Czy mikrobiota jelitowa może wpływać na jakość snu?

Rosnąca liczba dowodów naukowych wskazuje, że mikrobiota przewodu pokarmowego może mieć wpływ na jakość naszego snu. Sen jest stanem fizjologicznym, który jest nieodłącznie związany z układem odpornościowym, lecz generalnie jest niedoceniany w kontekście aktywności osi mózg-jelito-mikrobiota. Mikrobiom jelitowy i stan zapalny w organizmie mogą być związane z utratą snu, zakłóceniami rytmu okołodobowego, zaburzeniami afektywnymi oraz chorobami metabolicznymi.

Wiadomo, że mikrobiom jelitowy człowieka może wywierać wpływ zarówno na zdrowie psychiczne, jak i fizyczne za pomocą różnych mechanizmów, w tym poprzez oś mózg-jelito-mikrobiota, regulację pracy jelit oraz konkurencyjne wykluczenie bakterii chorobotwórczych. W fachowym piśmiennictwie wskazuje się, że sygnalizacja osi mózg-jelito-mikrobiota jest dwukierunkowa, stąd nie tylko bakterie jelitowe mogą wpływać na kondycję zdrowotną i zachowanie człowieka, lecz również stany psychiczne mogą oddziaływać na zdrowie przewodu pokarmowego.

Zakłócenia funkcjonowania osi mózg-jelito-mikrobiota zostały dotychczas powiązane z zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi, nasileniem objawów lękowych, depresją i jakością życia psychicznego, a także chorobą Parkinsona oraz obniżeniem zdolności poznawczych.

Chociaż mechanizmy, dzięki którym mikrobiom przewodu pokarmowego i ludzki organizm współdziałają ze sobą nie zostały jeszcze w pełni poznane, to rezultaty dotychczasowych badań naukowych sugerują, że bakterie jelitowe mogą wpływać na odpowiedź neuronalną, hormonalną i immunologiczną oraz przepuszczalność zarówno jelit, jak i bariery krew-mózg.

Sprawdź: Jak wybrać dobry probiotyk? Lek czy suplement, analiza składu.

W jaki sposób mikrobiota jelitowa wpływa na zdrowie człowieka?

Nie ulega wątpliwości, że rola mikrobioty organizmu ludzkiego w zdrowiu i chorobie zaczyna być coraz lepiej rozumiana. Na skład mikrobiomu jelitowego wpływ ma szereg rozmaitych czynników, takich jak choćby stres (zwłaszcza ten przewlekły), codzienny sposób odżywiania, prebiotyki dostarczane z dietą, probiotyki i zażywane leki, w tym antybiotyki oraz inhibitory pompy protonowej.

Wykazano, że dysbioza przewodu pokarmowego, definiowana jako zaburzenia w składzie i funkcji mikroorganizmów, jest związana między innymi z nieswoistymi chorobami zapalnymi jelit, zespołem jelita drażliwego, biegunką wynikającą z przyjmowania antybiotyków, jak również otyłością, cukrzycą typu 2, chorobami alergicznymi, neurodegeneracyjnymi oraz depresją.

Wiadomo obecnie, że mikrobiota jelitowa jest aktywna, a nie pasywna w relacji z gospodarzem, bowiem jej metabolity takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (np. maślan, octan) wpływają na sygnalizację w osi mózgowo-jelitowej i odpowiedź immunologiczną. Zauważono, że krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą przyczyniać się do stłumienia aktywności cytokin prozapalnych i współdziałania z limfocytami T regulatorowymi w celu osłabienia procesu zapalnego.

Mikrobiom przewodu pokarmowego pełni tym samym rolę regulacyjną w odniesieniu do nastroju, uczucia lęku, bólu oraz funkcji kognitywnych, która jest wywierana za pośrednictwem osi mózgowo-jelitowej. Warto również podkreślić, że drastyczne zmiany matczynej mikrobioty w okresie ciąży wpływają istotnie na odpowiedź immunologiczną noworodka i proces jego dojrzewania.

Czy mikrobiom jelitowy może oddziaływać na jakość snu?

Rosnąca liczba dowodów naukowych wskazuje, że mikrobiota przewodu pokarmowego może również wpływać na jakość snu. Sen jest stanem fizjologicznym, który jest nieodłącznie związany z układem odpornościowym, lecz generalnie jest niedoceniany w kontekście aktywności osi mózg-jelito-mikrobiota. Ogólnie rzecz biorąc, krótki czas snu i niska jakość snu zostały powiązane z pogorszeniem kilku aspektów sprawności poznawczej oraz neurobehawioralnej, a także z licznymi chorobami, w tym nowotworowymi, sercowo-naczyniowymi, otyłością, cukrzycą typu 2 i chorobą Alzheimera.

Istnieje coraz więcej doniesień naukowych, które sugerują, że mikrobiom jelitowy, dieta, rytmy okołodobowe i mechanizmy działania wewnętrznego zegara biologicznego są ze sobą istotnie związane. Rytmy okołodobowe to 24-godzinne wzorce, regulujące zachowanie oraz funkcjonowanie narządów i komórek w żywych organizmach. 

Jak się bowiem okazuje, to przede wszystkim cytokiny stanowią potencjalne, kluczowe ogniowo łączące fizjologię snu ze składem mikrobiomu jelitowego. Cytokiny to liczna grupa ponad stu białek regulatorowych, uwzględniająca zarówno mediatory prozapalne, jak i antyzapalne, które są często postrzegane jako hormony systemu odpornościowego regulujące wzrost, różnicowanie i aktywność komórek. W szczególności cytokiny ostrej fazy, takie jak interleukiny: IL-1β i IL-6 są silnie związane z fizjologią snu. IL-1β jest głównym czynnikiem o działaniu somnogenicznym, czyli wywołującym efekt senności. W badaniach zaobserwowano, że podawanie IL-1β u ludzi oraz zwierząt nasila spontaniczny sen i poczucie zmęczenia, a stężenie tej cytokiny zwiększa się wraz z postępującym niedoborem snu. IL-6 jest cytokiną, która również przyczynia się do rozwoju zmęczenia i nadmiernej senności, a utrata snu powoduje wzrost jej poziomu we krwi. W przypadku ludzi już sam przewlekły stres zwiększa stężenie IL-6 i IL-1β, a w jelitach ich poziom dodatkowo ulega zmianie w odpowiedzi na choroby oraz reakcje stresowe. 

Badania nad oddziaływaniem snu i składu mikrobioty jelitowej

Pomimo ścisłego związku między działalnością cytokin, aktywnością mikrobiomu jelitowego i snem, jedynie w nielicznych dotychczas przeprowadzonych badaniach z udziałem ludzi dokonano oceny wzajemnego oddziaływania na siebie snu oraz składu mikrobioty jelitowej.

1. Pierwsze badania naukowe w tej materii sprzed kilku lat ujawniły, że częściowe pozbawienie snu może zmienić skład mikrobiomu jelitowego w ciągu zaledwie 48 godzin!
2. W amerykańskim badaniu z udziałem 37 osób w starszym wieku wykazano, że wysoka jakość snu u badanych była związana z mikrobiomem jelitowym zawierającym wysoki odsetek dwóch niedawno odkrytych bakterii z rodzaju Verrucomicrobia i Lentisphaerae. Na domiar tego, wspomniana kompozycja mikrobioty jelitowej wiązała się z lepszą sprawnością umysłową podczas rozwiązywania zadań poznawczych u uczestników niniejszego studium.
3. Z kolei rezultaty niedawno upublicznionego badania w wysoko notowanym czasopiśmie naukowym „PLoS One” dowiodły, że bogactwo bakterii jelitowych zaliczanych do typu Bacterioidetes oraz Firmicutes było dodatnio skorelowane z efektywnością snu, podczas gdy tylko bakterie z rodzaju Bacterioidetes były ujemnie skorelowane z wydłużeniem czasu czuwania pomiędzy zaśnięciem a obudzeniem się (WASO, z ang. wake time after sleep onset). Stwierdzono również, że duża liczba bakterii jelitowych z rodzaju Actinobacteria była ujemnie skorelowana z ilością przebudzeń, co przyczyniało się do zachowania wysokiej jakości snu u badanych mężczyzn. Zaś w szczególności bakterie Blautia, Coprococcus i Oribacterium były negatywnie powiązane ze zdrowym snem. Ponadto naukowcy zauważyli, że bakterie jelitowe zaliczane do typu Bacterioidetes, Actinobacteria i Firmicutes wytwarzają kwas γ-aminomasłowy (GABA), który jest neuroprzekaźnikiem wspierającym prawidłowy przebieg snu. W niniejszym studium dowiedziono również, że interleukina 6 (IL-6) była pozytywnie skorelowana z całkowitym czasem snu i czasem spędzanym w łóżku, bowiem jej wysokie stężenie w surowicy krwi podczas dnia wiąże się z niską jakością snu.

Czy mikrobiota jelitowa może wpływać na jakość snu? Wnioski 

W świetle obecnych dowodów naukowych uważa się, że istnieje związek między fizjologią snu a składem mikrobiomu jelitowego. Odkryto, że cytokina prozapalna IL-6 jest ważnym czynnikiem w relacji mikrobioty jelitowej ze snem. Wyniki ostatnich badań z udziałem ludzi wykazały, że zróżnicowanie mikrobiomu jelitowego sprzyja zachowaniu zdrowego snu, co sugeruje możliwość poprawy liczby godzin snu oraz jakości snu w wyniku manipulowania składem mikrobioty przewodu pokarmowego. Mikrobiom jelitowy i stan zapalny mogą być związane z utratą snu, zakłóceniami rytmu okołodobowego, zaburzeniami afektywnymi oraz chorobami metabolicznymi. Niewątpliwie konieczne są dalsze, dobrze zaprojektowane badania w tej materii, aby lepiej poznać związek między snem a kompozycją ludzkiego mikrobiomu jelitowego.

Piśmiennictwo:

1. Smith R.P., Easson C., Lyle S.M., et al.: Gut microbiome diversity is associated with sleep physiology in humans. PLoS One. 2019 Oct 7;14(10):e0222394.
2. Mohajeri M.H., Brummer R.J.M., Rastall R.A., et al.: The role of the microbiome for human health: from basic science to clinical applications. Eur J Nutr. 2018 May;57(Suppl 1):1-14.
3. Lynch S.V., Pedersen O.: The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. N Engl J Med. 2016 Dec 15;375(24):2369-2379.
4. Voigt R.M., Forsyth C.B., Green S.J., et al.: Circadian Rhythm and the Gut Microbiome. Int Rev Neurobiol. 2016;131:193-205.
5. Kaczmarek J.L., Thompson S.V., Holscher H.D.: Complex interactions of circadian rhythms, eating behaviors, and the gastrointestinal microbiota and their potential impact on health. Nutr Rev. 2017 Sep 1;75(9):673-682.
6. Itani O., Jike M., Watanabe N., et al.: Short sleep duration and health outcomes: a systematic review, meta-analysis, and meta-regression. Sleep Med. 2017 Apr;32:246-256.
7. Grygiel-Górniak B., Puszczewicz M.: Zmęczenie i interleukina 6 – wielopłaszczyznowa zależność. Reumatologia 2015, 53, 4, 207-212.
8. Li Y., Hao Y., Fan F., et al.: The Role of Microbiome in Insomnia, Circadian Disturbance and Depression. Front Psychiatry. 2018 Dec 5;9:669.
9. Benedict C., Vogel H., Jonas W., et al.: Gut microbiota and glucometabolic alterations in response to recurrent partial sleep deprivation in normal-weight young individuals. Mol Metab. 2016 Oct 24;5(12):1175-1186.
10. Zhang S.L., Bai L., Goel N., et al.: Human and rat gut microbiome composition is maintained following sleep restriction. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Feb 21;114(8):E1564-E1571.
11. Anderson J.R., Carroll I., Azcarate-Peril M.A., et al.: A preliminary examination of gut microbiota, sleep, and cognitive flexibility in healthy older adults. Sleep Med. 2017 Oct;38:104-107.
12. Liu B., Lin W., Chen S., et al.: Gut Microbiota as an Objective Measurement for Auxiliary Diagnosis of Insomnia Disorder. Front Microbiol. 2019 Aug 13;10:1770.