Kvalita spánku středoškolských studentů ve vztahu k úzkosti, konzumaci kofeinu a používání mobilního telefonu –⁠ průřezová studie

Overview

Souhrn: Cíl: Cílem studie bylo analyzovat vliv stresu, expozice světlu a konzumace kofeinu na kvalitu spánku u adolescentů na gymnáziu vzhledem k rostoucí důležitosti této problematiky a negativním dopadům špatného spánku na zdraví, duševní pohodu a akademickou výkonnost studentů. Materiál a metoda: Studie probíhala formou průřezové analýzy a zúčastnilo se jí 200 studentů střední školy (93 mužů a 107 žen) ve věku 15–19 let. Data byla získána pomocí online dotazníku, který obsahoval Pittsburghský index kvality spánku (PSQI) pro hodnocení kvality spánku a Beckův inventář úzkosti (BAI) pro stanovení úrovně úzkosti. Sledovala se také frekvence užívání kofeinu a používání mobilních telefonů před spaním. Data byla analyzována pomocí Pearsonovy korelace a nezávislých t-testů, přičemž hladina významnosti byla stanovena na p < 0,05. Výsledky: Analýza odhalila významnou pozitivní korelaci mezi skóre úzkosti (BAI) a kvalitou spánku (PSQI), s korelačním koeficientem 0,66 (p < 0,001). Rovněž byla identifikována slabá pozitivní korelace mezi konzumací kofeinu a zhoršením kvality spánku (r = 0,26; p = 0,00024) a mezi konzumací kofeinu a mírou úzkosti (r = 0,25; p = 0,0003). Dále byla zkoumána kvalita spánku ve vztahu k užívání mobilních telefonů před spaním, kde nejnižší skóre PSQI (5,83) dosáhli studenti, kteří telefon používali naposledy déle než jednu hodinu před spaním, zatímco ti, kteří používání telefonu před spaním neřešili nebo telefon používali těsně před spaním, měli skóre vyšší (~7,3). Jednofaktorová analýza rozptylu mezi těmito třemi skupinami však neprokázala statisticky významné rozdíly (F (2,197) = 0,57; p = 0,567; η2 = 0,006). Výsledky ukázaly významné rozdíly mezi pohlavími v kvalitě spánku (PSQI) i v úzkosti (BAI). Ženy uváděly horší kvalitu spánku (průměrné PSQI 8,19) oproti mužům (5,80) s vysoce významným rozdílem (p < 0,001; Cohenovo d = −0,31; 95% CI [−17,63; −1,37]). Stejně tak ženy vykazovaly výrazně vyšší úroveň úzkosti (BAI průměr 21,99) oproti mužům (BAI průměr 10,37), přičemž tento rozdíl byl rovněž statisticky významný (p < 0,001; Cohenovo d = −1,21; 95% CI [−14,27; −8,97]). Dále byl sestaven lineární regresní model, který predikoval skóre PSQI z proměnných BAI, pohlaví, frekvence konzumace kofeinu a doba posledního použití mobilu před spaním. Model byl statisticky významný (R² = 0,29; p < 0,001) a nejvýznamnějším prediktorem byla úroveň úzkosti (p < 0,001), následovaná pohlavím (p = 0,002) a použitím mobilu (p = 0,045). Frekvence konzumace kofeinu nedosáhla statistické významnosti (p = 0,087). Závěr: Studie poukazuje na významný vztah mezi zvýšenou úzkostí a zhoršenou kvalitou spánku u adolescentů. Vliv na kvalitu spánku měla také konzumace kofeinu, i když tento vztah byl slabší. Zjištěné výsledky poukazují na nutnost zlepšení spánkové hygieny a snížení úrovně stresu u studentů středních škol.

Klíčová slova:

spánková deprivace – spánek – úzkost – stres – adolescenti – kofein – Beckův inventář úzkosti – Pittsburghský index kvality spánku – středoškolští studenti – zdraví adolescentů

Úvod

Spánek je esenciální pro lidské zdraví, a to jak z fyzické, tak psychické stránky. Nedostatek kvalitního spánku je spojován s poruchami kognitivních funkcí, oslabením imunitního systému a zvýšeným rizikem vzniku kardiovaskulárních a metabolických onemocnění [1–4]. Důležitost kvalitního spánku pro správnou funkci organizmu byla potvrzena řadou studií, které zdůrazňují vztah mezi spánkem a výkonností, duševní pohodou a celkovým zdravím [5,6].

Tato studie se zaměřuje na zkoumání kvality spánku a tří hlavních faktorů, které ji mohou negativně ovlivnit. Jedná se o stres, kofein a vystavení světlu v nevhodnou dobu. Kvalita spánku může být ovlivněna i mnoha dalšími faktory, avšak byly vybrány tyto tři, jež se jevily jako nejvýznamnější a nejvíce vypovídající pro vybranou věkovou skupinu. Prvním z těchto faktorů je stres, který zvyšuje hladiny kortizolu, narušuje spánkový cyklus a má negativní vliv na celkovou kvalitu spánku [7,8]. Jedná se o podstatný faktor, jelikož emoční nestabilita a mentální poruchy u dospívajících bývají poslední dobou stále častější a je velmi pravděpodobné, že tento trend bude pokračovat i v budoucnu [9]. Dalším faktorem je vystavení umělému světlu v nočních hodinách, např. modrému světlu z elektronických zařízení, jež výrazně snižuje sekreci melatoninu a vede k delší době usínání a snížené kvalitě spánku [10]. Převažující většina adolescentů vlastní mobilní telefon či jemu podobná zařízení a také na nich tráví značnou část volného času. Z těchto důvodů se jedná o relevantní faktor, který může mít vliv na kvalitu spánku. Posledním faktorem je kofein, který blokuje adenosinové receptory, což narušuje přirozený mechanizmus spánku [11]. Jedná se o nejdostupnější a nejužívanější stimulant. V porovnání s ostatními věkovými skupinami po něm studenti prahnou mnohem více, a tak je jejich denní příjem kofeinu vyšší, což může vést k nižší kvalitě spánku [12].

Zkoumanou skupinu tvořili studenti čtyřletého pražského gymnázia ve věku 15–19 let. Pro tuto věkovou skupinu hraje spánek zásadní roli, jelikož jedinec prochází intenzivními fyzickými i psychickými změnami. Adolescenti proto vyžadují delší dobu spánku než dospělí –⁠ ideálně 8–10 h denně [13]. Mozek dospívajících prochází dynamickým rozvojem, a kvalitní spánek tak přispívá k posilování paměti, zlepšení schopnosti učení i celkové kognitivní funkčnosti [14,15]. Spánek také podporuje emoční stabilitu, což je v období dospívání důležité vzhledem k častým výkyvům nálady a náchylnosti k úzkosti [16,17]. Adolescenti však mají přirozeně posunutý cirkadiánní rytmus, který vede k pozdějšímu usínání; kombinace pozdního usínání a brzkého začátku školního dne tak často způsobuje chronický spánkový deficit [18,19]. Dlouhodobý nedostatek spánku u dospívajících může vést ke zhoršení studijních výsledků i k dalším poruchám a rizikům spojeným se spánkovou deprivací, které již byly zmíněny [20,21].

Před výzkumem byly stanoveny tyto hypotézy týkající se hlavních témat této studie:

1. Vyšší hodnoty úzkosti mají negativní vliv na kvalitu spánku adolescentů.

2. Konzumace kofeinu u adolescentů ovlivňuje míru úzkosti a kvalitu spánku.

3. Používání telefonu před spaním ovlivňuje kvalitu spánku.

4. Je významný rozdíl v míře úzkosti a kvalitě spánku mezi adolescenty různých pohlaví.

 

Cílem tohoto výzkumu je analyzovat vliv stresu, expozice světlu a konzumace kofeinu na kvalitu spánku studentů gymnázia. Výsledky výzkumu mohou přinést cenné poznatky pro lepší porozumění tomu, jak faktory moderního životního stylu ovlivňují spánkové návyky adolescentů a jak lze přispět ke zlepšení jejich spánkové hygieny a celkové kvality spánku.

Vzorek a metodika

Vzorek

Studie zahrnovala celkem 200 studentů střední školy (93 mužů, 107 žen) ve věkovém rozmezí 15–19 let. Účastníci byli rekrutováni z jedné střední školy oslovením k vyplnění online dotazníku, který byl dostupný v období leden až březen 2024. Kritéria zařazení zahrnovala, studium na dané střední škole v době výzkumu a přístup k internetu pro vyplnění dotazníků.

Metodika

Studie byla prováděna jako průřezová analýza s použitím standardizovaných dotazníků. K hodnocení kvality spánku byl použit Pittsburghský index kvality spánku (PSQI) v českém překladu, který zahrnuje sedm složek kvality spánku (subjektivní kvalita, latence, trvání, efektivita, poruchy spánku, užívání léků na spaní, denní dysfunkce). Úroveň úzkosti byla hodnocena pomocí Beckova inventáře úzkosti (BAI), který obsahuje 21 otázek hodnotících fyzické a kognitivní symptomy úzkosti. Data o konzumaci kofeinu byla shromažďována pomocí krátkého sebehodnoticího dotazníku, zatímco frekvence a doba používání mobilního telefonu před spaním byla posuzována na základě otevřených a uzavřených otázek v rámci dotazníku.

 

Statistická analýza

Pro analýzu dat byly použity korelační koeficienty Pearson (pro vztahy mezi PSQI, BAI a konzumací kofeinu) a nezávislé t-testy (pro porovnání výsledků PSQI a BAI mezi muži a ženami). Statistická významnost byla stanovena na úrovni p < 0,05. Data byla analyzována pomocí softwaru SPSS verze 26.

Etické aspekty

Průzkum vznikl v rámci středoškolské odborné činnosti, účastníci byli informováni o možnosti využití dat pro odbornou publikaci, sběr dat proběhnul anonymně.

 

Výsledky

1. Reliabilita použitých škál

V rámci této studie byla ověřena vnitřní konzistence použitých psychodiagnostických škál. PSQI vykázal hodnotu Cronbachova a = 0,65, což odpovídá akceptovatelné reliabilitě u neklinických adolescentních vzorků. BAI vykázal velmi dobrou vnitřní konzistenci s Cronbachovým a = 0,91.

 

2. Úzkost (BAI) a kvalita spánku (PSQI)

Graf 1 ukazuje vztah mezi BAI a PSQI.

Zjistili jsme středně silnou pozitivní korelaci 0,66 mezi úzkostí (BAI) a kvalitou spánku (PSQI). To naznačuje, že vyšší úroveň úzkosti je spojena s horší kvalitou spánku. Hodnota p pro tuto korelaci byla extrémně nízká (p ≈ 1,21×10^–26), což potvrzuje, že vztah je statisticky významný.

 

3. Konzumace kofeinu a kvalita spánku (PSQI)

Graf 2 ukazuje vztah mezi konzumací kofeinu a PSQI.

Byla zjištěna slabá pozitivní korelace 0,26 mezi konzumací kofeinu a skóre PSQI. To znamená, že vyšší konzumace kofeinu je spojena s horší kvalitou spánku, i když je tento vztah slabý. Hodnota p pro tuto korelaci byla 0,00024, což naznačuje, že vztah je statisticky významný.

 

4. Konzumace kofeinu a úzkost (BAI)

Graf 3 ukazuje vztah mezi konzumací kofeinu a BAI.

Byla zjištěna slabá pozitivní korelace 0,25 mezi konzumací kofeinu a úzkostí (BAI). To naznačuje, že vyšší konzumace kofeinu je mírně spojena s vyšší úrovní úzkosti. Hodnota p pro tuto korelaci byla 0,0003, což potvrzuje, že vztah je statisticky významný.

5. Použití mobilního telefonu před spaním a kvalita spánku (PSQI)

Graf 4 ukazuje vztah mezi použitím mobilního telefonu a PSQI.

Účastníci, kteří používali své telefony naposledy déle než 1 h před spaním, měli nejnižší průměrné skóre PSQI (~5,83), což ukazuje na lepší kvalitu spánku. Ti, kteří používali své telefony naposledy kratší dobu než 1 h před spaním nebo nevěnovali pozornost jejich používání, měli mírně vyšší skóre PSQI (~7,3), což naznačuje horší kvalitu spánku. Třetí nejpočetnější skupina byla kódována jako skupina, která neřeší použití mobilního telefonu před spaním.

Jednofaktorová analýza rozptylu (ANOVA) mezi těmito skupinami však neukázala žádný statisticky významný rozdíl v kvalitě spánku (F (2,197) = 0,57; p = 0,567). Efekt byl velmi malý (η² = 0,006).

6. Pohlaví a kvalita spánku (PSQI) a úzkost (BAI)

Rozdíly mezi muži a ženami v kvalitě spánku (PSQI) a úrovni úzkosti (BAI) byly analyzovány pomocí nezávislých t-testů. Výsledky ukázaly, že ženy vykazují signifikantně vyšší skóre v obou proměnných (horší kvalita spánku i vyšší úzkost). Velikost efektu byla v případě PSQI malá až střední (Cohenovo d = −0,31), zatímco u BAI velmi vysoká (Cohenovo d = −1,21), což ukazuje na prakticky významný rozdíl.

Tab. 1 ukazuje rozdíly mezi pohlavími v PSQI a BAI. Graf 5 porovnává PSQI skóre mezi pohlavími.

Průměrné skóre PSQI (kvalita spánku) podle pohlaví bylo následující:

• muži: 5,80;
• ženy: 8,19.

Nezávislý t-test ukázal statisticky významný rozdíl mezi pohlavími s hodnotou p = 6,88×10^–8, což naznačuje, že ženy uvádějí významně horší kvalitu spánku než muži.

7. Pohlaví a úzkost (BAI)

Graf 6 porovnává BAI skóre mezi pohlavími.

Průměrné skóre BAI (úzkost) podle pohlaví bylo následující:

muži: 10,37;

ženy: 21,99.

 

Nezávislý t-test ukázal statisticky významný rozdíl mezi pohlavími s hodnotou p = 2,39×10^–14, což naznačuje, že ženy uvádějí významně vyšší úroveň úzkosti než muži.

 

8. Prediktory kvality spánku –⁠ lineární regresní model

Byl sestaven lineární regresní model, který predikoval skóre PSQI na základě skóre BAI, pohlaví, frekvence konzumace kofeinu a doby posledního použití mobilního telefonu před spaním. Model byl statisticky významný (R² = 0,29; p < 0,001) a vysvětloval přibližně 29 % variability kvality spánku.

Nejvýznamnějším prediktorem byla úroveň úzkosti (BAI), která pozitivně korelovala se zhoršenou kvalitou spánku. Pohlaví a doba použití mobilu měly rovněž statisticky významný vliv. Frekvence konzumace kofeinu se pohybovala na hranici významnosti.

Tab. 2 ukazuje lineární regresi pro PSQI.

Diskuze

Průměrná hodnota celkového PSQI skóre v tomto výzkumu byla 7,2 z 21, z čehož průměrné skóre mužů bylo 5,8 a žen 8,19. Přičemž čím je hodnota PSQI skóre vyšší, tím je kvalita spánku jedince horší. V rámci studií se obvykle považuje hodnota větší než 5 za indikátor špatné kvality spánku [22]. V této studii mělo 66 % z dotázaných studentů celkové skóre PSQI vyšší než 5. Tedy přibližně dvě třetiny studentů trpí nedostatečně kvalitním spánkem. U porovnání mezi pohlavími se PSQI skóre lišilo o 2,39, což lze považovat za znatelný rozdíl. Ženy uváděly výrazně horší kvalitu spánku oproti mužům, což může být zapříčiněno vyšší úrovní stresu a emoční nestabilitou v období dospívání [23]. Pokud srovnáme podobné studie provedené na obdobném vzorku populace, tak studie M. Bugueñoa a jeho týmu z roku 2017 měřila kvalitu spánku středoškolských studentů ve Španělsku přes PSQI. Analyzovala dotazníky od 322 studentů prvního ročníku (15 ± 5 let) a 364 studentů druhého ročníku (16 ± 0,5 roku). Celková průměrná hodnota PSQI všech studentů činila 4,67 bodu [24]. Výzkum v čele s P. Tekcananem z roku 2020 zkoumal kvalitu spánku tureckých středoškolských studentů. Dle celkových hodnot PSQI mělo 53 % studentů špatnou kvalitu spánku [25]. Ze srovnání lze pozorovat patrně horší kvalitu spánku u studentů zkoumaného gymnázia v porovnáním s ostatními středoškolskými studenty z jiných zemí. Je možné, že celková kvalita spánku dospívajících s postupem času klesá, což může souviset s rostoucí mírou stresu a počtem duševních chorob v posledních letech.

Délka spánku je považována za jeden z esenciálních faktorů pro určení kvality spánku jedince. Dle doporučení CDC (Centers for Disease Control and Prevention) by dospívající měli spát 8–10 h denně. Průzkumy CDC tvrdí, že dostatek spánku nemá 72,7 % studentů středních škol, tedy přibližně 7 z 10 studentů [26]. V námi zkoumané skupině lidí tento podíl dosahuje 91,5 %, tedy přibližně 9 z 10 studentů gymnázia trpí nedostatkem spánku. To také potvrzuje průměrná délka spánku studentů gymnázia, jež činí 6 h a 42 min. Tato data opět naznačují, že studenti gymnázia si vedou oproti průměrné populaci studentů středních škol hůře. Při srovnání skupiny jedinců s kratším spánkem než 8 h a skupiny s delším spánkem, než 8 h můžeme pozorovat znatelný rozdíl hodnot PSQI.

Výsledky této studie naznačují, že vysoká míra stresu (hodnoty BAI) negativně ovlivňuje kvalitu spánku (hodnoty PSQI), což potvrzuje naši hypotézu i dosavadní vědecké poznatky [27,28]. Z grafů je zřejmé, že s rostoucí úrovní stresu klesá kvalita spánku (vyjádřená rostoucí hodnotou PSQI). Lze tedy stres považovat za podstatný faktor ovlivňující kvalitu spánku. U této závislosti můžeme pozorovat také opačný efekt, tedy vliv zhoršené kvality spánku na vyšší hladinu stresu. Dosavadní studie uvádějí, že zhoršená kvalita spánku či zkrácená doba spánku předpovídají zvýšený stres v následujícím dni [29,30]. Závislost mezi úrovní stresu a kvalitou spánku tedy můžeme považovat za obousměrnou.

Studenti konzumující kofein často a v pozdějších hodinách vykazovali horší kvalitu spánku než ti, kteří kofein neužívali. Rozdíl mezi PSQI skóre těchto dvou skupin byl 1,46 (6,5 vs. 7,96), což lze považovat za statisticky významný rozdíl. Tento výsledek však mohl být ovlivněn různým životním stylem a spánkovou hygienou obou skupin. Konzumace kofeinu v pozdějších hodinách by mohla implikovat špatnou spánkovou hygienu těchto jedinců, jež by mohla vést k vyššímu PSQI oproti kofeinovým abstinentům, kteří by mohli být o spánkové hygieně lépe informováni. Rozdílnost hodnot PSQI by tedy pouze znamenala odlišnost spánkových hygien těchto dvou skupin, nikoliv přímou závislost na kofeinu. Ačkoliv stres je pravděpodobně významnějším faktorem, ukazuje se, že i užívání kofeinu může kvalitu spánku ovlivnit.

Výsledky studie neprokázaly jednoznačný vztah mezi konzumací kofeinu a výskytem úzkosti. V tomto případě mohlo opět dojít ke stejnému principu jako u předešlé výzkumné otázky (užívání kofeinu × BAI). Skupina užívající kofein mohla trpět horší spánkovou hygienou, což se mohlo projevit v horší kvalitě spánku, která by mohla implikovat vyšší hladinu stresu, kvůli závislosti stresu a kvality spánku.

Vliv vystavení se světlu před spaním na kvalitu spánku nebyl v tomto výzkumu jednoznačně potvrzen, přestože dosavadní poznatky tento vztah převážně podporují [31,32]. Příčinou může být metodika vyhodnocení, kdy srovnání doby usínání, PSQI skóre a otázek ohledně vystavení světlu nemuselo dostatečně prokázat tento vztah. Avšak byl nalezen rozdíl hodnot PSQI mezi skupinou nevyužívající mobilní telefon před spaním a skupinou, jež využívala mobilní telefon před započetím spánku.

Další část studie tvořil dotazník BAI. Na základě výsledné hodnoty je jedinec zařazen do jedné ze čtyř kategorií dle míry úzkosti (minimální míra úzkosti, mírná úzkost, střední míra úzkosti, těžká úzkost). Z výsledků BAI vyplynulo průměrné skóre 17,2 bodu z 63. To zařazuje studenty do kategorie se střední mírou úzkosti. Je podstatné zmínit, že čtvrtina respondentů byla zařazena do skupiny s těžkou úzkostí. Může se jednat o důsledek školního nátlaku či komplikací v rodinném prostředí a jiných potíží, které jsou spojeny s dospíváním. Kvůli negativním následkům těžké úzkosti na dospívajícího jedince je vhodné zajistit dostupnost psychologické pomoci na školách a nadále více diskutovat témata duševního zdraví s adolescenty [9].

Úzkost u žen byla prokazatelně vyšší oproti mužům –⁠ to dokazuje rozdíl 11,62 mezi průměrnými hodnotami BAI mužů a žen (průměrné BAI mužů –⁠ 10,37, průměrné BAI žen –⁠ 21,99). Dospívající ženy mohou trpět vyšší úzkostí oproti mužům kvůli okolnostem hormonálního vývoje a sociálního nátlaku, který může být u žen amplifikován. Dosavadní studie potvrzují vyšší četnost depresí a úzkostí u studujících žen v porovnáním se studujícími muži [23,33,34].

Výzkum Alexandera et al. z roku 2013 zkoumal 300 tibetských studentů žijících v Indii ve věku 12–20 let a jejich míru stresu přes BAI. Výsledky ukázaly, že 21 % studentů trpí středně těžkou až těžkou mírou úzkosti [35]. Oproti tomu na zkoumaném gymnáziu trpí 49 % studentů středně těžkou až těžkou mírou úzkosti. Jedná se o ohromný rozdíl v porovnání se studií z roku 2013. Může být tedy řečeno, že celková míra stresu mezi studenty v posledních letech razantně stoupá. Toto poznání ovšem nelze potvrdit pouze z jediné studie, a proto by toto téma mělo být nadále zkoumáno i v následujících letech.

Mezi zásadní limity této studie nepochybně patří homogenita zkoumaného subjektu, jelikož pozorovaných 200 středoškolských studentů bylo pouze z jedné školy. Data je tedy složitější srovnat s celou společností, protože studenti jedné školy mohou mít zhoršenou kvalitu spánku nebo zažitou spánkovou hygienu kvůli nastavenému systému školy. Např. kvůli začátku výuky, který byl na zkoumaném gymnáziu již od 7 : 45. Struktury a dopady některých doplněných otázek dotazníku mohly být více prodiskutovány a lehce pozměněny pro získání kvalitnějších výsledků. Rovněž je nutné zmínit metodu sběru dat, která také mohla být ovlivňujícím faktorem, kdy studenty neoslovoval klinický profesionál, ale spolužák.

 

Závěr

Výsledky výzkumu potvrzují zjištění srovnatelných studií, tedy že studenti středních škol trpí sníženou kvalitou spánku, což může souviset s vysokou úrovní stresu a nedostatečnou délkou spánku. Dále zde může hrát podstatnou roli spánková hygiena, jejíž součástí je užívání kofeinu ve vhodném čase před započetím spánku. Celkově nejen kvalita spánku, ale i míra stresu jsou nezbytné faktory pro udržování fyziologického stavu jedince, proto by tyto faktory měly být s dospívajícími více konzultovány a nadále zkoumány.