Продолжительность сна детей - важнейший фактор их роста и развития.
Исследования показали, что на продолжительность сна детей влияет их повседневная деятельность, особенно в течение учебного года, когда у них более регулярный распорядок дня. Было установлено, что обеспечение достаточного количества сна для детей школьного возраста положительно сказывается на их учебе. Одно из исследований показало, что дети, которые спали дольше, лучше успевали по таким предметам, как грамматика, чистописание и математика. Другое исследование показало, что соблюдение режима «рано ложиться и рано вставать» связано с более низким индексом массы тела (ИМТ) у детей, а у тех, кто соблюдал режим «поздно ложиться и поздно вставать», ИМТ был выше.
На состав кишечной флоры существенно влияют многочисленные факторы, включая рацион питания, выбор образа жизни, инфекции, заболевания и фармакологические вмешательства. Важные физиологические функции кишечной флоры включают синтез витаминов, катаболизм желчи и детоксикацию экзогенных веществ, что способствует стабильности метаболизма. Недавние исследования показали, что микрофлора кишечника детей с ожирением существенно влияет на их толерантность к глюкозе и инсулинорезистентность. Однако точный механизм такого воздействия до сих пор остается неясным. В исследовании Guzzardi et al. безмикробным мышам были трансплантированы фекалии 90 пятилетних детей и исследователи наблюдали, как специфические метаболиты, такие как ксантин, гипоксантин, муравьиная кислота, манноза, тирозин, фенилаланин и глутамин, оказывают влияние на когнитивную ось кишечника у мышей-реципиентов.
В то время как предыдущие исследования в основном были посвящены наблюдению за режимом сна детей и проведению мероприятий по его улучшению, существует значительный пробел в изучении детского сна с точки зрения физиологии и метаболизма. Учитывая это, целью настоящего исследования было изучение метаболических механизмов, связанных с ранним отходом ко сну и бодрствованием у детей, с особым вниманием к составу их микробиоты кишечника и метаболическим механизмам. Результаты этого исследования могут потенциально способствовать разработке новых фармакологических вмешательств, направленных на изменение структуры сна.
В данной работе мы изучили характеристики микрофлоры кишечника и метаболические показатели у детей, которые соблюдали постоянный график сна. Результаты исследования показали значительные различия в видовом составе, бактериальном разнообразии, обогащении и метаболических путях между детьми, которые ложились спать до 21:30, и теми, кто ложился спать после 21:30. В частности, мы наблюдали более высокое присутствие Akkermansia_muciniphila и Bacteroidetes, Verrucomicrobia, Firmicutes, Alistipes finegoldi и Holdemania filiformis, Firmicutes CAG95 у детей, которые придерживались раннего отхода ко сну (раньше 21:30).
Установление здорового циркадного ритма путем раннего отхода ко сну и пробуждения имеет решающее значение как для физиологического, так и для психологического развития. Микробиота кишечника оказывает влияние на регуляцию сна, модулируя иммунные и нейронные пути, известные как ось «кишечник-мозг». Нарушения сна оказывают пагубное влияние на когнитивное развитие, а присутствие Akkermansia muciniphila, специфического микроба кишечника, играет ключевую роль в поддержании микроглиального гомеостаза, что косвенно влияет на когнитивные способности.
В исследовании, проведенном Yao Zy et al., было отмечено, что лишение сна беременных крыс привело к заметному росту популяции представителей филума бактерий с толстыми клеточными стенками. Это указывает на то, что недостаток сна может оказывать значительное влияние на состав микрофлоры кишечника. В другом исследовании также была обнаружена положительная корреляция между обилием толстостенных бактерий и такими факторами, как эффективность сна, концентрация интерлейкина 6 и абстрактное мышление.
Эти данные свидетельствуют о том, что нарушения режима сна могут оказывать значительное влияние как на микробиоту кишечника, так и на различные когнитивные функции. В нашем исследовании мы специально проанализировали метаболические пути у детей, которые придерживались режима «рано ложиться - рано вставать». О-крезол участвует в аэробной деградации толуола и играет роль в нейротрансмиссии мозга и поведенческо-эмоциональном контроле через метаболический путь II, который включает аэробную деградацию 4-метилкатехола. Пути метаболизма аминокислот претерпевают изменения при нарушениях сна и бодрствования, однако точный механизм этих изменений остается неясным. Сон и метаболизм взаимодействуют друг с другом, и серин/треониновый метаболизм может регулировать сон через нейротрансмиттеры.
Наше исследование показало, что между детьми, которые придерживаются постоянного графика сна, и теми, кто спит нерегулярно, существуют заметные различия в видовом разнообразии, численности и метаболических путях в кишечной флоре. Это подчеркивает важность достаточного сна для здорового когнитивного и физического развития детей. Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на фармакологические подходы к лечению нарушений сна у педиатрических пациентов.
