肠道健康与睡眠的奇特双向关系

  • 越来越多的研究表明,肠道菌群不仅有助于调节您的情绪,还能通过所谓的肠道-大脑轴调节您的睡眠周期。肠道-大脑轴是连接中枢和肠道神经系统的可以双向交流的高速公路
  • 您的肠道微生物群会通过免疫调节通道、神经内分泌通道和迷走神经通道影响大脑功能,这三个通道都可以进行双向交流
  • 研究显示,肠道内的微生物群处于昼夜节律控制之下,这意味着睡眠紊乱会影响您体内微生物群的组成和健康状况,从而对您的整体健康产生重大影响
  • 肠道内的微生物还会影响您的实际睡眠质量。总体微生物多样性与睡眠效率提高及总睡眠时间延长呈正相关
  • 近期研究显示,肠道微生物群的组成、睡眠质量和睡眠时长、免疫功能和认知能力等,都是相互关联的

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失眠

作者:Mercola 医生

睡眠对于您的免疫功能具有不可或缺的作用,这种关联背后的其中一个令人惊讶的机制,与睡眠如何影响您的肠道微生物群有关。最近有两项研究都阐明了睡眠和肠道健康之间的关联。

第一项研究发布于 2018 年 12 月的《精神病学前沿》(Frontiers in Psychiatry),该项研究重点关注微生物群对于失眠和抑郁症的影响。研究报告的作者指出:

大量研究表明,失眠和抑郁症的发病与生物节律、免疫功能和营养代谢有关,但其中的确切机制尚不清楚。

很多证据都显示,肠道菌群不仅会影响宿主的消化、代谢和免疫功能,还可以通过微生物群-肠道-大脑轴调节宿主的睡眠和精神状态。

初步证据表明,微生物和昼夜节律基因可以相互作用。胃肠道微生物群的特征和代谢,与宿主的睡眠和昼夜节律有关。

肠道微生物群对失眠和抑郁的影响

此前已经有多项研究证明,您的肠道微生物群可能对您的抑郁和焦虑症状产生重大影响。由于饮食可以有效改变肠道细菌的构成,因此,您的饮食可能提高或降低您出现这些情绪问题的风险。

正如《精神病学前沿》发表的论文所指出的,越来越多的研究表明,肠道菌群不仅有助于调节您的情绪,还能通过所谓的肠道-大脑轴调节您的睡眠周期。肠道-大脑轴是连接中枢和肠道神经系统的可以双向交流的高速公路

这篇论文的作者指出,您的肠道微生物群会通过三个不同的通道影响大脑功能,所有这些通道都是双向流动的:

1. 免疫调节通道 — 在这个通道中,肠道细菌通过与能够调节细胞因子、细胞动力学反应因子和前列腺素 E2 水平的免疫细胞相互作用,来影响大脑功能。

2. 神经内分泌通道 — 肠道内有 20 多种肠内分泌细胞,是人体内最大的内分泌器官。正如作者所解释的,肠道微生物群可能通过调节皮质醇、色氨酸和血清素 (5-HT) 等神经递质的分泌,来影响下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴和中枢神经系统 (CNS)。

3. 迷走神经通道 — 您的肠道神经系统在迷走神经通道中同样发挥着重要的作用。其中,肠道微生物群可通过肠肌间神经丛中的感觉神经元来发挥影响。

这些肠神经元与肠内的运动神经元有突触连接,帮助调节肠道内的激素分泌和肠运动。突触连接也存在于肠道神经系统和连接大脑和肠道的迷走神经之间。

作者指出,各种肠道微生物群产生的神经毒性代谢物也可以通过迷走神经进入中枢神经系统,从而影响大脑功能、应激反应和睡眠结构

正如上文中提到的,这三个通道的信息可以双向流动,因此,您的中枢神经系统也可以通过这些通道调节肠道微生物的组成。

例如,HPA 轴可通过改变肠道上皮细胞的功能来影响细菌的生存环境,从而影响肠道菌群的组成。

昼夜节律基因影响您的肠道微生物群

2017 年,三位生物学家由于发现了控制人体昼夜节律的主基因,而荣获诺贝尔生理学或医学奖。您的身体不只拥有一个生物钟,而是包括一系列生物钟,它们可以调节包括代谢和心理功能在内的方方面面的机能。

虽然大脑内的主生物钟会依照 24 小时昼夜循环来同步您的身体功能,但实际上,您的每一个器官,甚至每一个细胞,都有自己的生物钟。

您有一半的基因也受昼夜节律控制,会周期性地开启或关闭。正如您所预料的那样,肠道内的微生物群同样处于昼夜节律控制之下,这意味着睡眠紊乱也会影响微生物群的组成和健康。据《精神病学前沿》报道:

证据表明,梭状芽孢杆菌、乳酸菌和拟杆菌在所有菌群中占据了 60%,它们存在显著的日间波动,从而形成了每天特定时间才有的分类学结构。

Liang 等人发现,哺乳动物肠道菌群的两个主要组成部分,也就是拟杆菌门和厚壁菌门,从白天到晚上都表现出了大量的周期性变化,这不仅与有规律的食物摄入和饮食结构有关,还与宿主的生物钟和性别有关。

近期研究显示,生物钟失调、睡眠不足、换班经历等,都会改变生物钟基因的表达和微生物群落结构。

干扰小鼠的睡眠模式,也会改变其肠道菌群的结构和多样性。这些发现表明,昼夜节律基因可能影响肠道微生物群。

因此,《精神病学前沿》研究的发现可以总结如下:您的肠道微生物群、睡眠和您的抑郁风险之间存在双向关联,内分泌激素和生物钟基因在这些过程中发挥着重要的作用。

微生物多样性会影响睡眠质量

第二项揭示肠道健康和睡眠之间奇特关联的研究发表在 2019 年的《公共科学图书馆·综合》期刊。在这项研究中,研究人员调查了肠道内的微生物如何影响实际的睡眠质量。我们都知道,睡眠会对您的整体健康产生深远的影响。

长期睡眠不足对身体有哪些危害呢?睡眠不足的危害与多种疾病和健康问题有关,从认知能力不佳和神经功能障碍,到 II 型糖尿病、心脏病、癌症和阿茨海默氏病的患病风险增加。

另一方面,优质睡眠可以改善健康状况和认知能力,并提高创造力,正如《将睡眠作为激发创造力的工具》所讨论到的。

借助先进的睡眠测量设备,研究人员能够测出参与者的睡眠质量,然后将其与参与者肠道微生物群的组成进行比较,看看是否能得出相关性。研究报告的作者报告称:

我们发现,总体微生物群多样性与睡眠效率提高和总睡眠时间延长呈正相关,与入睡后觉醒呈负相关。我们还发现总体微生物群多样性与白细胞介素-6 呈正相关。白细胞介素-6 此前被认为是一种能够影响睡眠的细胞因子。

针对微生物群的组成进行的分析显示,拟杆菌门和厚壁菌门丰富度与睡眠效率、白细胞介素-6 浓度和抽象思维呈正相关。

最后,我们发现某些微生物类群(毛螺菌科、棒状杆菌、布劳特氏菌)与睡眠测量呈负相关。我们的发现初步确定了肠道微生物群的组成、睡眠生理学、免疫系统和认知之间的关联在此基础上,我们可能进一步发现通过控制肠道微生物群改善睡眠的机制。

细胞因子的作用

正如文章一开始提到的,我们已经知道睡眠会影响您的免疫功能,而人体对抗原作出反应而生成的细胞因子,则是多功能的化学信使,可帮助调节您的先天和适应性免疫系统功能。

有趣的是,根据这项研究,细胞因子似乎也是睡眠生理学和肠道微生物组成之间的重要接口。研究报告的作者解释道:

急性期通道细胞因子 IL-1β 和 IL-6 与睡眠生理学的关系尤其密切。IL-1β 是主要的镇静催眠因子。为人类和人类以外的动物施用 IL-1β 可增加自然睡眠和疲劳,而 IL-1β 会随着持续的睡眠不足而增加。

不同于 IL-1β,IL-6 并非直接的催眠因子,但睡眠不足可能导致 IL-6 水平升高。在肠道内,IL-6 和 IL-1β 介导的炎症会随着压力和疾病而出现波动。

例如,对于小鼠,肠道粘膜炎会导致小肠、血清和结肠组织中的 IL-6 和 IL-1β 的表达增加。对于人类,单单是慢性压力这一个因素便可能增加 IL-6 和 IL-1β 水平。

尽管细胞因子活性、肠道微生物群活性和睡眠之间存在密切关联,但只有少数研究深入调查了睡眠和肠道微生物群的组成······对于人类,以往的研究已经证实,部分睡眠不足只需短短 48 小时便可改变肠道微生物群的组成。

最近的一项研究表明,高质量睡眠可能让肠道菌群中含有大量疣微菌门和黏胶球形菌门细菌,并且好的睡眠还可能提高认知任务的表现。

综上所述,这项《公共科学图书馆·综合》发表的研究揭示了,肠道微生物群的组成、睡眠质量和睡眠持续时间、免疫功能和认知能力都是相互关联的。

睡眠不足的危害:使慢性健康问题变得更加危险

缺乏睡眠

长期睡眠不足对身体有哪些危害呢?研究发现,睡眠质量不佳和缺乏睡眠会导致肠道健康恶化,这也帮助解释了为什么在您与慢性健康问题作斗争的时候,睡眠不足可能是一个致命的影响因素。据 CNN Health 报道:

如果您是一名患有高血压、2 型糖尿病或心脏病的中年人,而且通常每晚的睡眠不足 6 小时,您可能会患上癌症或因心脏病而英年早逝。

CNN 提及的这项研究发表在 2019 年 10 月版的《美国心脏协会杂志(JAHA)》上。在这项研究中,研究人员试图确定睡眠时间短是否会增加与心血管代谢危险因素及心脑血管疾病相关的死亡风险。

评估数据来源于宾州州立大学成人群体的 1654 名成人。研究使用 Cox 比例风险模型得到了校正危险比—睡眠不足 6 小时且有心脏代谢危险因素(高血压、血糖水平升高或 2 型糖尿病)的人的全因死亡率比睡眠达到或超过 6 小时的人高 2.14 倍。

其死于心脑血管疾病的风险也高出 1.83 倍。对于确诊患有心脏病或中卒中患者来说,每晚睡眠不足 6 小时会使他们的全因死亡率增加 3.17 倍。有趣的是,这也增加了其死于癌症的风险。更确切地说是 2.92 倍。

人们发现所有这些联系都与年龄、性别、种族、肥胖、吸烟和其他可能会影响结果的健康状况无关。相反,对于那些没有心血管代谢危险因素或未被确诊患有心脑血管疾病的人来说,睡眠不足 6 小时不会增加死亡风险。

同样,对于那些有心血管代谢危险因素或被确诊患有心脑血管疾病,而且睡眠达到或超过 6 小时的人来说,其死亡风险也不会增加。更确切地说,是慢性健康问题和睡眠时间短共同造成了死亡风险的增加,包括癌症死亡率。

来源与参考