睡眠是人类生存的基本生理需求之一，与食物、水和空气并列。但睡眠受社会因素驱动，受环境和个人因素影响，最近一项研究表明它可能受到细菌碎片的影响。
刘易斯·马廷（Lewis Mattin） 威斯敏斯特大学生理科学高级讲师
历史上，科学家们认为肠道微生物影响生理睡眠调节的可能性不大。最近发表在《神经科学前沿》（Frontiers in Neuroscience）上的一项研究表明，细菌细胞壁成分（肽聚糖）已在脑干、嗅球和下丘脑等脑区被发现。
肽聚糖在科学文献中也称为胞壁质，是大多数细菌细胞质膜外的一层强韧网状结构。它有助于维持细菌的形状和刚性。没有肽聚糖，细菌就会像小水球一样破裂。
该研究表明，在睡眠剥夺或睡眠模式改变期间，肽聚糖的浓度似乎会增加。这表明肠道菌群可能在睡眠质量中发挥作用。
这项研究在九只雄性小鼠上进行，它们被饲养在12小时光照/黑暗循环环境中。在48小时内进行测量，以绘制睡眠和休息期间的脑活动周期。之后小鼠被实施安乐死。脑部不同区域被立即分离，以便独立测量各区域的肽聚糖水平。
研究设计和执行严谨。但该研究仅使用成年雄性小鼠。虽然动物模型可以外推到人类，但微生物组研究的跨物种适用性较弱。动物对微生物组的研究只能提供有限信息，因为人类和小鼠生活的环境大不相同。
例如，2006年的一项突破性研究培育了体内无任何微生物的小鼠（称为无菌小鼠），然后将其中一些移植了来自肥胖小鼠的肠道菌群。研究发现，接受肠道菌群移植的小鼠比移植了瘦小鼠菌群的无菌小鼠获得了更多体脂。这项研究提示肠道菌群可能导致体重增加并引发肥胖。
但后续研究使用从瘦人粪便微生物群移植到肥胖青少年，并未导致体重减轻。小鼠研究结果可以揭示潜在机制，但不一定能预测人类实际效果。
此外，最近的小鼠睡眠研究忽略了另外49%的人口——女性。这一缺口可能导致全球一半人口在睡眠健康方面处于认知盲区。
那么，在理解肠道菌群时，啮齿动物胃肠道中发现的微生物以及它们如何干扰睡眠模式真的重要吗？
人类大脑传统上被认为无菌，并由血脑屏障保护。这一紧密系统阻止微生物和分子在健康人中进入大脑。没有证据表明存在类似消化系统和皮肤的脑微生物组。
然而，先前研究表明，与细菌相关的碎片如肽聚糖和脂多糖可在大脑内检测到。这可能是因为碎片比细菌小。在睡眠剥夺、炎症、衰老或剧烈运动后，血脑屏障和肠壁的通透性会增加。
组成肠道壁的细胞的日常变化可能受到昼夜节律调节对细胞膜与其他隔室之间连接的直接影响。这些连接形成密封结构，防止分子和离子在细胞间通过，本质上控制着物质运输。
当这些连接松弛时，胃肠道中发现的微生物得以进入血液，然后被运输到全身。目前尚不清楚这是有益还是有害，但渗漏的连接已与炎症性肠病相关联。
一些研究表明，人类微生物组通过肠-脑轴紧密相连。尽管在大鼠和小鼠上进行了大量关于肠-脑轴的研究，但动物研究与人体实际发生的情况之间的转化联系非常有限。
这意味着研究人员需要大量投资，通过大规模人类干预研究肠道微生物组如何与器官及其他生理系统相互作用。
由于我们对肠道微生物组仍有许多不了解之处，实现此类科学见解尚需时日。然而，这项研究确实反映了科学界和公众对人类微生物学与神经科学交叉领域的日益增长的兴趣。我们可能才刚开始认识到人体及其内部一切事物的深刻相互关联性。
刘易斯·马廷隶属于生理学会（The Physiological Society）、内分泌学会（The Society for Endocrinology）、In2Science以及UKRI资助的衰老和营养感应网络（Ageing and Nutrient Sensing Network）。
【全文结束】
