Масштабне наукове дослідження, що охопило майже 400 тисяч людей, вперше встановило причинно-наслідковий зв’язок між бактеріями кишківника та безсонням. Ця праця підтвердила попередні спостережні дослідження, які вказували на те, що деякі мікроорганізми сприяють сну, тоді як інші його порушують. Зокрема, було виявлено чотирнадцять бактеріальних таксонів, що підвищують ризик безсоння, і вісім, що, навпаки, чинять захисну дію.
Дослідження проводилося командою фахівців з Афілійованої лікарні мозку Нанкінського медичного університету в Китаї. Метою вчених було з’ясувати, чи певні мікроби ускладнюють засинання, і чи безсоння, у свою чергу, змінює склад мікробів у кишківнику, створюючи таким чином замкнене коло порушень сну.
Методологія та масштаби дослідження
Для цього широкомасштабного аналізу дослідники використали дані повногеномних асоціативних досліджень (GWAS) від 386 533 учасників британського біобанку UK Biobank. Серед них 109 402 особи страждали на безсоння, а 277 131 не мали таких проблем. Ці дані були зіставлені з інформацією про кишкову флору, отриманою з двох великих проєктів з вивчення мікробіому: альянсу MiBioGen, який включав 18 340 учасників з детальними генетичними профілями та даними про кишкові бактерії, а також голландського проєкту з вивчення мікробіому (Dutch Microbiome Project) з 8 208 особами.
Замість того, щоб просто шукати асоціації, команда застосувала метод менделівської рандомізації (MR), щоб виявити причинно-наслідкові зв’язки в цих великих наборах даних. Менделівська рандомізація використовує наші гени як свого роду “природне дослідження”, щоб з’ясувати, чи є одна річ ймовірною причиною іншої. Оскільки генетичні варіанти не змінюються під впливом навколишнього середовища чи хвороб, вони можуть допомогти структурувати дані подібно до рандомізованого клінічного випробування. Якщо генетичний варіант, який робить когось більш схильним до певної кишкової бактерії, також пов’язаний з вищим ризиком безсоння, і при цьому виключені інші пояснення, це є вагомим свідченням того, що бактерія може відігравати роль у спричиненні проблем зі сном. Цей підхід допомагає розрізнити причину та збіг, а також краще виключити заплутуючі чинники, ніж при обсерваційних дослідженнях.
Довідково:
* UK Biobank – це масштабний довгостроковий біомедичний ресурс, що містить глибокі генетичні та медичні дані майже півмільйона людей у Великій Британії. Його мета – покращити профілактику, діагностику та лікування широкого спектра серйозних захворювань.
* Нанкінський медичний університет – один із провідних вищих навчальних закладів Китаю, що спеціалізується на медичній освіті та наукових дослідженнях, зокрема в галузі неврології та психіатрії.
* Менделівська рандомізація (MR) – це статистичний метод, який використовує генетичні варіанти (наприклад, однонуклеотидні поліморфізми) як інструментальні змінні для оцінки причинного ефекту модифікованого експозиційного фактора (наприклад, певного рівня бактерій) на результат (наприклад, безсоння).
Складний світ взаємодії кишківника та сну
Вчені виявили складну картину взаємодії між нашим кишківником та сном. Було встановлено, що чотирнадцять бактеріальних таксонів підвищують ризик безсоння, тоді як вісім, схоже, захищають нас від поганого сну. Найсильніший сигнал надходив від групи *Clostridium innocuum*: вища генетична схильність до їхньої чисельності співвідносилася з більшою ймовірністю страждати на безсоння. Серед інших таксонів (з когорти MiBioGen), що, як виявилося, сприяють порушенню сну, були *Prevotella 7*, *Lachnoclostridium*, *ParaPrevotella*, група *Family XIII AD3011*, група *Rikenellaceae RC9 gut* та *Parabacteroides*, клас Negativicutes та порядок Selenomonadales.
У голландській когорті дослідники відзначили: “Роди Pseudoflavonifractor та Anaerotruncus, види Veillonella unclassified, Bacteroides massiliensis та B. faecis асоціюються з підвищеним ризиком безсоння”.
Хоча це може здатися великою кількістю інформації, можливо, варто зосередитися на бактеріях, які можуть покращити ваші шанси на якісний сон. Комбінуючи дані обох геномних когорт, дослідники виявили, що роди Coprococcus1 та Lactococcus, родина Actinomycetaceae та порядок Actinomycetales, рід Odoribacter, родина Clostridiaceae та види Ruminococcus torques та R. lactaris сприяли зниженню ризику безсоння.
Після коригування на можливість хибнопозитивних результатів, єдиним статистично потужним висновком, що залишився, було те, що більша кількість групи Clostridium innocuum пов’язана з вищим ризиком безсоння.
Однак, з’явився ще один цікавий фрагмент даних: один рід мав двосторонній зв’язок з безсонням, впливаючи на поганий сон, а поганий сон, у свою чергу, створював середовище для розмноження цих типів мікроорганізмів. “Ми також виявили двонаправлені причинно-наслідкові зв’язки між родом Odoribacter, отриманим з голландського проєкту з вивчення мікробіому, та безсонням”, – написала команда. “Після виконання тесту Штайгера ці позитивні причинно-наслідкові зв’язки були підтверджені як значущі”.
Вісь “кишківник-мозок” і майбутнє лікування безсоння
Хоча вам не обов’язково знати всі ці групи чи види, що мешкають у вашому кишківнику, дослідження підкреслює, наскільки цей зв’язок знову показує, що поведінка людини перебуває під впливом осі “кишківник-мозок” – мережі хімічної, нервової та імунної сигналізації між травним трактом та центральною нервовою системою. Це аспект, на якому вчені все більше зосереджуються для виявлення маркерів хвороб та психічних станів, а також для пошуку нових методів лікування, які б не руйнували різноманітність мікробіому.
Довідково:
* Вісь “кишківник-мозок” – це складна двонаправлена система зв’язку між центральною нервовою системою (мозком) та ентеральною нервовою системою (нервовою системою травного тракту). Вона включає прямі та непрямі шляхи, залучаючи нервові, ендокринні та імунні механізми, і відіграє вирішальну роль у регуляції настрою, когнітивних функцій та сну.
* Серотонін – нейротрансмітер, що часто асоціюється з відчуттями благополуччя та щастя.
* Мелатонін – гормон, який виробляється шишкоподібною залозою в мозку і відіграє визначальну роль у регуляції циклів сну та неспання.
Деякі бактерії, зокрема кілька виявлених як захисні у цьому дослідженні, виробляють коротколанцюгові жирні кислоти, такі як ацетат, пропіонат та бутират, які можуть впливати на мозкову сигналізацію та запалення. Інші можуть метаболізувати триптофан у серотонін – нейротрансмітер, який потім перетворюється на мелатонін, гормон, що регулює наш цикл сну-неспання.
Водночас, поганий сон може викликати стресові та запальні реакції в організмі, змінюючи кишкове середовище таким чином, що це сприяє зростанню популяцій одних видів мікробів над іншими. Це може створити замкнене коло, де безсоння та мікробіота “підживлюють” одне одного.
Обмеження дослідження та практичні поради
Слід зазначити, що дослідження має певні обмеження. Усі учасники були європейського походження, а генетичний підхід менделівської рандомізації не враховує інші впливи на безсоння, такі як дієта, спосіб життя та географія. Крім того, повне розуміння того, як змінюється чисельність одного потенційно корисного мікроба, ще не досягнуто, оскільки мікробіом функціонує як складна, взаємопов’язана екосистема.
Хоча вживання одного типу їжі не “відкладає” мікроби в кишківнику, воно створює середовище, яке сприяє їхньому зростанню. Наприклад, види Coprococcus 1 – які допомагають вивільняти серотонін – найкраще підтримуються продуктами з високим вмістом клітковини рослинного походження, такими як цільні зерна, листові зелені овочі та бобові, а також ягоди та чай, багаті на поліфеноли. Видам Odoribacter сприяє вживання цільних зерен, бобових, горіхів, різноманітних овочів та деяких тваринних білків (помірно). А види Lactococcus є “тимчасовими” – вони менш схильні залишатися в кишківнику – тому регулярне вживання ферментованих продуктів (йогурт, кефір, квашена капуста, кімчі, темпе) є найкращим способом підтримання їхніх популяцій.
Попри те, що це лише початкові етапи досліджень, ця робота значно поглиблює наше розуміння біологічного зв’язку між мікробами та нашим розумом, вказуючи на те, що лікування безсоння має бути цілісним підходом до всього організму, а не зосереджуватися лише на мозку.
Це відкриває двері для аналізу мікробіому з метою виявлення чинників безсоння, а також для методів лікування, що спрямовані на кишківник – включно з пробіотиками, пребіотиками, зміною дієти або мікробними трансплантаціями – для допомоги в лікуванні розладів сну.
Дослідження було опубліковано в журналі General Psychiatry.
