Может ли недостаток сна изменить микробиом вашего Кишечника?

Автор: Виджай Кумар, мужчина, с обзором Бенедетт Куффари, M.Sc.

Исследования выявляют тесную связь между тем, как мы спим, и микроорганизмами, живущими в нашем кишечнике, - от нарушения циркадных ритмов до изменений в микробных метаболитах и барьерной функции кишечника.

Вступление

Микробиота кишечника включает в себя разнообразное сообщество бактерий, грибков, вирусов, архей, простейших и других микроорганизмов желудочно-кишечного тракта, в то время как микробиом кишечника в более широком смысле охватывает эти микроорганизмы, их генетический материал и их функции.4,5 Эти микроорганизмы участвуют в пищеварении, метаболизме и иммунной регуляции. В этой статье исследуется, как нарушения сна могут изменить микробиом кишечника и его потенциальное влияние на обмен веществ, иммунитет и психическое здоровье.

Нейрохимические признаки связи сон-кишечник-мозг

Ось сон-кишечник-мозг представляет собой двунаправленную связь между желудочно-кишечным трактом и мозгом, которая может влиять на сон и другие физиологические функции. Например, кишечная микробиота может влиять на нервную сигнализацию с помощью микробных метаболитов и нейроактивных соединений, включая короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), метаболиты триптофана и вторичные желчные кислоты.2,3 Эти взаимодействия генерируют сигналы, которые передаются в мозг по нервным, иммунным, эндокринным и кровеносным путям, включая передачу сигналов с участием энтероэндокринных систем. клетки (EEC) и энтерохромаффинные клетки (ECC) в стенке кишечника.3

Сигналы, поступающие от микроорганизмов, также влияют на определенные биологические процессы, которые регулируют сон и циркадные ритмы. Большая часть серотонина в организме синтезируется и высвобождается с помощью ECC в желудочно-кишечном тракте, где он регулирует перистальтику кишечника и передачу сигналов2. Хотя периферический серотонин не так легко проникает через гематоэнцефалический барьер, серотонин, получаемый из кишечника, может косвенно влиять на сон, взаимодействуя с блуждающим нервом, иммунной сигнализацией и другими путями передачи информации из кишечника в мозг. Гистамин кишечного происхождения, вырабатываемый Escherichia coli, Limosilactobacillus vaginalis и Morganella morganii, может способствовать передаче сигналов от кишечника к мозгу; сам гистамин участвует в регуляции цикла сна-бодрствования, местных иммунных реакций и функции желудочно-кишечного тракта.2

К другим нейромодуляторам, поддерживающим бодрствование, относятся ацетилхолин, дофамин, гипокретин и норадреналин. Мелатонин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), аденозин и глутамат также участвуют в регуляции сна. Некоторые нейроактивные соединения, включая серотонин, ацетилхолин, норадреналин, дофамин, мелатонин и ГАМК, могут вырабатываться или метаболизироваться кишечными микроорганизмами. Их воздействие на сон может быть косвенным и не требует, чтобы сами микробные соединения достигали областей мозга, регулирующих сон.3

Циркадные ритмы кишечного микробиома

Значительная часть кишечной микробиоты демонстрирует суточные колебания, хотя оценки варьируются в зависимости от вида хозяина, группы микроорганизмов и используемых методов; в одном обзоре сообщается о явной циркадной изменчивости примерно у 20% кишечных комменсалов мышей и 10% комменсалов человека.Сообщалось, что 2 вида, такие как Parabacteroides, Lachnospira, Bulleida, Roseburia, Veillonella, Haemophilus, Adlercreutzia, Eggerthella, Anaerotruncus, Oscillospira, Ruminococcus и Escherichia, проявляют ритмическую изменчивость.2 На эти ритмы влияют циклы кормления и голодания, которые обеспечивают доступность питательных веществ в определенное время, что влияет на рост и функционирование микроорганизмов.1,2

Гены, отвечающие за циркадные ритмы, также регулируют среду в кишечнике и взаимодействие микроорганизмов, что еще больше усиливает эти ежедневные привычки. В частности, экспериментальные исследования, рассмотренные в литературе, связывают нарушение сна с измененной экспрессией циркадных генов и генов кишечного барьера, включая ARNT-подобный 1 (BMAL1), криптохромный циркадный регулятор 1 (CRY1) и окклюдин (OCLN). Эти изменения были связаны с нарушением целостности кишечного барьера и микробным дисбактериозом; данные, полученные на моделях с нокаутом по BMAL1, также указывают на нарушение функции эпителия, микробный дисбаланс, повышенную восприимчивость к кишечным инфекциям и измененный липидный обмен.2 Поскольку время сна, ритмы питания и циркадные часы организма тесно взаимосвязаны, короткий сон и рассогласование циркадных ритмов могут влиять на микробные сообщества кишечника перекрывающимися, но различными путями.2,6

Как потеря сна влияет на микробиом?

Депривация сна определяется как неспособность высыпаться в достаточном количестве. В одном обзоре подсчитано, что примерно 20-25% населения Соединенных Штатов испытывают недостаток сна, и определены такие факторы, как диета, психологическое давление и повышенная стимуляция со стороны смартфонов.4 Депривацию сна также следует отличать от специфических нарушений сна, таких как бессонница, нарколепсия, нарушения циркадного ритма и синдром беспокойных ног, хотя эти состояния сами по себе могут быть связаны с недостаточным или нарушенным сном.4,5 Короткий сон, частая фрагментация сна, нарушение циркадного ритма., и обструктивное апноэ во сне (СОАС) представляют собой различные формы нарушения сна, и не следует предполагать, что они вызывают идентичные изменения микробиома.2,5

Экспериментальные исследования показывают, что недосыпание может изменить микробный состав кишечника, но результаты неоднородны, особенно у людей.3,4 В некоторых исследованиях сообщалось о снижении разнообразия α-бактерий, снижении количества Bacteroidetes и увеличении Firmicutes, с последующим увеличением соотношения Firmicutes и Bacteroidetes (F:B).4 В одном исследовании с участием 25 здоровых участников, подвергшихся 40-часовому недосыпанию, сообщалось о снижении α-разнообразия и сокращении численности нескольких родов, в то время как исследование, проведенное с ограничением сна на людях с участием 11 здоровых участников, не выявило изменений в составе микробиома кишечника.3,4 Функция микробов может быть столь же важной, как и таксономия: недостаточный сон был связан с более низким содержанием фекалий и микроорганизмов, продуцирующих бутират, у людей, в то время как у мышей, лишенных сна, наблюдалось снижение концентрации ацетата, пропионата и бутирата.3,4 В экспериментах на животных лишение сна также было связано с истощением полезных бактерий и увеличением количества потенциально патогенных бактерий, таких как Aeromonas.4

“Существует двунаправленное взаимодействие, при котором нарушения сна могут привести к изменениям в микробиоте и наоборот.5”

Последствия нарушения микробиома во время сна для здоровья

Эксперименты на животных показывают, что лишение сна может нарушить целостность кишечного барьера.4 Сообщалось о снижении функции или экспрессии белков, связанных с плотным соединением, включая клаудин, окклюдин и zonula occludens-1 (ZO-1), а также бокаловидных клеток и муцина. 4 Такие изменения могут повышать проницаемость кишечника и способствовать повреждению слизистой оболочки, хотя степень, в которой эти механизмы проявляются у человека во время обычная потеря сна остается неопределенной4.

Нарушенная целостность барьера может способствовать проникновению микробных продуктов, таких как липополисахарид (LPS), в кровоток, тем самым активируя пути воспаления, включая передачу сигналов TLR4/NF-κB.2,4 Потеря сна также может изменять уровень воспалительных цитокинов, включая IL-1β, IL-6, TNF-α, IL-4., и Ил-10. Большая часть механистической работы, связывающей дисбактериоз кишечника, его проницаемость, системное воспаление и неврологические эффекты, проводится в экспериментах на животных или при пересадке микробиоты, поэтому прямой причинно-следственный путь у людей не установлен.2,4

Фрагментация сна отличается от простого сна в течение меньшего количества часов. У мышей хроническое нарушение сна приводит к изменению микробного состава кишечника, а также к системному воспалению и жировой ткани и резистентности к инсулину.5 СОАС добавляет повторяющиеся эпизоды перемежающейся гипоксии. Исследования на людях и животных связывают СОАС с изменениями в микробном разнообразии и составе, включая изменения в соотношении F:B и обогащение несколькими потенциально провоспалительными таксонами, хотя результаты варьируются в зависимости от популяции и плана исследований.2,3,5

Эти наблюдения особенно актуальны для людей, страдающих хроническими нарушениями сна, таких как работники ночной смены и пациенты с СОАС. Сменную работу трудно интерпретировать, потому что нарушение режима сна часто происходит наряду с изменениями во времени приема пищи, рационе питания, стрессах и других факторах образа жизни, которые могут независимо влиять на микробиоту.6 По оценкам одного из обзоров, примерно 33% сотрудников работают в нерабочее время в своей стране, и сообщается о связи между работой по сменам или в ночную смену и нарушениями обмена веществ, включая ожирение, метаболический синдром и сахарный диабет 2 типа.6

Ограничения и направления на будущее

Большинство доказательств взаимосвязи между сном и микробиомом кишечника получено на моделях in vivo на животных и в относительно небольшом количестве исследований на людях; однако эти клинические исследования имеют небольшой объем выборки, что ограничивает возможность обобщения полученных результатов.2,3 Кроме того, существует большая вариабельность между исследованиями, касающимися диеты, образа жизни и окружающей среды. воздействие, а также то, как эти переменные влияют на микробиом кишечника. Результаты исследований, проведенных на людях, могут противоречить друг другу: исследования, обобщенные в систематическом обзоре, варьируются от обнаруживаемых микробиологических изменений после недосыпания или ограничения сна до отсутствия существенных изменений в составе после ограничения сна.3

Различия в структуре исследования, методах секвенирования и способах измерения режима сна или микробного состава аналогичным образом способствуют наблюдаемым различиям. Эти ограничения подтверждают необходимость проведения более масштабных исследований на людях с контролируемым лонгитюдным планированием, в которых учитываются продолжительность сна, фрагментация, циркадные ритмы, СОАС, диета и другие мешающие факторы.2,3,4 Исследования должны также изучать функции микроорганизмов и метаболиты, а не полагаться в основном на изменения в численности бактерий.3,4 Пробиотики, пребиотики и другие биологически активные добавки. вмешательства, направленные на изучение микробиома, дали обнадеживающие результаты в некоторых исследованиях на животных и людях, но текущие данные не позволяют считать манипуляции с микробиомом стандартным методом лечения нарушений сна. Долгосрочная эффективность и безопасность требуют дальнейшего изучения.2

Ссылки

1. Дикс, Л. М. Т. (2022). Кишечные бактерии и нейромедиаторы. Микроорганизмы 10(9); 1838. DOI: 10.3390/микроорганизмы 10091838. https://www.mdpi.com/2076-2607/10/9/1838
2. Лин З., Цзян Т., Чен М. и др. (2024). Микробиота кишечника и сон: механизмы взаимодействия и перспективы терапии. Open Life Sciences 19(1). DOI: 10.1515/biol-2022-0910. https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/biol-2022-0910/html
3. дос Сантос, А. И Гали, С. (2024). Ось микробиота-кишечник-мозг при метаболическом синдроме и нарушениях сна: систематический обзор. Питательные вещества 16(3); 390. DOI: 10.3390/nu16030390. https://www.mdpi.com/2072-6643/16/3/390
4. Сун Дж., Фанг Д., Ванг З. и Лю Ю. (2023). Депривация сна и дисбактериоз кишечной микрофлоры: современные представления и последствия. Международный журнал молекулярных наук, 24 (11); 9603. DOI: 10.3390/ijms24119603. https://www.mdpi.com/1422-0067/24/11/9603
5. Нерони Б., Евангелисти М., Радоккья Г. и др. (2021). Взаимосвязь между нарушениями сна и дисбактериозом кишечника: что на что влияет? Медицина сна 87; 1-7. Дата публикации: 10.1016/j.sleep.2021.08.003. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389945721004354?via%3Dihub.
6. Лопес-Сантамарина А., дель Кармен Мондрагон А., Карделле-Кобас А. и др. (2023). Влияние нетрадиционной и сменной работы на микробиоту кишечника человека и потенциал пробиотиков в восстановлении дисбактериоза. Питательные вещества 15(13); 3070. DOI: 10.3390/nu15133070. https://www.mdpi.com/2072-6643/15/13/3070.

Последнее обновление: 21 сентября 2026 г.