揭示肠道菌群在机体正常睡眠过程中扮演的关键角色

随着秋冬假日的到来，很多人会开始思考食物与睡眠之间的关系，近日，一篇刊登在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，来自筑波大学等机构的科学家们通过研究发现，肠道菌群或许对于机体正常睡眠非常关键，他们对小鼠进行了详细的研究来阐明细菌到底可以在多大程度上改变肠道的环境和内容物，从而最终影响诸如睡眠等机体行为。

这项研究中，研究人员给予一组小鼠摄入抗生素混合制剂长达4周时间，抗生素混合制剂能够剔除其肠道微生物，随后研究者比较了这些小鼠与摄入相同饮食的对照小鼠机体肠道内容物的差别，消化过程能将食物分解成为小块的代谢产物，研究者发现了肠道微生物被剔除的小鼠和对照小鼠机体代谢产物存在明显的差异，他们在小鼠组中发现了200多种代谢产物的差异，相比对照组小鼠而言，在微生物群落被耗尽的小鼠中，大约有60种正常的代谢产物出现了缺失，而其它代谢产物在数量上有所不同。

随后研究人员开始研究这些代谢产物在正常情况下的作用，通过对代谢产物进行浓缩富集分析，研究者发现，受抗生素疗法影响最大的生物学通路主要会参与制造神经递质分子，而神经递质分子是脑细胞用来与其它细胞进行沟通所需要的关键分子。比如，色氨酸-血清素通路几乎就被完全关闭了，而且微生物菌群被剔除的小鼠相比对照组小鼠而言拥有更多的色氨酸，但其体内的血清素几乎为零；这就表明，如果没有重要的肠道微生物的话，小鼠或许就无法通过其所摄入的色氨酸来制造血清素，此外研究者还发现，研究组小鼠机体中缺乏维生素B6代谢产物，其能够加速神经递质血清素和多巴胺的产生。

随后研究者还通过观察小鼠大脑的活性来分析其睡眠状况到底如何，结果发现，相比对照组小鼠而言，微生物菌群被剔除的小鼠晚上（小鼠比较活跃的时候）拥有更多的快速眼动和非眼动睡眠，而白天（大多数小鼠处于睡眠状态）则拥有较少的非快速眼动睡眠。小鼠快速眼动睡眠的次数在每天和晚上都比较多，而白天其非快速眼动睡眠的次数较多，换句话说，微生物菌群被剔除的小鼠相比对照小鼠而言在睡/醒阶段来回切换的频率更高一些。

研究者Yanagisawa推测，血清素的缺失与机体睡眠异常有关，然而其背后的分子机制还需要科学家们后期深入的研究来揭示，他们发现，肠道菌群被剔除或会消除肠道中的血清素，而我们都知道，大脑中血清素的水平会影响机体的睡/醒周期，通过改变饮食来改变肠道中的微生物菌群或有望帮助改善有睡眠问题的人群。后期研究人员还将继续深入研究揭示肠道微生物菌落与机体睡眠之间的密切关联。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Ogawa， Y.， Miyoshi， C.， Obana， N. et al. Gut microbiota depletion by chronic antibiotic treatment alters the sleep/wake architecture and sleep EEG power spectra in mice. Sci Rep 10， 19554 (2020). doi：10.1038/s41598-020-76562-9