Старение и паттерны активности: данные актиграфии NHANES

Цель: Изучить возрастные различия паттернов активности с использованием данных актиграфии Национального исследования здоровья и питания (NHANES). Анализируя время засыпания, пробуждения и уровень повседневной активности в разных возрастных группах, мы стремились выявить основные возрастные изменения хронотипа и физической активности. С позиций системной биологии поминутные профили покоя и активности представляют собой эмерджентные результаты взаимодействия циркадных, гомеостатических и поведенческих сетей. Рассматривая актиграфию как инструмент высокопроизводительного фенотипирования, мы использовали данные NHANES для выделения системных маркеров — фазы, амплитуды и динамики переходов, — отражающих организацию этих сетей на протяжении жизни.

Методы: Проанализированы данные актиграфии NHANES за 2011–2013 годы. С помощью методов машинного обучения в четырех возрастных группах (19–30, 31–50, 51–70 и 71–80 лет) выявляли отдельные кластеры активности. Была применена модель машинного обучения без учителя, в рамках которой кластеризовали профили актиграфии усредненного дня, что позволило выделить возрастзависимые фенотипы покоя и активности в наборе данных NHANES. С помощью кластерного анализа и статистического моделирования оценивали циклы сна и бодрствования, интенсивность активности и циркадную периодичность. Для оценки возрастных различий рассчитывали такие показатели, как продолжительность периода вечернего снижения активности и время достижения бодрости.

Результаты: У молодых людей выявлялся более поздний хронотип с более поздними временем сна и пробуждения, тогда как у пожилых наблюдался более ранний и структурированный режим. С возрастом период вечернего снижения активности удлинялся, а общий уровень активности постепенно снижался. В молодых возрастных группах время достижения бодрости тесно коррелировало со временем пробуждения, однако с возрастом эта связь ослабевала, что указывает на снижение влияния циркадных факторов.

Выводы: Старение сопровождается изменениями циклов сна и бодрствования и паттернов активности, отражающими биологическую и поведенческую адаптацию. Эти результаты подчёркивают необходимость персонализированных вмешательств для оптимального согласования активности и сна на протяжении жизни. Данные актиграфии могут использоваться при разработке стратегий общественного здравоохранения и клинических подходов к возрастным изменениям физической активности и циркадной регуляции. Эти стратифицированные по возрасту и интерпретируемые «динамические фенотипы» предоставляют наблюдаемые показатели для калибровки и валидации системных моделей регуляции сна и бодрствования, а также взаимодействия поведения и физиологии, способствуя выдвижению гипотез и разработке вмешательств в системной биологии.