסון חשפו ראיות נוספות לקיומו של מקצב אנדוגני טבעי – המקצב הצירקדי. במחקרם ניסו לסנכרן את מעגל העירות-שינה למקצב של 28 שעות (במקום 24 שעות). החוקרים התגוררו במשך למעלה מחודש במערה בעומק של 45 מטר מתחת לפני האדמה בה האור והטמפרטורה קבועים. בעוד, ע"פ מדידות של טמפרטורת הגוף, ריצ'רדסון הצליח להתאים באופן חלקי את מקצבו ליום הכולל 28 שעות, גופו של קלייטמן המשיך להתנהל לפי לו"ז של 24 שעות. למרות השונות בין שני החוקרים, תוצאות מחקר זה מחזקות אף הם את קיומו של שעון אנדוגני (7).

המקצב הצירקדי (Circadian rhythm) הינו מעגל פידבק בגופנו אשר פועל פיזיולוגית, מסונכרן עם גורמי הסביבה ומקושר עם מעגל יום-לילה של 24 שעות (5). מקצב זה מושפע בעיקר מהאור, המהווה את הסנכרון העוצמתי ביותר. האבחנה באור נעשית דרך תאי גנגליונים ספציפיים ברשתית העין, אשר משדרים את סיגנל האור ל-Superchiasmatic nucleus (SCN) דרך הציר רשתית-היפותלמוס (4). ביונקים, ה-SCN אשר נמצא בהיפותלמוס הוא המוקד השולט בשעון הצירקדי. ה-SCN מתאם אין ספור פעילויות מחזוריות בכל איבר ורקמה בגוף (7). ההשפעה של האור על המקצב תלויה בזמן החשיפה לאור, משך החשיפה, עוצמת האור ואורך הגל (4). שינוי תיזמון השינה והערות כגון שינה במהלך היום וערות במהלך הלילה מובילה לחוסר איזון במקצב הצירקדי (3).

התחלת החשיכה ונסיגת האור הם פקטורים אקסוגנים חשובים התורמים לשינה, בחלקם ע"י שחרור הורמון המלטונין מבלוטת האצטרובל (5). למלטונין מקצב צירקדי חזק, רמות המלטונין גבוהות במהלך הלילה בהשוואה לשעות היום. מלטונין משחק תפקיד חשוב בויסות השינה בבני אדם (6), עליה בריכוזו בזרם הדם משרה הרגשה של ישנוניות במקביל לירידה בטמפרטורת הגוף (5). מתן מלטונין באופן חיצוני משרה שינה, מעלה את משך זמן השינה ומשפר את הרצף שלה (6). בנוסף למלטונין, ירידה בריכוז האדנוזין ב- Blood-brain barrier ובסביבתו נצפו בזמן התחלת השינה. משערים שאדנוזין הוא תוצר לוואי של פירוק הנוקלאוטיד, אדנין אשר מתרחש במהלך שעות העירות. כאשר מתחבר לרצפטורים המתאימים, האדנוזין משרה שינה (5).

הדפוס היומי של הוצאה אנרגטית, פעילות הורמונים וליפידים, המעורבים במטבוליזם האנרגיה (כגון לפטין, גרלין, גלוקוז, אינסולין, גלוקוקורטיקואידים, קטכולאמינים, חומצות שומן, טריגליצרידים) מווסתים ע"י שינה וע"י המקצב הצירקדי. כיום יש יותר ויותר ראיות לכך שהפרעות בשינה ובמקצב הצירקדי הן פקטור התורם לתפקוד פיזיולוגי לקוי ולתהליכי מחלה, במיוחד אלה הקשורים לדיסרגולציה מטבולית (3).

שינה לא מספקת
בחברה המודרנית קיימת מגמת ירידה במשך השינה (1), אחוז האנשים אשר ישן 8 שעות בלילה ירד מ- 38% בשנת 2001, ל-26% בשנת 2005 ו-21% בשנת 2013 (5). יותר מ-50% מהאמריקאים מדווחים שהם ישנים באופן קבוע פחות מ-7 שעות בלילה (3). שנת לילה ממוצעת של אמריקני בוגר הינה 6 שעות ו-31 דקות, והיא נמוכה באופן מובהק מהכמות הדרושה לתפקוד אופטימלי במהלך היום (5).
ע"פ ה-International Classification of Sleep Disorders, 3rd edition (ICSD-3) סינדרום השינה הבלתי מספקת מוגדר ככישלון להשיג שנת לילה ההכרחית לתחזוק ערות וערנות. שינה בלתי מספקת מקושרת עם סיכון למגוון בעיות בריאות הכוללות זיהומים, דיכאון, סטרס, חרדה, השמנה, סוכרת ומחלות קרדיווסקולריות (3). שינה בלתי מספקת מקושרת גם עם תגובה רגשית מוגברת וירידה בריכוז, ובזיכרון ותפקוד קוגניטיביים. הירידה במהירות התגובה הפסיכומוטורית והקוגניטיבית, שמתלווה לחסר שינה, מעלה את הסיכון לתאונות ופציעות. התפקוד הקוגניטיבי הלקוי ניתן להשוואה לזה הנגרם מצריכה מופרזת של אלכוהול. נראה, כי השפעות אלו יכולות להיות הפיכות כאשר משיגים שינה מספקת (5).
קיימים היבטים חברתיים והתנהגותיים, המקושרים להפחתת שינה. באותו אופן שבו אנשים יכולים להתעלם מסימנים של רעב ושובע, הם יכולים גם להתעלם מסימנים פיזיולוגיים הקשורים לשינה. לחצים חברתיים כגון סטרס הקשור לעבודה ומחויבויות יתר יכולים להוביל באופן מכוון לצמצום שינה. בנוסף להיבטים אלה, קיימים כמה פקטורי אורח חיים המפריעים למקצב הצירקדי החיוני לתפקוד הפיזיולוגי, ולכן פוגעים בשינה (5).

צריכת קפאין
קפאין מעלה ערנות ע"י אנטגוניסט לרצפטור לאדנוזין. לכן, השפעה זו של קפאין מובילה לירידה בנטייה לישון. אפילו כמות קטנה של צריכת קפאין באופן קבוע נמצאה בקורלציה עם הפרעות במשך השינה, תזמונה ואיכותה. מחקרים בילדים, תלמידי תיכון ומבוגרים, הראו כולם, כי צריכת קפאין במהלך היום משבשת את שעת השינה, ומובילה לעליה בישנוניות במהלך היום. נמצא כי בקרב חיילים הצורכים באופן קבוע משקאות אנרגיה עשירים בקפאין חלה ירידה במשך השינה ובאיכותה, ועליה בסיכוי להירדם במהלך שמירות ותדריכים. נכון לעכשיו אין התוויות לזמן מוגדר בו ניתן לצרוך קפאין מבלי שיגרום להפרעות בשינה, אך נראה כי צריכת קפאין, באופן כללי, יכולה לפגוע באיכות השינה, ולכן המתלוננים על בעיות בשינה צריכים להימנע ממנו (5).

עישון סיגריות
עישון ישיר או פאסיבי מקושר עם פגיעה במשך השינה ובאיכותה. מחקר בילדים בגיל הגן בהונג קונג גילה שעישון פסיבי בבית מעלה את הסיכון לנחירות. במבוגרים, עישון נמצא מקושר עם הפרעות באופן השינה, שינה מקוטעת, עליה במשך הזמן עד להרדמות וקיצור משך השינה. התעוררות במהלך השינה לצורך עישון, חריקת שיניים בשינה וירידה בריווי החמצן, המקושרת עם הפסקות נשימה והיפופניאה, עלולים להוביל להפרעות ברצף השינה וירידה באיכותה (5).

חשיפה למדיה אלקטרונית
השימוש בטלוויזיה, מחשב ומשחקי וידאו במהלך שעות הערב מקושרים עם משך שינה קצר בתינוקות, פעוטות, ילדים, מתבגרים ומבוגרים. המכניזם הגורם לפגיעה זו אינו ברור עד הסוף, אך הוצעו מספר תיאוריות אפשריות. פרט להשפעות האור הנפלט ממכשירי המדיה, תוכן המדיה יכולה לגרות תגובת סטרס כתוצאה מהתרגשות, פחד או רגשות אחרים. מחקר בילדי גן דיווח שלא רק שימוש ישיר במדיה בערב הוביל לבעיות שינה, אלא שימוש במדיה עם תוכן אלים במהלך היום היה מקושר עם בעיות שינה במהלך הלילה. מתבגרים אשר נעזרו במכשירי מדיה לצורך הרדמות היו בעלי משך שינה קצר יותר ודיווחו על יותר ישנוניות במהלך היום. בנוסף, קיים קשר הפוך בין משך זמן הצפייה במסכים לבין משך הפעילות הגופנית בילדות (5).

שינוי בחשיפה לאור
אור בוהק ממגוון מסכים יכול לנטרל את ההשפעה הטבעית של חשכה על התחלת השינה והמשכה. חשיפה לאור בוהק ממסכים מונעת את תהליך השינה הפיזיולוגי. חשיפה לאורות בוהקים בלילה מקושרים עם אינסומניה ועליה בישנוניות במהלך היום בילדים ומתבגרים. בנוסף, אור בוהק מקושר עם ירידה בהפרשת מלטונין (5).

תזמון אורח החיים
תזמון לא הולם של התנהגויות אורח החיים מפריע למקצב הצירקדי, ומוביל לשינוי בתגובה הפיסיולוגית כגון פגיעה בשינה. לדוגמה, צריכת קפאין או עיסוק בפעילות גופנית מיד לפני זמן השינה יגרמו הפרעה לשינה. שעת שינה מאוחרת מקושרת עם עליה בצריכה של מזון דל נוטריאנטים ובעל צפיפות קלורית גבוהה בילדים, מתבגרים ומבוגרים. מומחים רבים מסכימים ששעת שינה מוקדמת וקבועה בשעות החשיכה בלילה היא מועדפת ומומלצת למתלוננים על בעיות שינה (5).
נבדקים, המדווחים על משך שינה קצר או הליכה מאוחרת לישון, היו בעלי תזמון ארוחות שונה בהשוואה לנבדקים אשר מדווחים על משך שינה ארוך יותר, או הולכים לישון מוקדם יותר בערב. מחקר שעקב אחר 15,000 אמריקאים בוגרים מצא כי נבדקים אשר ישנים מעט שעות בלילה (6 שעות) צרכו ארוחת בוקר בשעה מוקדמת יותר ואכלו פחות ארוחות עיקריות במהלך היום. אבל, הם גם צרכו כמות גדולה יותר של חטיפים וקלוריות לאחר ארוחת הערב בהשוואה לנבדקים אשר משך השינה שלהם ממוצע (7-8 שעות בלילה). הליכה מאוחרת לישון היתה מקושרת עם BMI גבוה יותר, משך שינה קצר יותר וצריכה גבוהה יותר של קלוריות לאחר ארוחת הערב ולאחר שעה 20:00 (8). בנוסף נמצא, כי מבוגרים במהלך דיאטה לירידה במשקל איבדו פחות ממשקלם במידה ואכלו את ארוחת הצהריים לאחר השעה 15:00 בהשוואה עם אלו שאכלו את ארוחת הצהריים לפני כן. נראה כי צריכת ארוחות וחטיפים מתוזמנת לפי המקצב הצירקדי, אשר מווסת שינה ולהיפך (5).

שתי הפרעות השינה הנפוצות באוכלוסיה הבוגרת הכללית הן הפרעות שינה הקשורות לעבודה במשמרות (כאשר המשמרות מתרחשות גם במהלך הלילה הביולוגי) וג'ט-לג. הפרעות אלו פוגעת במקצב הצירקדי ומוציאות אותו מאיזון (3,5).

עבודה במשמרות והפרעה הנובעת מעבודה במשמרות
עבודה במשמרות היא עבודה המתרחשת בזמנים בהם בד"כ מתקיימת שינה. לוחות זמנים כאלה אופייניים לעובדים במקצועות הבריאות, תחבורה ציבורית, מפעלים ושירות הציבור. במדינות מתועשות, עבודה במשמרות מהווה 20-25% מכוח העבודה. עבודה במשמרות למשך שנים הינה בעלת השפעה שלילית על משך השינה, איכות השינה, ובעלת השלכות בריאותיות (3). הפרעת שינה כתוצאה מעבודה במשמרות מוגדרת ע"פ ICSD-3 כישנוניות מופרזת או אינסומניה המלווה בהפחתה בזמן השינה, המקושרת עם עבודה בלו"ז שחוזר על עצמו וחופף את הזמן שבד"כ מיועד לשינה בשלושת החודשים שקדמו. שכיחות הפרעה זו מוערכת ב-10-38% מעובדי המשמרות (3).
עובדי משמרות מדווחים על שימוש גבוה יותר בתרופות להשריית שינה בהשוואה לעמיתיהם העובדים בשעות היום. מחקר שבדק את הקשר בין התזונה ועבודה במשמרות מצא צריכה קלורית דומה בין שתי הקבוצות אבל שוני באיכות המזון, בחלוקה לארוחות ובכמות המזון. כאשר נבדקו הפקטורים המשפיעים על פערים אלו נמצאו, בין השאר, זמינות חטיפים ואוכל נוח, עליה בקצב האכילה בסביבת העבודה, והיעדר המרכיב החברתי המקושר עם ארוחות כפקטורים תורמים. יתכן ושינויים אלה באופן האכילה תורמים לעליה בשכיחות בעיות בריאות הקשורות לתזונה, ונצפו אצל עובדי משמרות הלילה כגון בעיות גסטרו-אינטסטינליות, דיסליפידמיה, השמנה ופגיעה במטבוליזם הגלוקוז (5).

ג'ט לג
נסיעה דרך אזורי זמן משפיעה על סינכרון מעגל השינה-ערות. סימנים וסימפטומים נפוצים לג'ט לג הינם עייפות, בלבול, אי סדירות במצב הרוח, חוסר יכולת לישון מספיק, איבוד תיאבון וכאבי ראש. אלו אשר נוסעים באופן תכוף לצרכי עבודה (כגון טייסים, דיילים, שליחים) נמצאים בסיכון גבוה לג'ט לג כרוני, אשר יכול להוביל לירידה ביכולת הקוגניטיבית ולעליה בריכוז הקורטיזול (5).

הפרעות שינה
תסמונת דום נשימה בשינה Sleep Apnea))
מקושרת כמעט תמיד עם עודף משקל או השמנה. ע"פICSD-3 , התסמונת מוגדרת כשינה מקוטעת על רקע נחירות, או התעוררות עקב הפסקת נשימה, השתנקות או חנק, הגורמת לישנוניות במהלך היום. האבחנה נעשית במעבדת שינה. משקל גוף עודף הוא פקטור סיכון מרכזי לתסמונת, 70% המטופלים סובלים מעודף משקל או השמנה. עודף המשקל משפיע באופן מכני על המחלה ע"י העמסה של מסה על דרכי הנשימה (4).

במחקרי עוקבה נמצא קשר בין תסמונת דום נשימה בשינה לבין הפרעות בויסות הגלוקוז וסוכרת חמורה מסוג 2, קשר זה אינו תלוי בהשמנה ובערפלנים נוספים. עקב תת אבחון של התסמונת (3) והענות נמוכה לטיפול (4) התסמונת מהווה פקטור התורם לדיסרגולציה מטבולית. טיפול הולם לתסמונת, לרוב ע"י שימוש ב-CPAP (Continuous positive airway pressure), נראה כמשפר ויסות גלוקוז. מחקרים בנושא הראו ששימוש ב-CPAP במטופלים הסובלים מהתסמונת הראה שיפור ברמות HbA1c, כולסטרול, טריגליצרידים, BMI ותסמונת מטבולית. חשוב לציין כי שיפור בערכים לאחר שימוש ב-CPAP מצריך שימוש עקבי ורציף (3).

נרקולפסיה
מחלה נדירה, שכיחותה באוכלוסיה 0.002-0.005%. המחלה מאופיינת ע"י ישנוניות מופרזת וקטפלזיה (אפיזודות של חולשת שרירים ספציפית כתוצאה מרגשות חיוביים). נרקולפסיה נגרמת כתוצאה מפגיעה בנוירונים המייצרים אורקסין בהיפותלמוס הצדדי וכתוצאה מכך רמות האורקסין נמוכות. אורקסין הוא בעל השפעה אורקסוגנית, ולכן חסר בו גורם לעודף משקל, במיוחד כאשר מופיעים סימנים ראשונים של המחלה (4).
ממצאים ממספר מחקרים הראו שמטופלים הסובלים מנרקולפסיה הינם בעלי BMI גבוה יותר בהשוואה לאוכלוסיה הכללית. ה-BMI של חולים מטופלים ושאינם מטופלים היה דומה. משערים כי העליה ב-BMI נובעת מהפתופיזיולוגיה של הנרקולפסיה עצמה (חסר באורקסין), או מהתנהגות המקושרת למחלה כגון ירידה בפעילות גופנית. מחקרים מצאו כי לחולי נרקולפסיה אין סיכון מוגבר לסוכרת מסוג 2 או דיסרגולציה של רמות סוכר בדם ללא תלות ב-BMI (3).

אינסומניה
זוהי הפרעת השינה השכיחה ביותר (4), שכיחותה באוכלוסיה הכללית עומדת בטווח של 8-40%. יש קושי לקבוע את השיעור המדויק עקב ההגדרות השונות לאינסומניה. אינסומניה מוגדרת ע"פ ה ICSD-3 כקושי להירדם 3 פעמים בשבוע או יותר למשך 3 חודשים או יותר בראשית השינה או במהלכה, או התעוררות מוקדמת מהרצוי עם תלונות על קושי בתפקוד במהלך היום (עקב עייפות או ישנוניות במהלך היום, ליקוי קוגניטיבי, תאונות, מצב רוח ירוד, בעיות התנהגות, חוסר סיפוק מהשינה) (3).
ממצאים ממחקרים התערבותיים המקשרים בין אינסומניה ודיסרגולציה מטבולית אינם אחידים. נבדקים הסובלים מאינסומניה בשילוב עם משך שינה קצר הם בעלי הסיכון הגבוה ביותר לפתח סוכרת מסוג 2. אינסומניה בשילוב עם שינה מקוטעת בחולים סוכרתיים מקושרת עם עליה ברמות האינסולין בצום וירידה ברגישות לאינסולין. מחקרים אחרים לא מצאו קשר בין אינסומניה להפרעות מטבוליות במשק הגלוקוז (3).

הפרעה של תנועת רגליים מחזורית בשינה (Periodic Limb Movement Disorder)
הפרעת תנועה, המשפיעה על יותר מ-10 מיליון אמריקאים בוגרים. ההפרעה מאופיינת בתנועות גפיים במהלך שינה, ולעיתים תכופות מקושרת עם התעוררויות קצרות ולכן הפרעות בשינה. כתוצאה מכך, במהלך היום, עלולים הסובלים ממנה לחוש פגיעה בקוגניציה, בעיות התנהגותיות או גופניות. שכיחות הסוכרת במטופלים אלו גבוהה. מעט ידוע על הקשר בין ההפרעה לדיסרגולציה מטבולית בהעדר סוכרת, ולכן יש צורך במחקר נוסף בתחום זה (3).

תסמונת אכילה לילית, והפרעות אכילה תלויות הפרעות שינה
שתי הפרעות אכילה המקושרות לשינה או לשינוי תזמון המקצב הצירקדי. הפרעות אלה יכולות לתרום לאבנורמליות מטבולית. תסמונת אכילה לילית מוגדרת כצריכה של כמות גדולה מהקלוריות היומיות בשעות הערב והלילה (לפחות 25% מהקלוריות לאחר ארוחת הערב, או התעוררויות ליליות לצורך אכילה פעמיים בשבוע או יותר), וכן הפחתה של הצריכה הקלורית בבוקר, למשך לפחות 3 חודשים. מבנה אכילה זה מקושר עם תזמון מאוחר של השעון הפנימי, אשר יכול לגרום למבנה אכילה דחויה. דחיית שעת השינה מקושרת עם צריכה גבוהה יותר של מזון בערב ו-BMI גבוה יותר. הפרעות אכילה תלויות הפרעות שינה מוגדרות ע"פ ICSD-3 כאכילה אבנורמלית לאחר התעוררויות מאפיזודת השינה הראשונית. הפרעה זו היא צורה של שינה-ערות עם התעוררות חלקית או מלאה מהשינה, וצריכה של מזון או חומר בלתי אכיל או רעיל (כגון חומרי ניקוי). הלוקים בתסמונת לעיתים תכופות לא מודעים להתנהגות האכילה שלהם עד הבוקר. השמנה לעיתים קרובות, אך לא תמיד, מקושרת עם תסמונת אכילה לילית והפרעות אכילה תלויות הפרעות שינה. תסמונת אכילה לילית נמצאת בשכיחות גבוהה יותר בהשוואה להפרעות אכילה אחרות, במטופלים עם סוכרת מסוג 2 (3).

השפעת השינה על הורמונים 
הפרשתם של מספר הורמונים, המשתתפים במטבוליזם, מושפעת מהמקצב הצירקדי. השפעה זו של המקצב הצירקדי מווסתת לעיתים קרובות ע"י האיזון בין שנת REM לשנת NREM. מרבית ההורמונים האלה פועלים בציר היפותלמוס-היפופוזה, ומעורבים בויסות מטבוליזם הגלוקוז, התיאבון ואיזון המים והמלחים (4). כאשר מעגל השינה ומערכת התזמון הפנימית לא מסונכרנים יתכן חוסר איזון הורמונלי או מטבולי (6).

הורמון גדילה (Growth Hormone)
רמות GH עולות במהלך השינה, וכוללות פיק משמעותי, המתרחש מיד לאחר תחילתה של השינה, במהלך הפאזה הראשונה של SWS. הפרשת ההורמון מתקיימת בערך כל שעתיים בהתאם למעגל השינה ולהופעת SWS. הפיק הגדול של GH מדוכא כאשר הנבדק נשאר ער בתחילתו של הלילה (4).

קורטיזול
השפעת המקצב הצירקדי על מערכת היפותלמוס-היפופיזה-אדרנל משמעותית אף יותר. רמת הקורטיזול מגיעה לשפל במהלך תחילת השינה, אך הפרשתו עולה במהירות באמצע הלילה, כאשר השינה עמוקה ביותר, עד לפיק בבוקר, קרוב לזמן ההתעוררות הקבוע. הפרשת הקורטיזול לא מושפעת מהגבלת שינה או חזרה לישון לאחר מניעת שינה (4).
הורמוני בלוטת התריס (Thyroid-stimulating hormone)
רמות המינימום של TSH הן בשעות אחה"צ, מתחילות לעלות לפני תחילת השינה, ומגיעות למקסימום באמצע הלילה. לילה אחד של מניעת שינה מעלה את פיק ה- TSH בלילה העוקב (אך לא בלילה שלאחר מכן). לא נראה כי ריכוז Triiodothyronine (T3) או Thyroxine (T4) מושפעים מהמקצב הצירקדי (4,6).

גרלין ולפטין
משפעלים ומדכאים צריכת מזון בהתאמה (6). שני הורמונים פריפרים אלה פועלים בגרעין ההיפותלמוס על ויסות מאזן האנרגיה וצריכת המזון. גרלין משוחרר מהקיבה ומגרה תיאבון, בעוד לפטין מיוצר בעיקר ע"י אדיפוציטים ומעכב תיאבון. רמותיהם עולות במהלך השינה. פיק גרלין מתרחש במהלך תחילת הלילה, ומדוכא במקרה של מניעת שינה. הלפטין עולה בתחילת השינה והפיק מגיע בסופה – בבוקר. משך שינה קצר מקושר עם רמה נמוכה של לפטין ורמה גבוהה של גרלין ללא תלות ב-BMI, גיל, מין וערפלנים נוספים. חוסר האיזון בין הורמונים אלה, אשר מהווים חלק ממערכת האורקסין המשלבת בקרה על אכילה, ערות והוצאה אנרגטית, יכולה להסביר שינויים אלה ברעב לאחר מניעת שינה, עליה בתיאבון לחטיפים, שומן ופחמימות, אשר בסופו של דבר מובילים לעליה במשקל (4).

השפעת השינה על התנהגות אכילה
קיצור שעות השינה הוא מאפיין של החברה המודרנית, מאפיין שלעיתים קרובות נתפס כלא מזיק ואפילו מועיל. המצאת האור המלאכותי אפשרה את קיצור שעות השינה למינימום הנסבל, וע"י כך מעלה את הזמן הפנוי לעבודה ופנאי (9). בסביבה בה מזון עם צפיפות קלורית גבוהה הוא בעל זמינות רבה, צריכה קלורית עלולה להיות פרופורציונלית לזמן הערות, במיוחד אם רוב זמן הערות מועבר בצפיה במסכים, פעילות יושבנית והימצאות במקום בו יש חטיפים זמינים (4).
הגבלת שינה אקוטית או קצרה מקושרת עם עליה בצריכת מזון, צריכה קלורית, איכות ירודה של הדיאטה ועליה בצריכת אלכוהול. העליה בצריכה הקלוריות מיוחסת לחטיפים עם תכולת פחמימות או שומן גבוהים. אך המסלול ההורמונלי אינו היחיד המשפיע על כך. היפותזה זו אושרה ע"י מחקרי fMRI אשר הראו שבמבוגרים בעלי משקל תקין, שינה לא מספקת מגבירה תהליך גירוי הדוני (נהנתני) במוח אשר מהווה דרייב לצריכת מזון, כלומר הפחתה בשינה יכולה להוביל לנטיה גדולה יותר לאכילת יתר (4).

קשר אפשרי התנהגותי נוסף בין חוסר שינה להשמנה הוא התיזמון בו אנשים הולכים לישון. תיזמון השינה יכול לנבא את יעילות הירידה במשקל. במטופלים הסובלים מעודף משקל או השמנה, אכילת ארוחת צהרים מאוחרת (לאחר השעה 15:00) נמצאה כפוגמת בהצלחת הטיפול לירידה במשקל בהשוואה למטופלים אשר אוכלים מוקדם את ארוחת הצהריים (לפני השעה 15:00). בגלל שצריכת האנרגיה, הרכב הדיאטה, ההוצאה אנרגטית, הורמוני תיאבון ומשך השינה היו דומים בשתי קבוצות המחקר, נראה כי שינוי המקצב הצירקדי הוא בעל השפעה התנהגותית (4).

השפעת משך ואיכות השינה על התפתחות סוכרת
מחקרים, אשר בחנו את הקשר בין שינה ומטבוליזם הגלוקוז, מצאו ששינה לא מספקת יכולה להוות פקטור סיכון לסוכרת מסוג 2 (5). ויסות גלוקוז מושפע באופן משמעותי ממעגל השינה-ערות. רמות גלוקוז יורדות במהלך הערות, ונותרות יציבות יחסית במהלך שנת הלילה. מטבוליזם המוח כולו יורד במעבר מערנות לשנת NREM, כתוצאה מכך יורד השימוש בגלוקוז. הסבילות לגלוקוז היא אופטימלית בבוקר, ויורדת במהלך היום והלילה (1).

מטבוליזם הגלוקוז מופרע כתוצאה משינה בלתי מספקת (3). חוסר שינה מפחית את ניצול הגלוקוז במוח, יתכן ומכנזים זה מהווה את הבסיס לפגיעה בסבילות לגלוקוז. שינויים באיזון הסימפטטי-וגאלי, עליה בפעילות המערכת הסימפטטית ועליה ברמות קטכולאמינם יכולות להיות המסלול בו מיעוט שינה משפיעה ישירות ובאופן מערכתי על הירידה בתגובה לאינסולין. מחקרים ניסויים מדגימים עליה ברמות קורטיזול בערב, אשר יכול להשפיע אף הוא על הרגישות לאינסולין בבוקר שלאחר מכן, ולדחות את זמן הפרשת ה-GH בזמן הלילה. השפעה זו יכולה להיות בעלת השפעה הפוכה על ויסות הגלוקוז, להוביל לעמידות לאינסולין בתאי השריר, ירידה ב-uptake של גלוקוז, עליה ברמות הגלוקוז בדם ועליה בעמידות לאינסולין ברקמות אחרות. בנוסף, עליה בפעילות המערכת הסימפטטית יכולה גם היא להפחית הפרשת אינסולין מתאי בטא בלבלב (4). מחקרים מראים כי 6 לילות של 4 שעות שינה בלילה מפחיתים הסבילות לגלוקוז ב-40% ואת התגובה האקוטית לאינסולין ב-30% ב-IVGTT (Intravenous glucose tolerance test). שינה לא מספקת של 4 שעות בלילה למשך 4 ימים נצפתה גם היא כמפחיתה את הסיגנלים לאינסולין בתאי השומן (30%) ואת הרגישות לאינסולין בכל תאי הגוף (16%). מחקרים אלו ונוספים תומכים בהיפותזה ששינה לא מספקת יכולה לתרום למטבוליזם לקוי. כאשר שינויים אלה מתרחשים באופן תדיר, הם עלולים להוביל לשינויים מטבוליים היכולים לגרום לסוכרת מסוג 2 (3).

עליה במשקל בעובדי משמרות נחשבת כאחד המכניזמים הפוטנציאלים התורמים להתפתחות סוכרת מסוג 2 בעובדים אלה. אחד המכניזמים דרכם הדבר יכול להתרחש הוא שינויים בהורמונים מווסתי הרעב, אשר פועלים כתוצאה מחוסר איזון המקצב הצירקדי. בבני אדם, רמות הלפטין בדרך כלל נמוכות במהלך ערות, וגבוהות במהלך השינה. חוסר איזון של המקצב הצירקדי מקטין את הסירקולציה של רמות הלפטין, והדבר עלול לגרום לעליה בתיאבון ועליה במשקל. בנוסף, גם לתזמון האכילה יש השפעה על עליה במשקל. עכברים שהואכלו בדיאטה עתירת שומן (60% שומן) במהלך פאזת האור (הזמן בו הם אמורים באופן נורמלי לישון) עלו יותר במשקל, באופן מובהק, בהשוואה לעכברים שהואכלו בפאזת החושך (הזמן בו הם אמורים באופן נורמלי להיות ערים). באופן דומה, עכברים שהואכלו בדיאטה עשיר,ת שומן, אך עם הגבלת אכילה לזמן העירות (חושך) היו מוגנים מהשמנה והיפראינסולינמיה בהשוואה לעכברים אשר צרכו מזון באופן חופשי, למרות שצרכו כמות דומה של מזון עשיר שומן. מחקר אחר, אשר בדק מקצב צירקדי משובש בעכברים, הראה שחשיפה קבועה לאור מעלה את משך צריכת המזון, ומעלה את יחס השחלוף הנשימתי במהלך זמן השינה, כלומר יחס גבוה יותר של חמצון פחמימות לשומן. ממצאים אלה מציעים שצריכת מזון במהלך מקצב צירקדי משובש יכולה לתרום לעליה במשקל. לכן, ההשפעה המטבולית על צריכת הקלוריות תלויה בזמן הביולוגי של צריכת המזון. ממצאים אלה בעלי משמעות חשובה לסיכון לעליה במשקל ולהשמנה בעובדי במשמרות, אשר נוטים לצרוך קלוריות בצפיפות גבוהה ומזון עשיר בפחמימות במהלך הלילה, אשר בד"כ הוא זמן השינה (3).

לסיכום
אכילה ושינה הן שתי התנהגויות החיוניות להישרדות האדם. למרות, שברור כי שתי התנהגויות אלה אינן מתרחשות בו זמנית, הן מווסתות זו את זו (10). המנגנון המווסת ערות ושינה הוא מנגנון הומאוסטטי. מצב הערות תלוי במצב התזונתי ובמקצב הצירקדי, ואכילה תלויה בתזמון מחזור הערות והשינה ובמאזן האנרגיה (11). שינה בלתי מספקת מהווה פגיעה בבריאות הפיזית והמנטלית, ויכולה להוביל להשלכות ארוכות טווח במידה ואינה מטופלת (5).

כיום אנו מתחילים להבין כיצד הפרעות בשינה ובמקצב הצירקדי גורמות לדיסרגולציה מטבולית (3). מחקרים הראו שפגיעה במשך השינה, באיכותה ובתזמון שלה, מעלים את הסיכון למחלות מטבוליות, ובעיקר להשמנה ולסוכרת מסוג 2 (8). שינה בלתי מספקת יכולה להוביל להשמנה, אבל מנגד גם אנשים שמנים, בסבירות גבוהה יותר, לא ישנים מספיק. השפעה ישירה דו כיוונית זו מהווה מעגל מרושע בו משך שינה קצר מוביל לעליה במשקל, ועליה במשקל מובילה למשך שינה קצר (1).

נראה כי שנת לילה קבועה וטובה יכולה לעזור לאנשים לשמר את בריאותם המטבולית (8).

לידים
בחברה המודרנית קיימת מגמת ירידה במשך השינה, אחוז האנשים אשר ישן 8 שעות בלילה ירד מ- 38% בשנת 2001, ל-26% בשנת 2005 ו-21% בשנת 2013. יותר מ-50% מהאמריקאים מדווחים שהם ישנים באופן קבוע פחות מ-7 שעות בלילה. שנת לילה ממוצעת של אמריקני בוגר הינה 6 שעות ו-31 דקות, והיא נמוכה באופן מובהק מהכמות הדרושה לתפקוד אופטימלי במהלך היום

נבדקים הסובלים מאינסומניה בשילוב עם משך שינה קצר הם בעלי הסיכון הגבוה ביותר לפתח סוכרת מסוג 2. אינסומניה בשילוב עם שינה מקוטעת בחולים סוכרתיים מקושרת עם עליה ברמות האינסולין בצום וירידה ברגישות לאינסולין. מחקרים אחרים לא מצאו קשר בין אינסומניה להפרעות מטבוליות במשק הגלוקוז
היפותזה זו אושרה ע"י מחקרי fMRI אשר הראו שבמבוגרים בעלי משקל תקין, שינה לא מספקת מגבירה תהליך גירוי הדוני (נהנתני) במוח אשר מהווה דרייב לצריכת מזון, כלומר הפחתה בשינה יכולה להוביל לנטיה גדולה יותר לאכילת יתר

6 לילות של 4 שעות שינה בלילה מפחיתים הסבילות לגלוקוז ב-40% ואת התגובה האקוטית לאינסולין ב-30%. שינה לא מספקת של 4 שעות בלילה למשך 4 ימים נצפתה גם היא כמפחיתה את הסיגנלים לאינסולין בתאי השומן (30%) ואת הרגישות לאינסולין בכל תאי הגוף (16%).