编者按:
睡眠是一个复杂的节律性生理过程, 睡眠节律的破坏会诱发失眠，进而引起肥胖、糖尿病、记忆力减退、免疫力下降等相关慢性疾病，睡眠质量直接反应一个人的身体健康状态。体内肠道菌群的分布及其代谢活动会对机体行为产生深远的影响，肠道菌群会通过中枢神经系统调节机制、肽类物质调节机制以及细胞因子调节机制对睡眠产生影响。
今天我们为读者编译了一篇刊载于 DIGITAL INDUSTRY WIRE 的科普文章，探讨了肠道菌群与睡眠之间相互关系及影响因素。
肠道健康与睡眠的奇妙链接
The Curious Bidirectional Hyperlink Between Intestine Wellbeing and Sleep
翻译 | Richard
审校 | 崔心伟
睡眠在免疫反应中占据着不可撼动的地位，这种超链接背后有许多精妙机制，其中之一与睡眠影响肠道菌群有关。最新的两个研究阐明了睡眠与肠道健康的这种关系。
第一个研究发表于 2018 年 12 月 Frontiers in Psychiatry 中，研究内容围绕着微生物组在失眠和抑郁中的地位。
正如文中所写的：
“不少研究都提示了失眠和抑郁的发生率与器官节律、免疫反应以及营养代谢有关，然而确切的机制还不清楚。
有显著证据表明，肠道微生物不仅会影响宿主的消化、代谢和免疫功能，而且也会通过菌群—肠—脑轴调节宿主的睡眠和心理状态。
初步证据显示，微生物组和昼夜节律基因会相互起作用，肠道菌群和新陈代谢的特征是与宿主睡眠和昼夜节律相关联的。”
肠道菌群在失眠和抑郁中扮演的角色
早期研究已经证实肠道菌群在抑郁和焦虑中扮演了重要角色，并且你的食谱或许通过改变肠道菌群构成，加重或减轻那些情绪问题的威胁。
作为 Frontiers in Psychiatry 中的著名研究，越来越多的分析表明，肠道菌群藉由通常所说的肠—脑轴途径不单单会调控你的情绪，而且还会调控你的睡眠节律，这种双向交流的“高速公路”使中枢神经系统和肠道神经系统链接起来。
根据文章作者观点，肠道微生物对情绪表现的影响通过三种完全不同的通路进行，所有通路都有这种双向互动：
免疫调节通路：在此通路中，肠道微生物通过与免疫细胞的互作来影响情绪，并以此调节细胞因子种类、细胞动力学响应问题和前列腺素 E2。
神经内分泌通路：肠道是体内最重要的内分泌器官，有超过 20 种类型的肠内分泌细胞。正如作者所阐述的，“肠道菌群通过调节神经递质如皮质醇、色氨酸、血清素的分泌对下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）和中枢神经系统（CNS）产生影响。
迷走神经通路：肠道神经系统在迷走神经通路中也发挥了至关重要的作用。在此通路中，肠道菌群通过肠肌间神经丛中的感觉神经元施加影响。
肠道中这些肠神经元与运动神经元通过突触连接能协助调节肠内激素分泌及肠蠕动。突触连接还存在于肠神经系统和迷走神经系统之间，从而连接你的大脑和肠道。
作者指出肠道菌群变化产生的神经毒性代谢物也可能会通过你的迷走神经进入 CNS，从而影响你的精神表现、压力反应和睡眠结构。
这三种通路的信号传递是双向的，所以你的 CNS 也会通过这些通路调节肠道菌群的构成。
例如，某种通路改变肠道上皮细胞的功能，HPA 轴会影响肠道菌群的生存环境，从而影响肠道菌群的构成。
节律基因会影响你的肠道菌群
2017 年，诺贝尔生理学或医学奖颁给了几位生物学家，以表彰他们发现了能够管理身体昼夜节律的调控基因。身体不仅能够适应一种生物钟，而且能适应无限多种的生物钟模式，从而调动身体的新陈代谢和心理功能的每一项活动。
鉴于大脑的控制时钟能与身体机能同步来匹配 24 小时昼夜循环，每个器官，甚至是每个细胞，都有它自己的生物钟。
身体有半数基因会受到昼夜节律调控，以周期性波的方式开启或关闭。当然，肠道菌群也在昼夜节律控制之下，这意味着扰乱睡眠会极大地影响肠道菌群构成及其健康状态。
就像 Frontiers in Psychiatry 中报道的那样：
“证据表明梭菌、乳杆菌、拟杆菌占肠道菌群的 60%，能表现出极其重要的昼夜波动，结果就是一天中某一时间的菌群构成是特定的。
Liang 等人发现，哺乳动物肠道菌群中的拟杆菌门和厚壁菌门这 2 个主要类群从白天到晚上会有大量的周期性调控，这不仅会与饮食节奏、饮食结构相关，也会与宿主生物钟和性别相关。
目前研究证实，生物钟紊乱、睡眠不足会改变专门调节生物钟的基因的表达和肠道菌群构成。
干预小鼠的睡眠模式会引起肠道菌群构成和种类的变化，这些发现提示，节律基因可能会影响我们的肠道菌群。”
所以，总结 Frontiers in Psychiatry 中的研究结果，发现肠道菌群与睡眠、抑郁之间是一个双向链接，并且内分泌的激素和生物钟基因在这些过程中发挥了重要作用。
与高质量睡眠相关的菌群范围
第二项研究阐明了肠道健康与睡眠间的奇妙关系，这是 2019 年发表在 Plos One 上的文章。在这项研究中，科学家研究了肠道菌群对高质量睡眠影响程度。
睡眠不佳或睡眠不足与各种身体疾病和健康状况都有关系，从认知效率低下、神经机能障碍，再到Ⅱ型糖尿病、冠心病、大部分癌症和阿尔兹海默症。高质量的睡眠可以改善健康状况、提升认知能力和创造力。
研究人员利用高端的睡眠测量仪器能够测量一个人的睡眠水平，再与他们的肠道菌群构成来比较，看两者是否可能存在联系。
就如文中所述：
“我们发现菌群多样性与睡眠效率和睡眠时长呈正相关，与睡眠觉醒性呈负相关。我们发现菌群多样性与细胞白介素-6（ IL-6 ）间的积极关系，这种细胞因子对睡眠的影响广为人知。
研究表明，拟杆菌门和厚壁菌门的丰度与睡眠功效、IL-6 浓度、思维能力呈正相关。
最后，我们发现一些细菌类群如毛螺菌科（Lachnospiraceae）、棒状杆菌 （Corynebacterium）和 Blautia 与睡眠指标呈负相关，我们的研究结果揭示了肠道菌群构成、睡眠生理、免疫系统和认知之间的关系。通过调节肠道菌群能诱导调节机制来增强睡眠。”
细胞因子的作用
正如开头提到的，通常认为睡眠会影响你的免疫反应，并且抗原反应产生的细胞因子是一种多功能的化学信号，能协助调控你的先天性和获得性免疫。
显然，根据这项研究显示，细胞因子似乎是“连接睡眠状态和肠道菌群组成之间的重要桥梁”。
正如文中所说：
“急性部分通路细胞因子尤其是 IL-1β 和 IL-6 与睡眠生理机能显著相关。IL-1β 是一种重要的睡眠障碍因子。在人类和非人类动物中使用 IL-1β 会增加它们的自然眠并引起疲劳感，此外 IL-1β 会加重持续的睡眠不足。
与 IL-1β 相反，IL-6 不是一种直接地睡眠障碍因子，然而睡眠不足会导致 IL-6 含量升高。在肠道内，疾病的发生意味着介导炎症的 IL-6 和 IL-1β 因子的关联波动性上升。
例如，在小鼠中小肠黏膜炎会导致小肠、血清和结肠组织中的 IL-6 和 IL-1β 水平升高。在人群中，只有压力会提高 IL-6 和 IL-1β 的水平。
尽管细胞因子、肠道菌群和睡眠有密切关系，仅有少数研究调查了睡眠和肠道菌群构成。在人体中，早期研究已经证实，剥夺部分睡眠后只要 48 小时就会改变肠道菌群的构成。
一个更现代的研究表明，高质量的睡眠与肠道菌群相关，其包含的疣微菌门（Verrucomicrobia） 和黏胶球形菌门（ Lentisphaerae ）两类微生物占比偏高，并且被认为与认知功能改善相关。”
所以，总结下来，PlosOne 的研究揭示了肠道菌群构成、睡眠水平和总量、免疫反应和认知都是相互联系的。
持续的睡眠缺乏会严重影响健康
研究发现，睡眠不好和睡眠不足会损害肠道健康，这就解释了为什么当你在对抗一种疾病时，睡眠过少可能是一个致命的因素。
据美国 CNN 报道:
“如果你是一位中年人并患有高血压、Ⅱ型糖尿病或者冠心病，并且你通常每晚睡眠时间少于 6 小时，这会让你更容易患上常见癌症或者过早死于冠心病。”
CNN 提到的这项研究于 2019 年 10 月发表在 Journalof the American Coronary heart Affiliation 上。研究人员试图弄清楚短睡眠周期是否会增加与心脏代谢危险因子和心脑血管疾病相关的全因死亡率。
研究者对来自宾州州立大学成年人队列的 1654 名有心脏代谢危险因子（过度紧张、血糖升高或二型糖尿病）人群的信息用 Cox 比例危险模型进行了评估，通过调整危险系数发现，平均睡眠时长低于 6 小时与 6 小时以上相比，全因死亡人数要高 2.14 例，心脑血管疾病死亡人数增加了 1.83 例。
同样，对冠心病和中风患者进行危险模型评估分析表明，通过调整危险系数，每晚睡眠时间少于 6 小时的患者，其全因死亡人数增加了 3.17 例，死于常见癌症风险的人数增加了 2.92 例。
在年龄、性生活、种族、体重、吸烟等各种健康影响因素方面，这样的联系也一样存在。相反地，对于没有心脏代谢危险因子或心脑血管疾病的人来说，睡眠低于 6 小时并不会增加死亡风险。
同样地，有心脏代谢危险因子或心脑血管疾病的人睡够 6 小时及以上者，其死亡风险不会升高。严重健康问题和短睡眠周期的结合尤其提升了死亡风险和常见癌症的死亡率。
睡眠时长对死亡率预后的重要作用
如作者所言：
“我们的新发现表明，短睡眠周期会增加有心脏代谢危险因子的中老年人以及那些已患心脑血管疾病的患者的死亡率。
受心脏代谢危险因子影响的中老年人睡眠时间少于 6 小时，其死于心脑血管疾病的风险极高；而患心脑血管疾病的中老年人睡眠时间少于 6 小时，则死于常见癌症的风险极高。
如果这些发现在不同的大规模队列中使用目标睡眠测量法能重复出来，短睡眠周期理应用于受心脏代谢危险因子影响或患心脑血管疾病的中老年人死亡率预后的预测上。
目前研究的第一个发现表明，在基线有心脏代谢危险因子并且表现出短睡眠周期的个体中，无论是否有心脑血管疾病，其全因死亡威胁都高达 2 倍。
个体在基线期时存在心脏代谢危险因子且有规律睡眠周期，那么，任何死亡率的威胁不会显著升高。这个发现表明，保证充足的睡眠能够降低心脏代谢因子在一系列死亡率上的危害性。
例如，基线期时个体有心脏代谢危险因子且存在短睡眠周期，其心脑血管疾病的死亡风险高达 83%，而同样受心脏代谢危险因子影响且有正常睡眠的个体，其心脑血管疾病死亡率风险适中，为 35%。
总之，短睡眠周期是一个与心脏代谢危险因子或患心脑血管疾病相关的死亡威胁的调节器。另外重要的是，我们的研究表明，与大部分癌症死亡相比，短睡眠周期在患心脑血管疾病上会通过完全不同的机制发挥作用。”
小贴士
从睡眠对两大杀手（冠心病和常见癌症）的重要影响来考虑，睡多少觉比较合适呢？
基于 2004 年到 2014 年期间发表的300多篇研究，专家组提出了下列建议。记住如果你生病、受伤或者怀孕了，有可能你需要比平时多睡一点。
如果要度过一个漫长而健康的一生，毫无疑问，你需要优质的睡眠。对大多数人来说，这意味着你需要改掉夜猫子的陋习。
建议是如果你早晨 6 点起床，那么在晚上 9：30 或 10 点左右就得熄灯，这取决于你睡着的时间；而那些很难按时上床睡觉的人就需要设定一个闹钟来提醒，到时间了，要放下手中事务，准备睡觉。
至于如何通过增加和保持肠道菌群多样性来增强睡眠呢？这并不复杂，你需要做有益肠道健康的事情，避免损伤肠道的行为。
（1）多吃发酵食品：例如奶昔、酸奶、纳豆和发酵蔬菜等。
（2）吃益生菌补充剂：我不是膳食补充剂的强烈支持者，因为我认为人体大部分需要的营养元素可以从食物中获取。但如果你饮食中缺乏发酵食品，或许益生菌是个不错的选择。
（3）增加可溶和不可溶膳食纤维摄入，尤其是蔬菜、坚果和全谷物。
（4）到庭院去弄脏你的手：接触细菌有助于增强你的免疫力，土壤里的有益菌会训练你的免疫系统。
（5）打开你家的窗户：我们大部分时间是在室内度过的，空气好的时候多开窗通风，会改变室内的微生物群落，增加室内有益菌的多样性，使你获益。
（6）手工洗碗来替代洗碗机：手工洗碗比用洗碗机洗碗残留的微生物更多，这些盘子上残留的细菌能够刺激免疫系统来有效地降低人体的过敏反应。
（1）尽量避免使用抗生素，除非医生说必须使用。
（2）尽量吃传统饲喂的肉类，因为养殖动物通常会被饲喂低剂量的抗生素和含草甘膦的转基因谷物。
（3）尽量避免在高含氯或氟的水中游泳或淋浴，这比你喝下去都糟糕。
（4）尽量少吃超加工食品：精制糖是病原体的食物，食品乳化剂和聚山梨酯-80、卡拉胶、聚甘油和黄原胶也似乎对肠道菌群有不利影响，人工甜味剂也会改变肠道菌群。
（5）避免农业化学成分：吃了残留草甘膦的食物会杀死肠道内的有益菌。
（6）避免使用抗菌清洁皂：它会杀死有益菌和有害菌，并造成细菌耐药性。
原文链接：https://digitalindustrywire.com/2019/11/14/the-curious-bidirectional-hyperlink-between-intestine-well-being-and-sleep/
