Efecto del Trabajo Nocturno en la Presión Arterial yFrecuencia Cardiaca en Jóvenes Clínicamente Normales

de la Universidad Privada San Pedro

RESUMENLa función de la fisiología circadiana en enlazar

los ritmos ambientales y fisiológicos; permitiendo alos seres vivos anticipar las periodicidades diarias oestacionales. El objetivo del presente trabajo fue:"determinar qué efecto produce el trabajo nocturno enla fisiología circadiana del sodio y potasio urinario, lapresión arterial, la frecuencia cardiaca y latemperatura corporal en jóvenes normales de laUniversidad Privada San Pedro".EI estudio se realizóen personasjóvenes sanas de la población estudiantilde la Facultad de Medicina Humana de la UPSP,conconsentimiento individual expresado en documentosfirmados entre los meses de setiembre y diciembre de2004. La muestra población, estuvo conformada dejóvenes aparentemente sanos clínicamente. Seempleó el diseño de una sola casilla. El estímulo seaplicó durante una semana. Para la evaluación delefecto del trabajo nocturno, se tomaron los datoscomo la presión arterial sistólica, diastólica,frecuencia cardiaca y temperatura cada dos horas,excepto las de orina que fueron por voluntadfisiológica. El tratamiento estadístico consistió en:determinar la diferencia circadiana, entre los valoresnormalesy los experimentales. Se usaron las medias,cuartiles, error estándar, desviaciones estándar endatos pareadosy se aplicó la prueba t de student.

La Fisiología circadiana de la temperatura sehace polimodal, al final de la experiencia. La hora másestable de la fisiología circadiana de la PAS, PAD yfrecuencia cardiaca son las 10:00 horas del día. LaPAS, PAD y fe, mantiene la tendencia de su curvanormal de la FC durante los cinco primeros días peroaumentan susvalores promedios.

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ABSTRACTThe function of the circadian physiology is bind

to the physiological and environmental rhythms;permitting the a live beings to anticipate changingdaily oryou station them. The objective of the presentwork was: "Determine that effect produces thenocturnal work in the circadian physiology of the

Por: Mg. Manuel Quispe Villanueva (*)

sodium and urinary potassium, arterial pressure,cardiac frequency and corporal temperature in normalyouths ofthe private university San Pedro".

The study I am carried out in healthy youngpeople student population of the Faculty of HumanMedicine of the Private University San Pedro, withaforesaid individual consent in documents signedbetween the months of September and December ofthe 2003. The sample population was conformed ofapparently healthy youths clinically. It employment thedesign of a single booth. The stimulus I apply itselfduring a week. For the evaluation of the effect of thenocturnal work the data were taken like the arterialpressure systolic, diastolic, cardiac frequency andtemperature each two hours except those of urine thatwere by physiological will. The statistical processingconsisted of: to determine the circadian differencebetween the normal values and the experimental.Being used the averages, quartiles, standard error;standard deviations in data matched and applied thetest t of student.

The circadian Physiology of the temperature isdone polytonal al final of the experience. The moststable hour of the circadian physiology of the SAp,DAP and cardiac frequency they are the 10:00 hoursof the day. The SAP; DAP and cf maintains thetendency of their normal curve of the FC during thefive first days but they enlarge their values averages.

INTRODUCCiÓNLos ritmos circadianos tienen componentes

genéticos, expresados en procesos fisiológicos por elcual los organismos se mantienen en sincronía con suambiente, existiendo de esta forma dos periodosdiarios, un externo de 24 horas y el ritmo internocircadiano de aproximadamente 24 horas (32). Elvalor promedio del período de los ritmos en humanos,es menor de 25 horas, sincronizados en un cicloluz/oscuridad de 24 horas (11). Muy recientemente,se ha propuesto que en realidad el período endógenodel ciclo circadiano humano es muy cercano a las 24

horas (37). Definimos entonces fisiología circadianacomo un sistema metabólico o de comportamiento,con unciclo de 24 horas aproximacjamente,siguiendolos criterios de Smith 2001; TureK"etal 2000 y los deCzeisler et al 1999.La luz comúnm~nte es el zeitgeber(sincronizador externo) más efectivo (33). Este hechonos preocupa, por que el ser humano presenta unsistema circadiano de un animal diurno, que aldesarrollar actividades nocturnas, probablementeestán afectándose alguno o algunos de sus valoresbioquímicos o ritmicidad cardiaca, expresados en sufisiología circadiana.

Nuestros jóvenes son los que se estáninvolucrando en trabajos nocturnos, que se dan enlugares como las salas de juego; las fábricasagroindustriales, estudios nocturnos o deamanecidas y otras tradicionales como la pesca y laminería, que se desarrollan en nuestro medio, estonos llevó a formularnos el siguiente problemacientífico: "¿Cómo afecta el trabajo nocturno en lafisiología círcadíana de la presíón arterial y lafrecuencia cardiaca en personas jóvenes normalesde la Universidad Privada San Pedro?" La presiónarterial (PA) y la frecuencia cardiaca (fc), presentanuna fisiología circadiana que está estrechamenteasociado al ciclo de sueño-vigilia. Por la noche,durante el reposo, se produce una disminuciónimportante de la PA y la FC y por la mañana seproduce un aumento acusado de la presión arterial,coincidente con el despertar y el inicio de la actividad,y durante las horas de vigilia diurnas, se observanamplias oscilaciones tanto dela PAcomo de la fc, quepodrían estar asociadas a las condicionesambientales (28). El sueño como sucesión diaria y supresencia dentro de determinadas horas del día,puede formar por selección natural los diferentesnichos ecológicos, nosotros poseemos sueñosdiurnos y nocturnos, sin embargo somos diurnos porque nuestras actividades son diurnas (22).

Los cronobiólogos disponen de tres categoríaso cronotipos, para estudiar y manejar la variabilidadentre los individuos: (a) individuo tipo alondra: Es elque muestra una tendencia a levantarse y acostarsetemprano, prefiere desarrollar sus tareas en horas dela mañana, y la acrofase del ritmo de temperaturacentral, ocurre paralelamente al pico de desempeñofísico y mental, en horas tempranas de la mañana. (b)individuo tipo búho: lo opuesto al anterior: se levantayacuesta más tarde, elige horarios vespertinos para sutrabajo, la acrofase de temperatura ocurre durante latarde. (c) individuo neutro: es un intermedio entre losdos anteriores. Cabe aclarar que sólo el 10% de la

población, corresponde estrictamente a los tiposbúho y alondra, siendo la gran mayoría individuosneutros (3, 9, 10).

La teleología de lo circadiano, es enlazar losritmos ambientales y fisiológicos; permitiendo alorganismos anticipar las periodicidades diarias,estacionales y otras en materia de luz y temperatura.Según lo expuesto anteriormente, podemos proponerel siguiente objetivo: "determinar que efecto produceel trabajo nocturno en la fisiología circadiana de lapresión arterial y la frecuencia cardiaca en jóvenesnormales de la Universidad Privada San Pedro".

El conocimiento de la variación circadiana '1ueproduce el trabajo nocturno, puede constituir unindicador significativo para prevenir problemas desalud ocupacional y familiar en nuestro medio y dadoque en nuestro país no existen especialistas enfisiología circadiana de humanos, consideramosnecesario iniciarse en dicha tarea.

MATERIALY MÉTODOS.Nuestra población estuvo conformada de

jóvenes aparentemente sanos clínicamente de laUPSP. La edad fluctuó entre los 18 y 20 años. Alcarecer de curvas de valores normales de presiónarterial y frecuencia cardiaca de esta población, nosobligó a realizar un estudio piloto para tener nuestrosvalores promedios y desviaciones estándar, que nospermitieron estimar el tamaño de muestra adecuadautilizando lasiguiente fórmula:

M22 xS2

E2Donde:Z = Coeficiente de confiabilidad (Confianza

95%) = 1.96S2= Desviación estándar, se obtuvo en el

estudio piloto.E = Error absoluto o de precisión.

La prueba piloto indica que los datos de lamuestra, tienen un Coeficiente de Variación de 9,6; locual nos informa que la muestra es homogénea,además da un S=0.29 y un n=10; determinándosefinalmente un tamaño de muestra de 4,06,conociéndose que la población estudiantil es deaproximadamente 500, la muestra queda ajustada a

147

4,02. Nosotros consideramos en base a esto, untamaño de muestra de 06 alumnos representados por03 hombresy 03 mujeres.

Para la investigación se utilizó el diseño de unasola casilla. Donde al grupo experimental se letomaron los datos normales a evaluar antes de recibirel estímulo (24 horas antes) y durante el trabajonocturno que duró el estímulo (seis días). Se evaluó latemperatura, frecuencia cardiaca y presión arterial,esta última como presión diastólica y sistólica. Encada periodo de muestreo, establecido cada dos (02)horas, se tomaron los valores de presión arterial,frecuencia cardiaca y temperatura, establecidos losdatos se registraron en la bitácora de cada alumnomuestraelegido.

La variable independiente, fue representadapor el trabajo nocturno, el cual tuvo una duración de10 horas, iniciándose a las 8 pm. y terminando a las 6amoLa variable dependiente estuvo conformada porla temperatura, presión arterial sistólica y diastólica yla frecuencia cardiaca.

Para determinar la presión arterial diastólica ysistólica y la frecuencia cardiaca, se utilizará untensiómetro digital marca Sony, para la determinaciónde la temperatura de núcleo se midió en la boca y seutilizaron termómetros de uso clínicos.

.El tratamiento estadístico consistió en:Para determinar la diferencia, se empleó lasmediciones (normales) tomadas antes delestímulo (trabajo nocturno) y las medicionestomadas durante toda la semana que duró elestímulo (trabajo nocturno).

. Se comprobaron la diferencia de los valoresnormales por día y sus variaciones durante elestímulo usando las medias, cuartiles, errorestándar y desviaciones estándar en datospareados, aplicá~dose la prueba t de student.

. Para determinar si hay diferencia significativaentre los valores experimentales, se haempleado la prueba estadística deANOVA.

. La significancia estadística, se realizóconsiderando la probalidad del 5%.

481

RESULTADOSEl estudio de la fisiología circadiana (FC) de los

resultados experimentales se han obtenido durantelas veinte y cuatro horas de cada día, por los seis días

38'"o

~ 37.5

~ 37tJ 36.5

~ 36

~ 35.5

35

1D\IP. NORMAL

c:::J

TEMP.EXPrnlMlNTA:

o

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22HORA

que duró el experimento y se comparó con los valoresnormales predeterminados y entre ellos.

Los resultados de la temperatura estarexpresados en la figura N° 1Y2. El análisis deANOVArealizado para los datos experimentales de latemperatura indican que hay diferencias significativasentre los valores promedios pordía obtenidos durantelos seis días que duró el experimento, habiéndoseobtenido un p=0.0209, los días que muestrandiferencia significativa son el 2° con el 4°, 5° Y6° díadel experimento.

T=1.5470 p=0.1361

FIGURA N° 01: Comparación de la curva detemperatura normaly experimental del primer día.

t=2.15 p=0.0424.i~'"

o

~ 37.5(!) 37

EtJ 36.5

<5 36~(!) 35.5

TEMI' .NORMAL

c:::J

TEMP.EXPtRlMiNTAL

o

35! I"

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22HORII

FIGURA N° 02: Comparación de la curva detemperatura normal y experimental del sexto día.

Los resultados de la presión arterial sistólica(PAS), están expresados en la figura N° 3 Y 4. Elanálisis de ANOVA, realizado para los datosexperimentales de la PAS, indican que no haydiferencias significativas entre los valores promediospor día, obtenidos durante los seis días que duró elexperimento, habiéndose obtenido un p=0.0655.

T=2.1287 p = 0.0447

PRESlON A.SISfOLICANORMAL

D

PRESION A.SISfOLlCAEXPD!lMD'iTAl

CJ

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22HORA

FIGURA N° 03: Comparación de la curva depresión arterial sistólica normal y experimental delprimer día.

T = 6.8804 p = 0.000065

He134

PRISJON A.124. SISTOLlCA

114

~. ~\L

104 . :94 PRISJONA.

SlSTOLlCA

84 D<PDUMlJ'<TAI

74 . . c:J64

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22HORA

FIGURA N° ",4: Comparación de la curva depresión arterial sistólica normal y experimental delsexto día.

Los resultados de la presión arterial dastólica(PAD), están expresados en la figura N° 5 Y 6. Laprueba estadística t aplicada, indica que haydiferencia significativa entre los promedios de las

. PADexperimentaly la normalvariandoestasdesdeun p=O.0532hasta p=O.OOO42.

t = 3.3256 p = 0.00306

nunf{g

98

88 .78

PRIS'ON A.. DIASTOLlCANORMAL

D

68

S8PRISJON A.DIASTOLlCA

EXPDUMENfAL

CJ48

38o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

HORA

mmIi&98

88PRISJON A.

DIASTOLlCA

NORMAL

D78

68PRISJON A.DIASTOLlCAD<PDUMENTAL

CJ

58

48

38O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

HORA

FIGURA N° 05: Comparación de la curva depresion arterial diastolita normal y experimental delprimer día

T=4.1448 p=0.000423

FIGURA N° 06: Comparación de la curva depresion arterial diastólica normal y experimental delsexto día.

110

100flIEC. CARDIACANORMAL

CJ.: 90e~80Q.

70

I1IIC. CARDIACA

J:XPDllMlNTAL

CJ

50O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

HORA

Los valores de la fisiología circadiana de lafrecuencia cardiaca (fc), se muestran en la figura 7 y 8El ANOVA realizado para evaluar los valorespromedios de la frecuencia cardiaca experimentalcomparados entre si, indican que hay diferenciasignificativa p=O.011;el primer día varía con los díascuarto, quinto y sexto experimental, y que los valorespresentan homogeneidad los tres primeros días, asícomo también los tres últimos días. Finalmente, estosdos grupos son heterogéneos entre sí.

t= 1.9345 p = 0.06631

FIGURA N° 07: Comparación de la curva defrecuencia cardiaca normal y experimental del primerdía.

1=3.7227 p=0.001183

149...:¡¡¡

FIGURA N° 08: Comparación de la curva defrecuencia cardiaca normal y experimental del sextodía.

110

100.590¿ t

'

-; 80 .J"

"

.e. ' -

70 b;

FREC. CAROIACANORMAL

CJ

FREC. CARDl<CAOO"E!!JMENTAL

60

SOo 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22

HORA

DISCUSiÓNSe ha demostrado claramente como los ritmos

circadianospersisten aun en laausencia del NSQy sehan establecido los ritmos circadianos ahora en unabase molecular, identificándose así mismo los genesinvolucrados, así como también la flexibilidad de laorganización temporal del ritmo circadiano de cadaindividuoy laestación del año (3; 20).

La muestrade estudio presentó una edad entrelos 18 y 20 años, expresando homogeneidad en susvalores normales estudiados, dando la posibilidad deanalizar la presencia o no de afectación de lafisiología circadiana en los parámetros propuestos.Esta homogeneidad esta dada por la expresión desus valores normales clínicamente, los cuales tienenpoca dispersión de sus valores en relación a la mediay unestrecho error estándar.

El reloj biológico de los organismos prepara ypredice los cambios en la fisiología asociado con eldía y la noche. En mamíferos, el reloj circadianocentral está en el hipotálamo, es responsable de lacoordinación y generación de la organizacióncircadiana del animal, el cual tiene para el alrededorde 24 horas. Así tenemos por ejemplo, que latemperatura corporal varía con las personas pero, enpromedio es 3rC, durante las 24 horas del día vadesde 36.7 hasta 37.7; el ritmo de la temperatura enendotermos en un mecanismo homeostático, laoscilación de la temperatura corporal es generado porel sistema circadiano, la homeostasis y el controlcircadiano de la temperatura del cuerpo no estáncoordinados y son independientes(29).

50 I

Las temperaturas corporales fluctúan hasta 10C durante el día, alcanzando normalmente su máximohacia las 4:00 de la tarde y su mínimo hacia las 4:00de la madrugada (25). Nuestros resultados no

coinciden totalmente con lo reportado por estos dosúltimos autor, quizás debido a que nosotros hemostomado la temperatura de núcleo oral, durante elexperimento las grandes variaciones de la FC de latemperatura se dan entre las 00:00 horas y la 08:00horas, probablemente sea por el cambio de horariodel sueño, pero al final del experimento se puedenotar un desorden, expresado con la presencia deuna curva cuya fisiología circadiana presenta variospicos; estas diferencias mencionadas se corroborancon las Anova, las cuales indican presencia dediferencia significativa durante los días 40,50Y60delexperimento. La actividad rítmica del sueño, dependedel tipo de trabajo, mientras el ritmo circadiano de lamelatonina en el plasmay la temperatura rectal, estánsustancialmente influenciada por el fotoperiódo (15;36).

Esto quizás pueda explicar, por qué latemperatura cambia significativamente en el tercerdía, a partir de este día el cansancio es mayor y, por lotanto, el sueño también, haciendo que los jóvenesduerman más tiempo y más profundamente, lo cualles impide tener menos contacto con la luz solar, esdecir, se afecta su fotoperiodo y de esta manera lafisiología circadiana de la temperatura. .

La hora más estable de la fisiología circadianade la presión arterial diastólica; sistólica y frecuenciacardiaca, durante el experimento corresponde a las10:00 de la mañana (ver figuras N° 03 al 08), es muyprobable que se deba al descanso de las personas(reajuste del reloj biológico para estos valo.res)y queel sueño estuvo en fase RAM, es decir, ha dejado deestar sometido a estrés, respecto al cual se indica quela respuesta al estrés se produce por la activación dela secreción hipotalámica de CRH, ADH y otrashormonas que estimulan la secreción hipofisiaria deACTH y ésta de cortisol, la cual finalmente estáasociada con el aumento de la presión arterial (14; 17;19; 22)

A partir de la 14:00 hasta las 00:00 horas laPAS; PADy fc la curva de la fisiología circadiana tratade mantenerse constante su tendencia, manifestadopor una similitud del comportamiento de la curva y suexpresión que indica sus cajas y bigotes.Probablemente, porque a esta hora las personasexperimentales se despiertan y hacen su vida normal,en lo referente a horario y su reloj circadiano, se hareajustado en parte con el descanso. Desde las 00:00a las 08:00 horas, se puede observar que las curvasque describen los datos experimentales muestran elmayor desorden de la fisiología circadiana, quizás se

debe al esfuerzo que hacen las personas paramantenerse despiertas. La presión arterial y lafrecuencia cardiaca, presentan una fisiologíacircadiana que está estrechamente asociado al ciclode sueño-vigilia; Por la noche, durante el reposo seproduce una disminución importante de la PAy la fc, ypor la mañana se produce un aumento acusado de lapresión arterial, coincidente con el despertar y el iniciode la actividad, y durante las horas de vigilia diurnasse observan amplias oscilaciones tanto de la PAcomode la fc, que podrían estar asociadas a lascondiciones ambientales (4;7; 28). Por lo tanto,podríamos decir que nuestros resultados coincidencon lo indicado por otros investigadores.

Los datos correspondientes a la presión arterialsistólica; diastólica y frecuencia cardiaca normal,muestran un mismo comportamiento bimodaL con elexperimental que en nuestro caso, esos picos seproducen a las 06:00 y las 18:00 horas y que se debeprobablemente a lo que algunos investigadoresafirman que la generación de fluctuaciones periódicasendógenas, es un proceso dependiente de claves detiempo externas que ejercen efectos sobremecanismos activos del reloj, el cual proporciona lafase de oscilación a otros osciladores secundarios (6;8; 9; 36).

El ajuste de la FC de algunos valoresfisiológicos frente a los cambios ambientales ocambio de hábitos del periodo sueño/vigilia no esinmediato. Al respecto, nosotros hemos encontradodiferencia significativa a partir del primer día en lo quecorresponde al valor promedio de la PAS, PAD y fccomparado con sus valores normales, tal como sepuede comprobar con un p<0.05, pero esta diferenciasi se da para la FC, que al final del experimentotermina con una curva tendiente a ser polimodal paralos tres casos.

En los dos últimos días de la prueba la FC delas PAS; PAD y fc, padecen la mayor inestabilidad,quizás debido al cansancio de las personas, que alingresar a la fase final podemos observar una curvapolimodal, probablemente sea la expresión defluctuaciones circadianas. Esto quizá debido alesfuerzo de mantenerse despierto durante el tiempoque el organismo debería estar descansando,avisando que el organismo necesita descansar parareajustar el cronómetro de su fisiología circadiana, locual coincide con lo reportado por otrosinvestigadores (7).

En los individuos que cambian de turno de

trabajo, diurno a nocturno o viceversa, o en aquellosque se trasladan a zonas geográficas con distintohuso horario, se produce un cambio total de losperíodos de sueño y vigilia que se acompaña de unamodificación paralela de la fisiología circadiana deleje hipotálamo-hipofiso-corticoadrenal. Laadaptación de dicho perfil de secreción al nuevohorario se produce lentamente, necesitándose unperíodo de entre 5 y 10 días para restablecersetotalmente (14; 28; 31).

Las distintas variables circadianascomprometidas en el proceso de sincronizaciónexhiben respuestas de fases diferentes; por ejemplo:los ritmos de frecuencia cardiaca, presión arterial,actividad locomotora, catecolaminas plasmáticas,entre otros, se sincronizarán más rápidamente quelos ritmos de temperatura central, 6-sulfatoximelatonina urinaria y cortisol plasmático deacuerdo a las predicciones del modelo de osciladores(1; 2; 13; 15; 26). Son quizás ocasionar problemasfuturos de salud en los jóvenes que hacen trabajonocturno. Valores experimentales de la PAS y PAD.Esto mismo no podemos decir para la frecuenciacardiaca que sí muestra diferencia significativa entreel primer con el cuarto quinto y sexto día.

Los resultados indican, variación de la presiónarterial, está dado en el aumento de sus valores y noen su fisiología circadiana, es decir, mantiene latendencia de las fluctuaciones en relación a las 24horas establecidas por sus valores normales y loscambios más significativos, es después del quinto díade haber iniciado el experimento, coincidiendo enparte en este último aspecto con otros investigadores,quienes indican que dos días consecutivos de cambioen la hora de sueño, son suficiente para afectar elcronómetro de la fisiología circadiana (1; 18; 35).Además, podemos indicar que el ciclo de dormir debeser considerado según nuestras observaciones,como un Zeitgeber para el cronómetro circadiano dela PAS, PAD y fc.

La desaparición de la variabilidad de la presiónarterial en pacientes en estado vegetativo, pareceestar relacionado en parte al bloqueo de respuestasde estímulos externos, sugiriendo que la variacióncircadiana de la presión arterial depende de factoresambientales (2; 12). Lo indicado anteriormente,explica en parte la diferencia significativa encontradadurante los primeros días del experimento, este factorbien podría ser, el estrés ocasionado por elsometimiento a la prueba y la variación del horario desueño durante elexperimento.

151

Las oscilaciones circadianas se originanprobablemente, dentro de los mismos organismos ypueden modificarse por causas externas. Lasecreción hormonal, el ritmo cardiaco, la presiónsanguínea y la excreción urinaria de potasio, sodio ycalcio en el hombre varían de acuerdo con un ritmocircadiano (25), se considera que según losresultados encontrados, el trabajo nocturno afecta lafisiología circadiana de la presión arterial y frecuenciacardiacaa partirdel único día y en su valor promedio apartirde primerdía.

CONCLUSIONESLa curva más estable de la fisiología circadiana

de la PAS, PAD y frecu~ncia cardiaca, sucede a las10:00 horas del día. Durante las 00:00 horas y las08:00 horas, se observó que las curvas que describenla FC de la PAS, PAD y fe, mostraron la mayorinestabilidad. La PAS; PAD y fe, mantiene latendencia de su curva normal de la FC, durante loscinco primeros días pero aumentan sus valorespromedios para cada caso. Durante el sexto día,podemos observar que la curva de la FC de la PAS,PAD y fe, se hacen polimodales, expresando ciclosultradianos y sus valores promedios se mantienenaltos.

RECOMENDACiÓNSe recomienda a los empleadores, que los

trabajos nocturnos deben tener una duración máximade cinco (05) días continuados, lo óptimo serían tres(03) . días, fundamentado por el aumento en losvalores de la presión arterial sistólica, diastólica yfrecuencia cardiaca durante todo el tiempo que duróel experimento, ocasionando hipertensión en relacióna los valores normales y que podría ocasionarproblemasfuturos de salud, en los jóvenes que hacentrabajo nocturno.

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