There is considerable epidemiological evidence that shift work is associated with increased risk for obesity, diabetes, and cardiovascular disease, perhaps the result of physiologic maladaptation to chronically sleeping and eating at abnormal circadian times. To begin to understand underlying mechanisms, we determined the effects of such misalignment between behavioral cycles (fasting/feeding and sleep/wake cycles) and endogenous circadian cycles on metabolic, autonomic, and endocrine predictors of obesity, diabetes, and cardiovascular risk. Ten adults (5 female) underwent a 10-day laboratory protocol, wherein subjects ate and slept at all phases of the circadian cycle—achieved by scheduling a recurring 28-h “day.” Subjects ate 4 isocaloric meals each 28-h “day.” For 8 days, plasma leptin, insulin, glucose, and cortisol were measured hourly, urinary catecholamines 2 hourly (totaling ≈1,000 assays/subject), and blood pressure, heart rate, cardiac vagal modulation, oxygen consumption, respiratory exchange ratio, and polysomnographic sleep daily. Core body temperature was recorded continuously for 10 days to assess circadian phase. Circadian misalignment, when subjects ate and slept ≈12 h out of phase from their habitual times, systematically decreased leptin (−17%, P < 0.001), increased glucose (+6%, P < 0.001) despite increased insulin (+22%, P = 0.006), completely reversed the daily cortisol rhythm ( P < 0.001), increased mean arterial pressure (+3%, P = 0.001), and reduced sleep efficiency (−20%, P < 0.002). Notably, circadian misalignment caused 3 of 8 subjects (with sufficient available data) to exhibit postprandial glucose responses in the range typical of a prediabetic state. These findings demonstrate the adverse cardiometabolic implications of circadian misalignment, as occurs acutely with jet lag and chronically with shift work.

Epidemiological studies link short sleep duration and circadian disruption with higher risk of metabolic syndrome and diabetes. We tested the hypotheses that prolonged sleep restriction with concurrent circadian disruption, as can occur in people performing shift work, impairs glucose regulation and metabolism. Healthy adults spent >5 weeks under controlled laboratory conditions in which they experienced an initial baseline segment of optimal sleep, 3 weeks of sleep restriction (5.6 hours of sleep per 24 hours) combined with circadian disruption (recurring 28-hour "days"), followed by 9 days of recovery sleep with circadian re-entrainment. Exposure to prolonged sleep restriction with concurrent circadian disruption, with measurements taken at the same circadian phase, decreased the participants' resting metabolic rate and increased plasma glucose concentrations after a meal, an effect resulting from inadequate pancreatic insulin secretion. These parameters normalized during the 9 days of recovery sleep and stable circadian re-entrainment. Thus, in humans, prolonged sleep restriction with concurrent circadian disruption alters metabolism and could increase the risk of obesity and diabetes.

The prevalence of Alzheimer disease (AD) is increasing in the elderly, and vascular risk factors may increase its risk.To explore the association of the aggregation of vascular risk factors with AD.The authors followed 1,138 individuals without dementia at baseline (mean age 76.2) for a mean of 5.5 years. The presence of vascular risk factors was related to incident possible and probable AD.Four risk factors (diabetes, hypertension, heart disease, and current smoking) were associated with a higher risk of AD (p < 0.10) when analyzed individually. The risk of AD increased with the number of risk factors (diabetes + hypertension + heart disease + current smoking). The adjusted hazards ratio of probable AD for the presence of three or more risk factors was 3.4 (95% CI: 1.8, 6.3; p for trend < 0.0001) compared with no risk factors. Diabetes and current smoking were the strongest risk factors in isolation or in clusters, but hypertension and heart disease were also related to a higher risk of AD when clustered with diabetes, smoking, or each other.The risk of Alzheimer disease (AD) increased with the number of vascular risk factors. Diabetes and current smoking were the strongest risk factors, but clusters including hypertension and heart disease also increased the risk of AD. These associations are unlikely to be explained by misclassification of the outcome, given strong associations when only probable AD is considered.

Objective: To explore the association between fasting insulin levels and dementia. Methods: Fasting insulin levels were measured from frozen sera using solid-phase chemiluminescent enzyme immunoassay in a sample of elderly subjects chosen at random from a cohort of persons aged 65 years and older from northern Manhattan. Dementia was diagnosed using standard methods. Neuropsychiatric testing was available on all subjects at each follow-up interval. Results: A total of 683 subjects without prevalent dementia were followed for 3,691 person-years and 149 persons developed dementia (137 Alzheimer disease [AD], 6 dementia associated with stroke, 6 other). The risk of AD doubled in the 39% of the sample with hyperinsulinemia (HR = 2.1; 95% CI: 1.5, 2.9) and was highest in people without diabetes. The HR relating presence of hyperinsulinemia or diabetes in 50% of our sample to AD was 2.2 (95% CI: 1.5, 3.1). The risk of AD attributable to the presence of hyperinsulinemia or diabetes was 39%. The HR of AD for the highest quartile of insulin compared to the lowest was 1.7 (95% CI: 1.0, 2.7; p for trend = 0.009). Hyperinsulinemia was also related to a significant decline in memory-related cognitive scores, but not to decline in other cognitive domains. Conclusions: Hyperinsulinemia is associated with a higher risk of AD and decline in memory.

It has been suggested that deposition of fat in the soft tissues surrounding the upper airway may be an important factor in the pathogenesis of obstructive sleep apnoea (OSA) in obese subjects. We have used magnetic resonance imaging to determine the site(s) and size(s) of fat deposits around the upper airway in six obese patients with OSA (116-153% of ideal body weight) and five weight-matched controls without OSA (107-152% of ideal body weight). In all subjects, large deposits of fat were present postero-lateral to the oropharyngeal airspace at the level of the soft palate. Significantly more fat was present in these regions in the patients with OSA (p = 0.03). Fat deposits in the soft palate were observed in 4 of the 6 patients with OSA but none of the controls. Fatty streaks were observed in the tongue in 2 of the 5 controls and 3 of the 6 patients with OSA. Fat deposits were observed anterior to the laryngopharyngeal airspace, in submental regions, in all obese subjects. This study shows that more fat is present in those areas surrounding the collapsable segment of the pharynx in patients with OSA, compared to equally obese control subjects without OSA.

Diet may play a role in Alzheimer disease (AD).To examine the association between caloric intake and AD.Elderly individuals free of dementia at baseline (N = 980) were followed for a mean of 4 years. Daily intake of calories, carbohydrates, fats, and protein were recalled using a semiquantitative food frequency questionnaire administered between the baseline and first follow-up visits. Proportional hazards models were used to examine the associations of quartiles of intake and incident AD, adjusting for confounders.There were 242 incident cases of AD during 4023 years of follow-up (6 cases per 100 person-years). Compared with individuals in the lowest quartile of caloric intake, those in the highest quartile had an increased risk of AD (hazard ratio, 1.5; 95% confidence interval [CI], 1.0-2.2). Among individuals with the apolipoprotein E epsilon4 allele, the hazard ratios of AD for the highest quartiles of calorie and fat intake were 2.3 (95% CI, 1.1-4.7) and 2.3 (95% CI, 1.1-4.9), respectively, compared with the lowest quartiles. The hazard ratios of AD for the highest quartiles of calorie and fat intake compared with the lowest quartiles in individuals without the apolipoprotein E epsilon4 allele were close to 1 and were not statistically significant (P =.83 and P =.61, respectively).Higher intake of calories and fats may be associated with higher risk of AD in individuals carrying the apolipoprotein E epsilon4 allele.

The generation of oxygen free radicals is involved in the pathogenesis of Alzheimer disease (AD).To determine whether the intake of antioxidant vitamins decreases the risk of AD.We investigated the relationship between AD and the intake of carotenes, vitamin C, and vitamin E in 980 elderly subjects in the Washington Heights-Inwood Columbia Aging Project who were free of dementia at baseline and were followed for a mean time of 4 years. Semiquantitative food frequency questionnaires were administered between baseline and the first follow-up visit. Cox proportional hazards regression models were conducted with quartiles of each vitamin intake as the exposure of interest and incident AD as the outcome, adjusted for age, level of education, sex, APOE epsilon4 status, ethnicity, and smoking.There were 242 incident cases of AD in 4,023 person-years of follow-up (6 per 100 person-years). Intake of carotenes and vitamin C, or vitamin E in supplemental or dietary (nonsupplemental) form or in both forms, was not related to a decreased risk of AD. Trend tests for the association between quartiles of total intake of vitamins C and E also were not significant.Neither dietary, supplemental, nor total intake of carotenes and vitamins C and E was associated with a decreased risk of AD in this study.

Glucose tolerance is lower in the evening and at night than in the morning. However, the relative contribution of the circadian system vs. the behavioral cycle (including the sleep/wake and fasting/feeding cycles) is unclear. Furthermore, although shift work is a diabetes risk factor, the separate impact on glucose tolerance of the behavioral cycle, circadian phase, and circadian disruption (i.e., misalignment between the central circadian pacemaker and the behavioral cycle) has not been systematically studied. Here we show--by using two 8-d laboratory protocols--in healthy adults that the circadian system and circadian misalignment have distinct influences on glucose tolerance, both separate from the behavioral cycle. First, postprandial glucose was 17% higher (i.e., lower glucose tolerance) in the biological evening (8:00 PM) than morning (8:00 AM; i.e., a circadian phase effect), independent of the behavioral cycle effect. Second, circadian misalignment itself (12-h behavioral cycle inversion) increased postprandial glucose by 6%. Third, these variations in glucose tolerance appeared to be explained, at least in part, by different mechanisms: during the biological evening by decreased pancreatic β-cell function (27% lower early-phase insulin) and during circadian misalignment presumably by decreased insulin sensitivity (elevated postprandial glucose despite 14% higher late-phase insulin) without change in early-phase insulin. We explored possible contributing factors, including changes in polysomnographic sleep and 24-h hormonal profiles. We demonstrate that the circadian system importantly contributes to the reduced glucose tolerance observed in the evening compared with the morning. Separately, circadian misalignment reduces glucose tolerance, providing a mechanism to help explain the increased diabetes risk in shift workers.

Context

Sleep disorders often remain undiagnosed. Untreated sleep disorders among police officers may adversely affect their health and safety and pose a risk to the public.

Objective

To quantify associations between sleep disorder risk and self-reported health, safety, and performance outcomes in police officers.

Design, Setting, and Participants

Cross-sectional and prospective cohort study of North American police officers participating in either an online or an on-site screening (n=4957) and monthly follow-up surveys (n=3545 officers representing 15 735 person-months) between July 2005 and December 2007. A total of 3693 officers in the United States and Canada participated in the online screening survey, and 1264 officers from a municipal police department and a state police department participated in the on-site survey.

Main Outcome Measures

Comorbid health conditions (cross-sectional); performance and safety outcomes (prospective).

Results

Of the 4957 participants, 40.4% screened positive for at least 1 sleep disorder, most of whom had not been diagnosed previously. Of the total cohort, 1666 (33.6%) screened positive for obstructive sleep apnea, 281 (6.5%) for moderate to severe insomnia, 269 (5.4%) for shift work disorder (14.5% of those who worked the night shift). Of the 4608 participants who completed the sleepiness scale, 1312 (28.5%) reported excessive sleepiness. Of the total cohort, 1294 (26.1%) reported falling asleep while driving at least 1 time a month. Respondents who screened positive for obstructive sleep apnea or any sleep disorder had an increased prevalence of reported physical and mental health conditions, including diabetes, depression, and cardiovascular disease. An analysis of up to 2 years of monthly follow-up surveys showed that those respondents who screened positive for a sleep disorder vs those who did not had a higher rate of reporting that they had made a serious administrative error (17.9% vs 12.7%; adjusted odds ratio [OR], 1.43 [95% CI, 1.23-1.67]); of falling asleep while driving (14.4% vs 9.2%; adjusted OR, 1.51 [95% CI, 1.20-1.90]); of making an error or safety violation attributed to fatigue (23.7% vs 15.5%; adjusted OR, 1.63 [95% CI, 1.43-1.85]); and of exhibiting other adverse work-related outcomes including uncontrolled anger toward suspects (34.1% vs 28.5%; adjusted OR, 1.25 [95% CI, 1.09-1.43]), absenteeism (26.0% vs 20.9%; adjusted OR, 1.23 [95% CI, 1.08-1.40]), and falling asleep during meetings (14.1% vs 7.0%; adjusted OR, 1.95 [95% CI, 1.52-2.52]).

Conclusion

Among a group of North American police officers, sleep disorders were common and were significantly associated with increased risk of self-reported adverse health, performance, and safety outcomes.

We found that a minimum of 11 blood pressure (BP) measures are necessary to calculate an accurate average daytime BP, and 8 nighttime measures are necessary to calculate an accurate nighttime average if 95% accuracy is acceptable. Regarding BP dipping status, the current recommendations (20 daytime/7 nighttime) inaccurately classified the dipping status 10.5% of the time, suggesting that guidelines may need to be updated to classify patients as nocturnal dippers or nondippers correctly.