【Nature子刊】当你能好好入睡时,请不要忘记感谢你的肠道微生物!

2020
11/30

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日本筑波大学的Yanagisawa教授领导的研究人员将注意力集中在肠道中的细菌微生物上。他们对老鼠进行了研究,揭示了细菌怎么改变肠道的环境和菌群,从而影响睡眠等行为。

随着秋冬季的到来,许多人在思考饮食与睡眠的关系。因为肠道微菌群失调改变肠道代谢从而影响生理过程,包括大脑功能。

最近有人研究了肠道微生物群对睡眠/觉醒调节的影响。这项研究由日本大学研究人员进行,近日发表在《Scientific Reports》上,题目为:“Gut microbiota depletion by chronic antibiotic treatment alters the sleep/wake architecture and sleep EEG power spectra in mice”。

由日本筑波大学的Yanagisawa教授领导的研究人员将注意力集中在肠道中的细菌微生物上。他们对老鼠进行了研究,揭示了细菌怎么改变肠道的环境和菌群,从而影响睡眠等行为。

实验相当简单,研究人员给一组老鼠喂食了4周的强力混合抗生素,耗尽了它们的肠道微生物。然后,他们对比这些老鼠和同样饮食的对照老鼠的肠道内容物。研究小组发现,微生物群减少的小鼠和对照组小鼠的代谢物存在显著差异。

正如Yanagisawa教授解释:“我们发现两组老鼠之间有200多种代谢物的差异。缺乏微生物群的小鼠中缺失了大约60种正常的代谢物,而其他的代谢物在数量上有所不同,有的比对照组的多,有的少。”

研究小组下一步着手确定这些代谢物主要起什么作用。

通过代谢组集富集分析,他们发现受抗生素治疗影响最大的生物途径是参与制造神经递质的生物途径。神经递质是大脑中细胞用来相互交流的分子。例如,色氨酸-5-羟色胺途径几乎完全关闭;微生物群耗尽的小鼠比对照组有更多的色氨酸,但几乎没有5-羟色胺。这表明:如果没有重要的肠道微生物,老鼠就不能从它们吃的色氨酸中制造出任何血清素。研究小组还发现,老鼠体内缺乏维生素B6代谢物,它能加速神经递质血清素和多巴胺的生成。

研究小组还通过观察老鼠的脑电图来分析老鼠的睡眠方式。他们发现,与对照组小鼠相比,微生物群减少的老鼠在晚上活跃的时候有更多的快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠,而在白天老鼠睡觉的时候,非快速眼动睡眠更少。在白天和晚上,快速眼动睡眠发作的次数都较高,而白天非快速眼动睡眠发作的次数较多。换言之,与对照组相比,微生物群耗尽的小鼠在睡眠/觉醒阶段之间切换的频率更高。

Yanagisawa教授推测,5-羟色胺的缺乏是导致睡眠异常的原因;然而,确切的机制仍有待研究。”

他说:“我们发现,微生物的耗竭消除了肠道中的血清素,而大脑中的血清素水平会影响睡眠/觉醒周期。”因此,通过改变饮食来改变肠道中的微生物有可能帮助那些睡眠困难的人。”

所以,这个节日,当你在吃了含有色氨酸食物后感到困倦时,请不要忘记感谢你的肠道微生物!

参考资料:

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-11-gut-microbes-key.html

【2】https://www.nature.com/articles/s41598-020-76562-9

本篇文章转载自公众号转化医学网,作者转网


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关键词:
微生物,睡眠,肠道,研究,老鼠

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