Бактерии, живущие в нашем кишечнике и ротовой полости, могут влиять на наш сон. Ученые хотят использовать их, чтобы помочь нам лучше отдыхать.
Новые исследования показывают, что в зависимости от состава нашей личной микробной экосистемы, сон может как улучшаться, так и ухудшаться. И, что особенно заманчиво, это может предложить новые способы борьбы с нарушениями сна, вызванными нарушением биологических часов, которые ученые-сомнологи называют циркадными ритмами. В то время как многие люди в настоящее время полагаются на снотворное для борьбы с бессонницей, в будущем могут появиться полезные бактерии, которые помогут нам заснуть и даже справиться с обструктивным апноэ во сне - состоянием, при котором людям трудно нормально дышать во время сна. Это придало бы новое значение термину "гигиена сна".
"Долгое время господствовала теория, что нарушения сна разрушительно влияют на наш микробиом", - говорит Дженнифер Мартин, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и член правления Американской академии медицины сна. "Но некоторые свидетельства, которые мы видим сейчас, указывают на то, что это, вероятно, взаимосвязь, которая развивается в обоих направлениях". В мае этого года новое исследование подытожило результаты растущего числа других исследований. Было обнаружено, что подростки и молодые люди с большим разнообразием микробов во рту, как правило, дольше спят.
Исследования также показали, что у людей с медицински диагностированной бессонницей бактериальное разнообразие в кишечнике ниже, чем у тех, кто спит нормально, что обычно связано с менее здоровой иммунной системой и нарушениями метаболизма жиров и углеводов, что может привести к повышенному риску диабета, ожирения и сердечных заболеваний. Другое исследование, в ходе которого 40 человек добровольно согласились носить трекеры сна в течение месяца и пройти анализ их кишечного микробиома, также показало, что плохое качество сна коррелирует с меньшим разнообразием кишечных микробов. Кроме того, согласно данным, проанализированным британской медицинской компанией Zoe, микробиом кишечника людей, страдающих от смены часовых поясов, когда их режим сна в течение рабочей недели и выходных сильно различается, значительно отличался от микробиома кишечника тех, у кого режим сна был стабилен.
"Нарушение циркадного ритма возникает у людей, которые поздно ложатся спать по выходным, у тех, кто работает сверхурочно, например, у сотрудников служб экстренного реагирования, полиции и служб безопасности, парамедиков и военных, а также у людей, которые едят слишком поздно перед сном", - поясняет Кеннет Райт, профессор интегративной физиологии в Университете Колорадо-Боулдер в США. "Это может вызвать желудочно-кишечные расстройства и метаболические заболевания, которые часто встречаются, например, у вахтовых работников, и нарушенный микробиом может сыграть свою роль".
Вполне возможно, что люди с нарушенным сном склонны придерживаться менее здоровой диеты, что затем влияет на их микробиом, предполагает Сара Берри, профессор диетологии в Королевском колледже Лондона и главный научный сотрудник компании Zoe. Она ссылается на другие исследования, которые показали, что те, кто мало спит, как правило, подсознательно увеличивают потребление сахара. "Часть теории, лежащей в основе этого, заключается в том, что, когда вы плохо спали ночью, центры вознаграждения в вашем мозге активизируются на следующий день, и поэтому вы ищете быстрое решение", - говорит она. "Ваш мозг как бы обманывает вас, заставляя думать: "Теперь мне нужны рафинированные углеводы", чтобы получить быстрый прилив энергии".
Но изменение рациона питания в ответ на недосыпание - это еще не все. Берри и ее коллеги обнаружили девять видов бактерий, которые были более распространены, и восемь видов, которые были менее распространены у людей, страдающих от смены часовых поясов, по сравнению с теми, у кого не было таких изменений в режиме сна. Но они обнаружили, что рацион питания, по-видимому, объясняет изменения в численности только четырех из этих видов микробов. Джейми Тартар, профессор психологии и неврологии в Юго-Восточном университете Новой Зеландии, которая не принимала участия в исследовании Zoe, говорит, что она все больше убеждается в том, что определенные микробы играют непосредственную роль в процессе сна. Она указывает на Firmicutes, одну из наиболее доминирующих таксономических групп бактерий, обитающих в кишечнике. В ходе ряда тестов Тартар и ее коллеги наблюдали за сном и исследовали кишечные микробы 40 мужчин, они обнаружили 15 различных видов бактерий Firmicutes, которые по-разному коррелировали с рядом показателей сна. "Сейчас у нас нет ответов на все вопросы, но, безусловно, кажется, что некоторые из них могут улучшить сон, а другие - ухудшить", - отмечает она.
В некоторых случаях нарушения сна могут активно влиять на изменения в популяциях этих микроорганизмов, ослабляя иммунную систему и ее способность регулировать жизнедеятельность микробов, что, в свою очередь, может увеличить вероятность возникновения долгосрочных проблем со сном. Но исследователи, в том числе Тартар и Мартин, предполагают, что некоторые проблемы со сном также могут быть вызваны микробным дисбалансом в кишечнике или полости рта. Они полагают, что определенные бактерии могут активно влиять на качество нашего сна, изменяя наши циркадные ритмы – внутренние часы организма, которые управляют нашим сном, – и изменяя потребление пищи, что также влияет на продолжительность нашего сна.
Некоторые доказательства этого получены в результате серии исследований, связанных с так называемыми фекальными трансплантациями. В одном исследовании, проведенном в 2024 году, ученые пересадили фекалии – вместе с содержащимися в них кишечными микробами – от людей и имплантировали их в кишечник мышей. У грызунов, получавших фекалии от людей, страдающих от смены часовых поясов и бессонницы, развилось поведение, похожее на бессонницу, и они стали более бодрствующими в свои обычные часы сна. В другом исследовании, в котором мышам вводили ряд кишечных микробов от людей до, во время и после восстановления после смены часовых поясов, трансплантация микробов во время фазы смены часовых поясов показала, что мыши набирали вес и с трудом контролировали уровень сахара в крови.
Ряд небольших исследований на людях, проведенных учеными из Китая, показали, что трансплантация фекалий может помочь улучшить сон пациентов, страдающих хронической бессонницей и нарушениями сна. Конечно, стоит помнить, что многие аспекты сна связаны с психологическими факторами, поэтому для надлежащей проверки эффективности этой процедуры потребуется рандомизированное двойное слепое клиническое исследование. Но есть причины полагать, что сама по себе диета влияет на сон. Когда группа из 15 здоровых молодых мужчин в течение недели придерживалась диеты с высоким содержанием жиров и сахара, это изменило электрические характеристики их мозга во время глубокого сна, хотя на основании такого небольшого объема выборки трудно сделать однозначные выводы.
С другой стороны, в ходе эксперимента, в ходе которого у добровольцев оценивали их сон после приема антибиотиков, данные показали, что это уменьшило продолжительность сна без быстрого движения глаз, что является важной частью цикла сна, во время которого наш организм восстанавливается и закрепляются новые воспоминания и навыки, хотя полученные результаты применимы не ко всем антибиотикам. Изменения в балансе наших кишечных микробов могут также повлиять на количество полезных химических веществ, которые они вырабатывают, поскольку они помогают расщеплять пищу, что, в свою очередь, может повлиять на качество сна. Например, мы знаем, что некоторые кишечные микробы вырабатывают нейромедиаторы, такие как гамма-аминомасляная кислота, дофамин, норадреналин и серотонин, или короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират, которые играют важную роль для сна. "Хотя они вырабатываются в кишечнике, они могут влиять на мозг", - говорит Тартар.
Если количество этих микробов уменьшится, то их химическое воздействие на мозг, вероятно, также уменьшится, в то время как другие микробы, которые используют такие продукты, как насыщенные жиры и углеводы для синтеза воспалительных молекул, могут размножаться. Считается, что некоторые из этих химических веществ, вызывающих воспаление, включая определенные желчные кислоты, способны нарушать циркадные ритмы мозга. Мартин обращает внимание, что то же самое, вероятно, можно сказать и о микробиоме полости рта. Повышенное воспаление, вызванное размножением микробов у людей с неправильным питанием или плохим состоянием зубов, может повысить риск возникновения таких проблем, как обструктивное апноэ во сне, при котором стенки гортани расслабляются во время сна, нарушая нормальное дыхание. "Если микробиом несбалансирован, это может привести к местному и системному воспалению, которое может вызвать сужение дыхательных путей, выброс гормонов стресса и многое другое, что в дальнейшем может нарушить сон", - отмечает Мартин. Сужение или закупорка дыхательных путей может привести к обструктивному апноэ во сне и храпу.
Учитывая все это, вполне возможно, что пробиотики или пребиотики могут помочь в лечении определенных нарушений сна. Тартар указывает на одно исследование, которое показало, как определенный пробиотик, штамм Lactobacillus casei Shirota, улучшал сон по сравнению с плацебо в группе из 94 студентов-медиков, когда они переживали стрессовый период в учебном году.
Берри рассказывает, что компания Zoe недавно завершила шестинедельное исследование с участием 399 здоровых взрослых британцев в рамках проекта под названием BIOME study. В ходе исследования, которое все еще находится на стадии экспертной оценки, участники получали один из трех продуктов питания. Одной группе давали "супертопливо для микробиома" – пребиотическую смесь, содержащую более 30 различных цельных пищевых ингредиентов. Другая группа ежедневно получала пробиотик в виде бактерии L. rhamnosus. Последней группе в качестве контроля давали хлебные гренки, калорийность которых была эквивалентна калорийности пребиотической смеси. По сравнению с группой, получавшей сухарики, у большей части тех, кто получал пребиотическую смесь, улучшился сон, хотя этот вывод был основан скорее на самоотчетах, чем на объективных измерениях.
Мартин, хотя и заинтригована такими результатами, подчеркивает необходимость проведения более масштабных и надежных исследований, в которых сравнивались бы методы лечения пребиотиками или пробиотической терапией с существующими методами лечения, которые, как уже известно, эффективны для решения проблем со сном. Это включает в себя когнитивно-поведенческую терапию и различные медикаментозные препараты. "Я всегда с осторожностью отношусь к тому, чтобы предлагать кому-то потратить 30 долларов на таблетки, эффективность которых не доказана, когда мы знаем, что существуют действительно эффективные медицинские методы лечения", - говорит она.
Она выражает заинтересованность в том, чтобы выяснить, могут ли пробиотики помочь людям с легкими формами обструктивного апноэ во сне, возможно, в сочетании с существующими пероральными устройствами, которые изменяют положение челюсти, чтобы предотвратить нарушения дыхания. Поскольку 20-30% людей с хронической бессонницей в настоящее время не реагируют на когнитивно-поведенческую терапию, Мартин задается вопросом, могли бы им помочь пробиотики или пребиотические добавки. "Я бы хотела увидеть подобные исследования", - говорит она. "С клинической точки зрения мы боремся за то, чтобы помочь этой категории пациентов, многие из которых не хотят принимать седативные препараты". Но если окажется, что микробиология действительно оказывает поддающееся проверке влияние на качество сна, это может помочь самым разным людям. "Нарушение циркадного ритма очень распространено в обществе", - говорит Райт. "Это может произойти из-за смены часовых поясов, определенных профессий и образа жизни, а также возрастных заболеваний. Это может принести пользу многим людям".
