בסקירה שיטתית שפורסמה ב חומרים מזינים, חוקרים תיארו מיקרוביוטה במעיים ושינויים מטבוליים הנפוצים לתסמונת מטבולית (MetS) והפרעות שינה.
לימוד: ציר המיקרוביוטה-מעי-מוח בתסמונת מטבולית והפרעות שינה: סקירה שיטתית. קרדיט תמונה: Kmpzzz/Shutterstock.com
רקע כללי
אחד המתווכים העיקריים לקשר בין הפרעות שינה ל-MetS הוא תזונה. עם זאת, עדויות מדעיות על השפעתה על חילוף החומרים והשינה של האדם הן נדירות.
יתרה מכך, מחקרים לא חשפו את המנגנונים הביולוגיים השולטים בשיח ההצלבה המורכב בין מסלולים נוירואנדוקריניים, חיסוניים ומטבוליים המחברים הפרעות שינה ל-MetS.
יתר על כן, מספר גורמים, כגון עישון, צריכת אלכוהול והרגלי תזונה לקויים, עלולים להוביל לדיסביוזיס במעיים, אשר, בתורו, משפיע לרעה על ציר המעי-מוח. עם זאת, עד כמה בדיוק משפיעה המיקרוביוטה של המעי על הומאוסטזיס שינה ועל MetS עדיין לא ברור.
מתודולוגיית לימוד
חוקרים ערכו שני חיפושי ספרות יסודיים נפרדים במאגרי המידע של Medline-Pubmed כדי לסקור מחקרים תצפיתיים ומחקרים קליניים אקראיים (RCTs) שפורסמו בעשר השנים האחרונות וחקרו את הרכב החיידקים במבוגרים עם MetS והפרעות שינה.
החיפוש במאגר החזיר 117 מאמרים, מתוכם בחרו 59 מאמרים לחיפוש נרחב בטקסט מלא. סט המדגם הסופי כלל 36 מאמרים, 11 עבור הפרעות שינה ו-25 עבור MetS.
ציר המעי-מוח
התקשורת בין המעי למוח מתאפשרת באמצעות מספר מסלולים. מסלול אחד כזה כולל את עצב הוואגוס האפרנטי, אשר מעיר את המעי ומעביר אותות למערכת העצבים המרכזית (CNS).
עצב זה מגיב לחומרים שונים, כגון נוירוטרנסמיטורים מיקרוביאליים, הורמונים, חומצות שומן וציטוקינים.
בין הנוירומודולטורים המגוונים, בולטים במיוחד אצטילכולין (ACh), נוראפינפרין (NE) וחומצה γ-aminobutyric (GABA).
אלה מיוצרים ועוברים מטבוליזם על ידי חיידקים במעיים, וממלאים תפקיד מכריע בגירוי ישיר ועקיף של הקשר בין הנוירונים האפרנטיים של המעי לבין מערכת העצבים המרכזית.
באופן ספציפי, מחקרים זיהו כי Lactobacillus ו-Bifidobacterium spp. זנים יכולים לסנתז GABA. סינתזה זו משפיעה על תפקודים נוירולוגיים, כולל אפנון של הפרעות שינה וזיכרון.
בנוסף, חיידק המעי Clostridium sporogenes הופך טריפטופן (Trp) ל-5-hydroxy-tryptophan, מבשר של סרוטונין.
המרה זו משפרת את ההשפעה הנוירו-ויסותית המעכבת של L-טריפטופן (Trp) על ידי אינטראקציה עם קולטנים הקשורים לאמינים.
יתרה מכך, המיקרוביום של המעי מעורב בהשפעות הנוירו-הגנתיות של מלטונין נגד פגיעה קוגניטיבית הנגרמת על ידי חוסר שינה (SD), כפי שהוכח במחקרי עכברים.
המיקרוביום של המעי משפיע גם על פעילות תאי החיסון, הן במישרין והן בעקיפין, אשר בתורו תורם לוויסות השעון הצירקדי.
לדוגמה, Lactobacillus rhamnosum יכול לעורר תאי T מווסתים הן בעקיפין, באמצעות אפנון האותות החיסוני באמצעות רכיבי דופן תאים מיקרוביאליים כמו ליפופוליסכרידים (LPS), והן באופן ישיר, באמצעות קולטנים לזיהוי דפוסים (PRRs).
לבסוף, ידוע כי חיידקי מעיים מווסתים את הביטוי של גנים המווסתים מקצבים צירקדיים, כגון Rev-ERBA.
מנגנונים מארח-מיקרוביאליים המשפיעים על הפרעות שינה ו-MetS
המחקרים שנכללו בסקירה זו הדגימו כיצד השעון הביולוגי הפנימי (או הקצב הצירקדי) שינה את ההומאוסטזיס המטבולי, וכל שינוי במצב התזונתי והמטבולי השפיע על הקצב הצירקדי; לפיכך, קישור זה היה הדדי.
יתרה מכך, כל הפרעה לדפוס הצירקדי העדין מובילה לחוסר סינכרון פנימי ולאי ספיקת איברים, כפי שנצפתה בדרך כלל בהפרעות שינה, כגון דום נשימה בשינה, נרקולפסיה, נדודי שינה והפרעות שינה בקצב הצירקדי, מסווגים על סמך הביטויים הקליניים שלהן.
מספר ניסויים מבוקרים התייחסו לצורך לבסס קשר סיבה ותוצאה בין משך השינה והפרעות במערכת העיכול (GI).
הם מצאו כי נוירומטבוליטים מיקרוביאליים של המעי וחומצות אמינו, כגון Trp ואלפא-לקטאלבומין (A-LAC), השפיעו על ציר השינה-מעי-מוח.
לפיכך, מחקרים רבים הראו שצריכה של מזונות עשירים ב-Trp, כמו חלב, קשורה לשיפור איכות השינה.
ב-RCT, Schaafsma et al. הראו ששלושה שבועות של תוספת של מוצר מבוסס חלב בנבדקים עם הפרעות שינה שיפרו ביעילות את ציון איכות השינה בפיטסבורג (PSQI) שלהם והפחיתו את רמות הכולסטרול שלהם.
באופן מסקרן, דגימות צואה שנאספו בסוף המחקר הראו שפע של Bifidobacteraceae. חיידק המעי הזה מייצר צורה פעילה של GABA; לפיכך, הוא שחקן מכריע בציר הלחץ/חרדה/שינה.
MetS הוא אנסמבל של דיסליפידמיה, יתר לחץ דם, השמנת יתר מרכזית, רגישות לאינסולין מופרעת ודלקת מערכתית בדרגה נמוכה ומהווה סמן מוכר היטב של דיסביוזה מיקרוביאלית ב-MetS.
בנוסף, חולי MetS מפגינים מחסור בחומצת שומן קצרת שרשרת (SCFA) המייצרת חיידקי מעיים.
כמה מחקרים שנכללו בסקירה זו הראו כי ליקויים מטבוליים שנצפו ב-MetS נבעו מירידה בפעילות פירוק חיידקים של חומצות מרה ראשוניות.
מחקרים אחרים הראו כי מטבוליטים שמקורם בחיידקים הנקראים חומצות אמינו ארומטיות מסועפות (BCAAs), למשל, לאוצין, היו מעורבים בתנגודת לאינסולין הקשורה להשמנה באמצעות מנגנון תלוי mTOR.
יותר ויותר מחקרים גם הצביעו על החשיבות של זמן האכלה וקצביות בעיצוב קהילות מיקרוביוטה במעיים שיכולות להשיג זאת.
לפיכך, רק התערבויות תזונתיות ארוכות טווח עשויות לשנות לצמיתות את הרכב החיידקים במעיים כדי לשפר את MetS.
יתרה מכך, מחקרים מרובים בבעלי חיים ומחקרים עם נבדקים בבני אדם הוכיחו שצריכה גבוהה יותר של סיבים תזונתיים בצריכה מובילה לשכיחות גבוהה יותר של יצרני SCFA חיידקיים במעיים, אשר מועילים להומאוסטזיס של גלוקוז ולשיפור פרמטרים מטבוליים ב- MetS.
מעניין שהאפקט הזה מתאם עם ההעשרה של Bifidobacterium נצפה במקרה של שיפורים בשינה.
מסקנות
בסך הכל, סקירה זו מדגישה את החשיבות של דיאטות עשירות בסיבים כדי לווסת את החיידקים המועילים בהרכב המיקרוביוטה של המעיים של נבדקים עם MetS והפרעות שינה.
בהפרעות שינה, חתימה מיקרוביאלית נפוצה פוטנציאלית היא השפע הנמוך יותר של יצרני בוטיראט (SCFA), במיוחד Faecalibacterium prausnitzii, יחד עם הפחתה בחלק מחברי ה Lachnospiraceae משפחה, כמו רוזבוריהוהעשרה ב Bacteroidetes מַעֲרָכָה.
דפוס זה דומה לירידה שנצפתה ביצרני SCFA ב- MetS. מאחר שקבוצות MetS שנבדקו בסקירה זו היו גדולות יותר, מבוקרות יותר ומוגדרות טוב יותר מבחינה טקסונומית, הדפוס המיקרובי שלהן עקבי יותר להמשך חקירה.
