Мікроби кишечника можуть бути пов'язані з недосипанням

Сон є однією з основних фізіологічних потреб людини для виживання, поряд з їжею, водою та повітрям. Але сон залежить від соціальних факторів, на нього впливають фактори навколишнього середовища та особисті фактори, а нещодавнє дослідження показує, що на нього можуть впливати фрагменти бактерій. Історично вчені вважали малоймовірним, що мікроби кишечника впливають на фізіологічну регуляцію сну. Недавнє дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Neuroscience, показало, що компоненти клітинної стінки бактерій (пептидоглікан) були виявлені в ділянках мозку, які називаються стовбуром мозку, нюховою цибулиною та гіпоталамусом.

Що таке пептидоглікан?

Пептидоглікан, також відомий в науці як муреїн, є міцним шаром, схожим на сітку, що знаходиться зовні плазматичної мембрани більшості бактеріальних клітин. Це допомагає підтримувати форму і жорсткість бактерій. Без пептидоглікану бактерії були б просто маленькими водяними кульками.

Пептидоглікан і порушення сну

Недавнє дослідження показало, що концентрація пептидоглікану, здається, збільшується в періоди недосипання або зміни режиму сну. Це є ознакою того, що мікробіота кишечника може відігравати роль у якості сну.

Ця робота була проведена на дев'яти самцях мишей, яких утримували в умовах 12-годинного циклу світло/темрява. Вимірювання проводилися протягом 48 годин для відображення циклів мозкової активності під час сну та відпочинку. Після цього мишей було евтаназовано. Різні ділянки мозку були негайно розділені, щоб можна було виміряти рівень пептидоглікану в ізольованих ділянках незалежно одна від одної.

Обмеження дослідження

Дослідження було проведено та розроблено в суворій манері. Але в дослідженні використовувалися виключно дорослі самці мишей. Хоча результати досліджень на тваринах можна перенести на людей, перехресність у дослідженнях мікробіоти є слабкою.

Дослідження мікробіоти на тваринах можуть дати нам лише обмежену інформацію про те, що відбувається в нашому кишечнику, оскільки середовище, в якому живуть люди та миші, значно відрізняється.

Перегляньте запис:

Приклад з ожирінням

Наприклад, у 2006 році було опубліковано революційну статтю, в якій мишей, що не мали в організмі жодних мікроорганізмів (так званих безмікробних мишей), пересадили кишкову мікробіоту від мишей з ожирінням. Дослідження показало, що миші, яким пересадили кишкову мікробіоту, набрали більше жиру, ніж безмікробні миші, яким пересадили мікробіоту від худих мишей.

Однак подальші дослідження з використанням трансплантації фекальної мікробіоти від худих людей до підлітків з ожирінням не призвели до втрати ваги. Результати досліджень на мишах можуть вказувати на механізми, але не обов'язково передбачати результати у людей. Крім того, останні дослідження сну на мишах ігнорують інші 49% населення, а саме жінок. Ця прогалина може залишити половину світу в невіданні щодо здоров'я сну.

Чи впливає мікробіота на мозок?

Тож, коли йдеться про розуміння мікробіоти кишечника, чи дійсно має значення, які організми знаходяться в шлунково-кишковому тракті гризунів і як це може впливати на їхні режими сну?

Наш мозок традиційно вважається стерильним і захищеним гематоенцефалічним бар'єром. Ця щільна система блокує проникнення мікробів і молекул у мозок здорових людей. Немає доказів, що в мозку існує мікробіом, на відміну від травної системи та шкіри.

Однак попередні дослідження показали, що в мозку можна виявити фрагменти, пов'язані з бактеріями, такі як пептидоглікан і ліпополісахариди. Це, ймовірно, пов'язано з тим, що ці фрагменти менші за бактерії. Гематоенцефалічний бар'єр і стінка кишечника стають більш проникними в таких станах, як недосипання, запалення, старіння або навіть після інтенсивних фізичних навантажень.

Перегляньте записи:

Циркадні ритми та проникність кишечника

Щоденні зміни в клітинах, що складають стінку кишечника, можуть бути пов'язані з прямим впливом циркадного регулювання на з'єднання між клітинною мембраною та іншими її компартментами. Ці з'єднання утворюють ущільнення, яке запобігає проходженню молекул та іонів між клітинами, по суті контролюючи те, що проходить крізь них. Коли ці з'єднання розслабляються, це дозволяє організмам, що знаходяться в шлунково-кишковому тракті, потрапляти в кров, а потім транспортуватися по всьому організму. Незрозуміло, чи це добре, чи погано, але проникні з'єднання пов'язують із запальними захворюваннями кишечника.

Вісь кишечник–мозок: що ми знаємо?

Деякі дослідження показують, що наша мікробіота тісно пов'язана з віссю кишечник-мозок. Хоча велика кількість досліджень вісі кишечник-мозок була проведена на щурах і мишах, існує дуже мало трансляційних зв'язків між тим, що було досліджено на тваринах, і тим, що насправді відбувається в організмі людини. Це означає, що дослідники повинні будуть зробити величезні інвестиції в дослідження того, як мікробіом кишечника взаємодіє з нашими органами та іншими фізіологічними системами, з використанням масштабних втручань у організм людини.