研究揭示益生元如何改善睡眠

原創 MNT 醫學營養MNT 3月21日


一、飲食中的益生元改變了新型的微生物依賴性糞便代謝產物,改善了睡眠(2020年3月2日,Scientific Reports volume 10, Article number: 3848 (2020) )


研究揭示益生元如何改善睡眠


ID:doi.org/10.1038/s41598-020-60679-y


飲食中的益生元可對腸道菌群產生有利的變化,並降低宿主對應激引起的複雜行為(如睡眠)破壞的脆弱性。益生元如何調節應激生理的機制尚不清楚;然而,越來越多的證據表明腸道菌群及其代謝產物可能發揮了作用。


這項研究測試了壓力和/或飲食中的益生元(測試飲食)是否會改變糞便的代謝組。並探討了這些變化是否與睡眠和/或腸道微生物α多樣性有關。


用測試或對照飲食的雄性F344大鼠被裝備用於睡眠/喚醒的腦電圖生物遙測法。飲食5周後,大鼠要麼感到壓力,要麼留在籠子裡。基於非靶向質譜和16S rRNA基因測序,壓力和測試飲食都改變了糞便的代謝組/微生物組。此外,測試飲食可防止壓力誘導的基於先前已發表的PD_Whole_Tree的微生物α多樣性的降低。

結果分析表明,壓力增加了神經活性甾體孕烷分子家族的成員。測試飲食減少了這種影響。我們還發現睡眠,α多樣性和嘧啶,總膽汁酸與神經活性糖皮質激素/孕烯醇酮類固醇代謝產物之間存在聯繫。

研究結果揭示了新的微生物依賴性代謝產物,可調節應激生理和睡眠。


研究揭示益生元如何改善睡眠


(a)迴歸分析表明嘧啶核苷核苷酸與NND睡眠回合持續時間在PND 70時有顯著的線性關係。(b)迴歸表明應激反應後的酮類固醇+乙二硫代衍生物和REM睡眠反彈之間存在顯著壓力暴露關係。(c)迴歸表明α多樣性(PD_Whole_Tree)與豬去氧膽酸+異戊烷醇酮前體之間存在顯著關係。


控制和測試飲食。測試飲食包含以下腸道微生物調節營養素,其中對照飲食中不存在:低聚半乳糖(GOS 21.23 g(總)/ Kg [7.00 g(活性)] / Kg]),聚葡萄糖(PDX,6.58 g(活性成分)/ Kg),乳鐵蛋白(LAC,1.86 g / Kg)和乳清濃縮蛋白乳脂球狀膜蛋白10(MFGM,15.9 g / Kg)。

二、飲食中的益生元和生物活性乳成分可改善非快速眼運動(NREM)睡眠,增強快速眼動(REM)睡眠反彈並減輕應激引起的晝夜溫度和腸道微生物α多樣性的降低(Front. Behav. Neurosci., 10 January 2017)


研究揭示益生元如何改善睡眠

ID:doi.org/10.3389/fnbeh.2016.00240


出生後第24天的雄性F344大鼠接受了益生元、乳鐵蛋白和乳脂球膜的飲食(測試)或熱量匹配的對照飲食,來檢驗是否能減少壓力的負面生理影響。

結果顯示,測試飲食與對照飲食相比,糞便鼠李糖乳桿菌菌落形成單位(CFU)增加,促進了非快速眼運動(NREM)睡眠鞏固(PND 71/72)和應激暴露後增強的快速眼動(REM)睡眠反彈(PND 87)。飼餵對照飲食的大鼠具有應激誘導的α多樣性降低和溫度的晝夜幅度降低,而這些飲食被測試飲食所減弱(PND 91)。逐步多元迴歸分析顯示,早期生活中的脫鐵桿菌門之間存在顯著的線性關係(PND 35)和更長的NREM睡眠發作(PND 71/72)。

含有益生元,乳鐵蛋白和乳脂球膜的飲食可提高睡眠質量,這與腸道細菌的變化有關,並調節壓力對睡眠,晝夜節律和腸道菌群的影響


研究揭示益生元如何改善睡眠


圖:一天的壓力。數據顯示,壓力顯著破壞了睡眠和生理,測試飲食在壓力暴露後增強了REM睡眠反彈。(A) REM睡眠在壓力期間被消除,在隨後的黑暗週期中增加。與食用對照飲食的應激大鼠相比,食用試驗飲食的大鼠表現出增強的REM反彈(黃色陰影)。(B)在隨後的黑暗週期中,NREM睡眠在壓力期間也被消除,並且與非壓力大鼠相比增加了。(C)在壓力暴露中甦醒最大,在隨後的黑暗週期中(由於睡眠增加),壓力大的大鼠醒來的時間更少。(D)在應激後的夜間循環中,處於應激狀態的大鼠也沒有那麼活躍。(E)壓力在大鼠中誘導了高溫反應,在剩餘的光週期中,壓力持續了幾個小時,但在黑暗週期開始時卻逆轉至未受壓力的對照之下(可能是由於壓力大鼠的睡眠增加) 。縮寫如下:au,任意單位;NREM,非快速眼動;REM,快速的眼球運動。注意:圖表的陰影區域是澄清的,並不表示“實際的”時間強調(* p <0.05,相對於無應力; #p <0.05,相對於對照飲食)。


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