Микроорганизмы, живущие в нашем кишечнике, разработали хитроумные способы контроля аппетита и иммунной системы, которые могут влиять на наш сон.
Ученые все чаще обращают внимание на то, как микробиом нашего кишечника (примерно 100 триллионов бактерий, обитающих в нашем пищеварительном тракте) связан с хорошим сном.
Каждый из нас носит в своем кишечнике целые цивилизации - крошечные империи бактерий, грибков и других микроорганизмов. Они помогают нам переваривать пищу, регулируют иммунную систему, вырабатывают витамины, такие как B12, и многое другое. "Микробиота кишечника эволюционировала вместе с человеком и млекопитающими", - говорит Паромита Каулманн-Сен, нейробиолог, изучающая ось кишечник-мозг. "Она сформировала симбиотические отношения, взаимовыгодные как для хозяина, так и для микробиома".
Последствия этого огромны: ослабленный или нездоровый микробиом ассоциируется с раком толстой кишки, ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом и многим другим. Теперь мы можем добавить качество сна в список человеческих процессов, которые, вероятно, определяются микробиотой. Связь между сном и микробиомом является двухсторонней: плохой сон может создать плохие условия для микробиоты, а плохое здоровье пищеварительной системы может породить проблемы со сном. Но это скорее запутанная сеть, чем строго двунаправленная связь, что затрудняет выявление точных механизмов, лежащих в ее основе.
Опять же, внутри нас живут триллионы и триллионы бактерий, вирусов и многих других микроорганизмов - одни хорошие, другие не очень. Масштабы и разнообразие создают столько переменных, что до недавнего времени у ученых не было инструментов для расшифровки конкретных последствий. Тем не менее, в статье, опубликованной в журнале Cell Press, Каулманн-Сен и ее коллеги рассмотрели множество различных способов, которыми, по мнению ученых, микробиом может влиять на сон.
Чтобы понять, как это происходит, мы можем представить нашу толстую кишку как мини-пивоварню. Все, что мы едим, в свою очередь переваривается микробами внутри нас, и они выделяют газы и метаболиты, которые могут попасть в кровь, а оттуда - в мозг. В результате этого процесса, называемого ферментацией, могут образовываться метаболиты, иногда в виде короткоцепочечных жирных кислот - химических веществ, таких как ацетат и бутират, которые играют важную роль в обмене веществ.
Повышенный уровень бутирата, который является побочным продуктом молочных продуктов и неперевариваемых углеводов, показан для улучшения сна. В 2019 году исследователи из Университета штата Вашингтон давали крысам трибутирин - ингредиент сливочного масла, который распадается на бутират. Их результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, показали, что определенные стадии сна увеличились на 50-70 %.
Более прямой способ влияния микроорганизмов на сон - через блуждающий нерв, магистраль парасимпатической нервной системы, которая играет важную роль в модуляции настроения, переваривании пищи и регулировании иммунных реакций. Полезная кишечная бактерия Lactobacillus brevis продемонстрировала способность активировать этот нерв и повышать аппетит, по крайней мере, у мышей. Ученые предполагают, что это происходит за счет стимуляции серотониновых рецепторов, и проверили это, вводя мышам препараты, блокирующие эти рецепторы. Они обнаружили, что повышенный аппетит был заблокирован. Серотонин часто ассоциируется с психическим здоровьем и даже с психоделической терапией, поскольку такие препараты, как ЛСД и псилоцибин, действуют на эти рецепторы. Но серотонин также чрезвычайно важен для диеты. Фактически, в кишечнике больше серотониновых рецепторов, чем в нашем мозге, что позволяет некоторым называть его "вторым мозгом".
Микробиота не только воздействует на рецепторы в организме, она также может влиять на наши циркадные ритмы. "Если нарушить микробиоту кишечника с помощью антибиотиков или диеты с высоким содержанием жиров, то можно наблюдать аритмию микробиоты кишечника", - говорит Каулманн-Сен.
"Микробиом, по-видимому, напрямую взаимодействует с мозгом. Мы знаем это на примере некоторых психических заболеваний, когда микробиом влияет на метаболизм мозга и настроение", - говорит Эндрю Голдберг, профессор Калифорнийского университета, который изучает астму и синусовые инфекции. Голдберг заинтересовался микробиомом около десяти лет назад, когда узнал, что он может влиять на апноэ во сне, или проблемы с дыханием в бессознательном состоянии. Многие сопутствующие заболевания связаны с апноэ, включая гипертонию, болезни сердца, атеросклероз и ожирение, говорит Голдберг. Но поскольку эта связь двунаправленная, мы могли бы лечить все эти заболевания с помощью "пробиотиков, пребиотиков и трансплантации микробиоты", - пишут Голдберг и его коллеги в обзоре, опубликованном в журнале Sleep в прошлом году.
Пока что многие из этих исследований проводятся на животных, а не на людях, что делает их спекулятивными. "Делать выводы на основе экспериментального подтверждения на людях может быть нелегко. И это одна из причин, почему мы используем животных", - говорит Голдберг. "Но понимание любой человеческой болезни всегда непростое дело из-за всех этих дополнительных переменных, которые мы не всегда можем контролировать". Предварительные выводы следует воспринимать с долей сомнения. Обзор, опубликованный в журнале Microbiome в мае 2021 года, описывает эту область как изобилующую "множеством системных предубеждений", но описывает пути решения проблемы, такие как сохранение последовательности методов исследования.
"Способы, с помощью которых мы сравниваем один микробиом с другим микробиомом, несовершенны. Это чрезвычайно грубые инструменты", - говорит Голдберг. "И поэтому мы сравниваем группу из сотен микробов с другой группой из сотен микробов, не всегда зная, какие из них являются важными, и на что нам следует обратить внимание". Он добавляет, что "мы находимся в абсолютном младенчестве в понимании влияния микробиома на организм в состоянии здоровья и болезни".
Хотя о живущих внутри нас микроорганизмах еще многое предстоит выяснить, существуют практические способы улучшить здоровье кишечника и, возможно, улучшить сон. Думайте о своей микрофлоре кишечника как о буквальном саде и удобряйте его тем, что будет выращивать нужные вам культуры, а не потенциальные сорняки.
"Это действительно экологическое сообщество. В нем есть экология, как в лесу, как в океане, как во всем остальном", - говорит Голдберг. "И поэтому оно очень интерактивно".
Диета и физические упражнения - это проверенный и верный дуэт, который многие люди, возможно, уже устали поддерживать, когда речь идет об улучшении их здоровья. Но многие данные свидетельствуют о том, что это лучшие способы улучшить здоровье вашего микробиома и, как следствие, улучшить ваш сон. Диета с высоким содержанием клетчатки, а также обилие фруктов и овощей в целом могут увеличить разнообразие микробиома и уменьшить воспаление. Кроме того, йогурт, творог и комбуча содержат полезные бактерии. Существуют варианты безрецептурных пробиотиков, пребиотиков и постбиотиков, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, вам следует избегать алкоголя и жирной пищи.
"Было доказано, что употребление алкоголя нарушает микробиоту кишечника", - говорит Каулманн-Сен. "Также было доказано, что диета с высоким содержанием жиров вызывает дисбиоз в кишечнике, или изменение микробиоты кишечника не в лучшую сторону и приводит к воспалению".
Нельзя недооценивать, насколько важна хорошая гигиена сна. Люди принимают всевозможные добавки и лекарства для сна, потому что отсутствие полноценного отдыха связано с самыми разными проблемами со здоровьем. К сожалению, большинство препаратов для сна на самом деле не работают - они успокаивают, но не помогают мозгу войти в важнейшие периоды сна. " Средства, которые снижают мышечный тонус, лучше не использовать для сна", - говорит Голдберг. "Обычно это седативные препараты, алкоголь и обильная жирная еда перед сном".
Каулманн-Сен говорит, что улучшение микробиоты кишечника может быть лучшим вариантом, чем использование лекарств. (Любой, кто рассматривает такую возможность, должен поговорить с врачом, прежде чем прекращать или начинать прием каких-либо фармацевтических препаратов). "Это такая новая и развивающаяся тема, и она может воздействовать на мозг таким простым способом, в отличие от какого-нибудь тяжелого лекарства, преодолевающего барьер "кровь-мозг". Я думаю, что у этого есть большой потенциал", - говорит Каулманн-Сен. Голдберг соглашается:
"Чем больше мы узнаем о микробиоме и его влиянии на центральную нервную систему, тем шире, я думаю, будет его применение".
