چگونه باکتری های روده و خواب بر هم تاثیر می گذارند؟

ممکن است احساس خواب آلودگی، خواب بی کیفیت یا خواب بیش از حد، همزمان با ابتلا به عفونت میکروبی روده راتجربه کرده باشید. حدود 40 سال پیش ارتباط مستقیم بین باکتری های روده و خواب در مطالعات پژوهشی بیان شد.

روده از طریق چندین مکانیسم با مغز ارتباط برقرار می کند. به طوری که می تواند بر خواب، خلق و خوی فرد، اشتها، سطح استرس افراد تاثیر بگذارد. شواهد  نشان می دهد باکتری های روده نه تنها بر عملکرد گوارشی، متابولیک و ایمنی بدن میزبان تاثیر می گذارد. بلکه از طریق محور باکتری های روده -مغز، خواب میزبان و حالت های ذهنی او را تحت تاثیر قرار میدهند.

تقریبا 1000 نوع باکتری در روده افراد بزرگسال وجود دارد. ترکیب باکتری های روده نشان دهنده تعادل پویا در وضعیت سالم فرد است. تعادل باکتری های روده برای سلامتی افراد بسیار مهم است. برهم خوردن تعادل باکتری های روده، حساسیت میزبان به بیماری را افزایش می دهد.

باکتری های روده انسان با بیماری آسم و بیماری قلبی، دیابت و چاقی، نقش مهمی در وضعیت سلامتی افراد ایفا می کند. مطالعات اخیر نشان داده است که باکتری های روده و متابولیت های آن دارای ریتم شبانه روزی هستند. بی نظمی در خواب و نوبتکاری می تواند ماهیت ریتم شبانه روزی باکتری های روده را بهم بریزد.

میکروبیوتای روده چیست؟

میکروبیوتا از طیف گسترده ای از منابع قابل اعتماد از باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و سایر میکروارگانیسم های موجود در یک محیط منحصر به فرد مانند دستگاه گوارش انسان تشکیل شده است.

میکروبیوم به کل زیستگاه بدن، از جمله میکروارگانیسم‌ها، ژنوم‌ها و شرایط محیطی اطراف است.

هر انسانی بین 10 تریلیون تا 100 تریلیون سلول میکروبی در یک رابطه همزیستی دارد. برخی تحقیقات تخمین می‌زنند که حدود 10 برابر بیشتر از سلول‌های انسانی سلول‌های میکروبی در بدن وجود دارد، در حالی که دانشمندان دیگر ادعا می‌کنند این نسبت به 1:1 نزدیک‌تر است.

این رابطه همزیستی تا زمانی که بدن در وضعیت سالمی قرار دارد به نفع میکروب ها و میزبانان آنها است. تخمین ها متفاوت است، اما ممکن است بیش از 1000 گونه مختلف از میکروارگانیسم ها، میکروبیوتای انسان را تشکیل دهند.

ترکیب بیوم انسان می تواند به میزان زیادی بین افراد متفاوت باشد. قسمت های مختلف بدن نیز میزبان جوامع میکروبی متفاوتی خواهد بود.

به عنوان مثال، حفره دهان، اندام های تناسلی، پوست، دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی همگی حاوی سلول های میکروبی زیادی هستند. با این حال، انواع، سطوح و عملکردها در مکان‌ها متفاوت است.

میکروبیوتای روده چه فوایدی دارد؟

میکروبیوتای روده مجموعه وسیع و پیچیده ای از میکروارگانیسم ها است که به شدت بر سلامت انسان تأثیر می گذارد. پیش از این، مردم از میکروبیوتای روده به عنوان میکرو فلور روده یاد می کردند.

• میکروبیوتای روده به طیف وسیعی از عملکردهای بدن کمک می کند، از جمله:
• برداشت انرژی از غذای هضم شده
• محافظت در برابر عوامل بیماری زا
• تنظیم عملکرد سیستم ایمنی
• تقویت موانع بیوشیمیایی روده

تغییرات در ترکیب میکروبیوتا می تواند بر این عملکردها تأثیر بگذارد.

در حالی که باکتری‌های مفیدی در روده وجود دارد، باکتری‌های مضری نیز وجود دارند که می‌توانند وارد دستگاه گوارش شوند و باعث عفونت شوند. این عفونت‌ها شامل مسمومیت غذایی و سایر بیماری‌های دستگاه گوارش است که منجر به اسهال و استفراغ می‌شود.

چرا میکروبیوتای انسان مهم است؟

میکروارگانیسم ها جزء لاینفک زندگی انسان هستند و عملکردهای حیاتی مختلفی را انجام می دهند. در واقع، تقریباً 10 برابر بیشتر از سلول‌های انسانی در سیستم گوارش، سلول‌های باکتریایی وجود دارد.

تحقیقات نشان می‌دهد که ساختار جمعیت باکتریایی و اختلالات بالقوه به موارد زیر مرتبط هستند:

• آسم
• اختلال طیف اوتیسم
• سرطان
• بیماری سلیاک
• دیابت
• اگزما
• بیماری قلبی
• سوء تغذیه
• اسکلروز چندگانه
• چاقی

تغذیه و میکروبیوتای روده

میکروب های روده علاوه بر جذب انرژی از غذا، برای کمک به انسان در جذب مواد مغذی ضروری هستند. باکتری های روده به بدن کمک می کنند تا مولکول های پیچیده موجود در گوشت ها و سبزیجات را تجزیه کند. بدون کمک باکتری های روده، بدن نمی تواند سلولز گیاهی را هضم کند.

میکروب های روده نیز ممکن است از متابولیت های خود برای تأثیرگذاری بر هوس غذایی و احساس سیری خود استفاده کنند. نوع رژیم غذایی افراد بر تنوعباکتریهای  روده افراد تأثیر می گذارد.. میکروبیوتای روده فرد از اولین قرار گرفتن در معرض میکروبی ایجاد می شود و معمولاً در 3 تا 5 سال اول زندگی نوزاد به ترکیب کامل یک بزرگسال می رسد. اختلال در این مواجهه های اولیه می تواند رشد میکروبیوتا را مختل کند.  میکروبیوتای روده و مغز فرد دائماً با یکدیگر در ارتباط هستند. محور روده-مغز در درجه اول بر عملکرد روده تأثیر می گذارد. با این حال، محققان همچنین پیوندهایی را بین میکروبیوتای روده و اختلالات روانی مانند افسردگی و ASD مشاهده کرده‌اند. مرض تحقیقات نشان می‌دهد که جمعیت‌های باکتریایی در سیستم گوارشی در ایجاد شرایط روده نقش دارند، از جمله بیماری‌های التهابی روده (IBD)، مانند بیماری کرون و کولیت اولسراتیو.

تنوع کم میکروبی در روده نیز با چاقی و دیابت نوع 2

تنوع کم میکروبی در روده نیز با چاقی و دیابت نوع 2 ارتباط دارد.  وضعیت میکروبیوتای روده نیز به سندرم متابولیک ارتباط دارد. تغییر رژیم غذایی با استفاده از پری بیوتیک ها، پروبیوتیک ها و سایر مکمل ها ممکن است این عوامل خطر را کاهش دهد.  ایجاد اختلال در میکروبیوتا با آنتی بیوتیک ها نیز می تواند منجر به بیماری شود، از جمله عفونت هایی که به آنتی بیوتیک ها مقاوم می شوند. میکروبیوتا همچنین نقش مهمی در مقاومت در برابر رشد بیش از حد روده‌ای جمعیت‌های معرفی‌شده خارجی دارد که در غیر این صورت باعث بیماری می‌شوند

باکتری‌های «خوب» با «بد» رقابت می‌کنند و حتی برخی از آنها ترکیبات ضدالتهابی را آزاد می‌کنند. خلاصه میکروبیوتای روده سیستمی از میکروارگانیسم ها در سیستم گوارشی فرد است. این شامل بسیاری از باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها و سایر موجودات می شود. میکروبیوتای روده به صورت همزیستی در سیستم گوارش انسان وجود دارد و به برداشت انرژی از غذا توسط انسان، هضم و ایمنی کمک می کند.

سلامت روده و سلامت مغز

سلامت روده ارتباط نزدیکی با عملکرد سالم مغز دارد. تحقیقات جدید در دانشگاه تسوکوبا در ژاپن نشان می‌دهد که باکتری‌های روده ممکن است با کمک به ایجاد پیام‌رسان‌های شیمیایی مهم در مغز مانند سروتونین و دوپامین، بر الگوهای خواب طبیعی تأثیر بگذارند. این یافته می تواند امید جدیدی را برای افرادی که در خواب مشکل دارند یا مشکلات سلامت مرتبط با خواب مانند بی خوابی، خستگی مزمن و مه روانی را تجربه می کنند، ارائه دهد.

پروفسور ماساشی یاناگیساوا، نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید: «ما دریافتیم که کاهش میکروبی، سروتونین را در روده از بین می‌برد و می‌دانیم که سطح سروتونین در مغز می‌تواند بر چرخه خواب و بیداری تأثیر بگذارد. بنابراین، تغییر میکروب‌های موجود در روده با تغییر رژیم غذایی می‌تواند به کسانی که مشکل خواب دارند کمک کند.» این تحقیق جدید بر روی مجموعه ای محکم از کارهای قبلی استوار است که نشان می دهد عناصر شناخت و رشد مغز ارتباط قوی با سلامت میکروبی روده و متابولیسم دارند.

محور میکروبیوتا روده و مغز نشانه های داخلی و خارجی، مانند ریتم های شبانه روزی منبع مطمئن و غذا خوردن، به طور قابل توجهی بر خواب تأثیر می گذارد. ریتم‌های شبانه‌روزی فرآیندها یا عملکردهای بیولوژیکی ضروری هستند که از یک چرخه 24 ساعته بر اساس ساعت داخلی بدن پیروی می‌کنند. یکی از مهم ترین ریتم های شبانه روزی چرخه خواب و بیداری است. عواملی که چرخه خواب و بیداری را تغییر می دهند یا از بین می برند، می توانند باعث اختلال در خواب شوند. متابولیسم روده از طریق سیستم گردش خون و عصب واگ که شبکه ای به نام “محور مغز- روده” یا “محور میکروبیوتا-روده-مغز” ایجاد می کند، ارتباط نزدیکی با عملکرد مغز دارد.  تحقیقات نشان می‌دهند که میکروبیوم روده ( باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌هایی که در روده زندگی می‌کنند) بر عناصر عملکرد شناختی، رشد مغز، شکل‌گیری حافظه، ریتم شبانه‌روزی و سلامت روان تأثیر می‌گذارد.

ریتم شبانه روزی و باکتری های روده

زمان شبانه روز و آنچه افراد می خورند بر ترکیب، اندازه و ریتم روزانه میکروبیوتای روده تأثیر می گذارد. تغییرات در میکروبیوتای روده می‌تواند متابولیسم روده را تغییر دهد. زیرا میکروب‌های متعلق به میکروبیوتا متابولیت‌های زیادی تولید می‌کنند – مولکول‌هایی که از واکنش‌های شیمیایی که در طول فرآیند هضم رخ می‌دهند، ایجاد می‌شوند.  بنابراین، تغییر رژیم غذایی ممکن است به طور بالقوه خواب فرد را بهبود بخشد یا مشکلات خواب را کاهش دهد. اگر این موضوع ثابت شود، به عنوان یک درمان جایگزین طبیعی و نسبتاً ساده برای داروهای خواب عمل می‌کند، که می‌تواند طیفی از عوارض جانبی منفی، از جمله خواب‌آلودگی در طول روز و مشکلات گوارشی داشته باشد.

 آنتی بیوتیک ها چه بلایی سر باکتریهای مفید روده می آورند؟

محققان 25 موش نر 8 هفته ای که از نظر ژنتیکی یکسان بودند را به دو گروه تقسیم کردند. آنها به موشهای گروه آموزش، آبی حاوی آنتی بیوتیک های مرسوم نوشاندن. این آب شامل درمان آنتی بیوتیکی برای تخلیه میکروبیوتای روده موش ها بودند. در همین حال، موش های دیگر – گروه کنترل – آب بدون آنتی بیوتیک می نوشیدند.  پس از 4 هفته، محققان دریافتند که موش هایی که از آب حاوی آنتی بیوتیک نوشیده اند، متابولیت های روده ای بسیار کمتری نسبت به موش های کنترل داشتند. پروفسور یاناگیساوا می گوید: «ما بیش از 200 تفاوت متابولیت را بین گروه های موش پیدا کردیم. حدود 60 متابولیت طبیعی در موش‌هاییی که آب حاوی آنتی بیوتیک نوشیده بودند، ت وجود نداشت و بقیه متابولیت های طبیعی از نظر مقدار متفاوت بودند.

مصرف آنتی بیوتیک میتواند شما را افسرده کند!

این تیم دریافتند که مسیرهای بیولوژیکی که درمان آنتی بیوتیکی بیش از همه تحت تأثیر قرار می‌دهد، مسیرهایی هستند که در تولید انتقال‌دهنده‌های عصبی، مولکول‌هایی که نورون‌ها برای برقراری ارتباط از آن‌ها استفاده می‌کنند، نقش دارند. نتایج نشان داد که درمان آنتی بیوتیکی مسیر تریپتوفان – سروتونین را کاملاً متوقف می کند. موش‌های فاقد میکروبیوتا(مصرف کنندگان آنتی بیوتیک) نسبت به موش‌های کنترل سطوح تریپتوفان بالاتری داشتند اما تقریباً سروتونین نداشتند. بنابراین، به نظر می رسد که میکروب های روده برای فرآیند تولید سروتونین از تریپتوفان در غذاها حیاتی هستند.  موش‌های فاقد میکروبیوتا (مصرف کنندگان آنتی بیوتیک) همچنین دارای کمبود متابولیت‌های ویتامین B6 بودند که مولکول‌هایی هستند که تولید سروتونین و دوپامین را تسریع می‌کنند.

نوار مغز از موش‌ها

در مرحله بعد، محققان فعالیت مغز موش ها را با استفاده از الکترودهایی که در پوست سر خود برای ثبت سیگنال های الکتروانسفالوگرام (EEG)/الکترویوگرام (EMG) که فعالیت الکتریکی مغز را ردیابی می کند، مورد بررسی قرار دادند. این مرحله نشان داد که در مقایسه با موش‌های کنترل، موش‌های فاقد میکروبیوتا (مصرف کنندگان آنتی بیوتیک) حرکت سریع‌تر چشم (REM) و خواب غیر REM در شب را تجربه کردند، زمانی که موش‌ها باید فعال باشند. موش‌های تهی‌شده از میکروبیوتا  (مصرف کنندگان آنتی بیوتیک) نیز در طول روز خواب غیر REM کمتری داشتند.  در نهایت، این یافته‌ها نشان می‌دهد که موش‌های فاقد میکروبیوتا (مصرف کنندگان آنتی بیوتیک) بیشتر از گروه کنترل بین مراحل خواب و بیداری جابه‌جا می‌شوند.

محققان بر این باورند که این اختلالات خواب ممکن است با سطوح پایین سروتونین مرتبط باشد، اما تحقیقات بیشتری برای تعیین مکانیسم آن ضروری است.

محدودیت های این مطالعه شامل این واقعیت است که محققان نمی توانند تأثیر مستقیم آنتی بیوتیک ها بر عملکرد مغز را نادیده بگیرند. آنها پیشنهاد می کنند که یکی از راه های دور زدن این موضوع در مطالعات آینده استفاده از موش های بدون میکروب است.

مطالعات آینده همچنین می‌تواند از تغذیه کنترل‌شده و تجویز میکروب‌های خاص برای تعیین میکروبیوتای روده استفاده کند و به تیم تحقیق اجازه دهد تا تأثیر فردی هر میکروارگانیسم را بر چرخه خواب و بیداری ارزیابی کند.

برخی از تحقیقات منبع معتبر نشان می دهد که پرو بیوتیک ها، که مواد مغذی هستند که از میکروبیوتای سالم روده حمایت می کنند، به بهبود کیفیت خواب در انسان کمک می کنند. مکمل پرو بیوتیک ها همچنین ممکن است اختلالات خواب مرتبط با استرس را در موش ها کاهش دهد.

تحقیقات آتی باید آزمایش کند که آیا این یافته ها در افراد انسانی نیز صادق است یا خیر.

چگونگی رابطه مغز با باکتری های روده

مغز مرکز فرماندهی بدن است. بنابراین به طور مداوم اطلاعات را از هر یک از قطعات و سیستم های بدن دریافت و پاسخ متناسب با آن ارسال میکند.

به نظر می رسد باکتری های روده ای دارای  چندین مکانیسم علامت دهی هستند که به آنها اجازه می دهد تا با مغز ارتباط برقرار کنند. بنابراین باکتری های روده ای می توانند  بر خواب، خلق و خوی فرد، اشتها، سطح استرس و غیره تأثیر بگذارند. یکی از فرضیه ها این است که این باکتری های روده ای، متابولیت هایی (مولکول های کوچک) تولید میکنند که از طریق خون به مغز می روند. بنابراین  باکتری های روده باعث آزاد شدن مواد شیمیایی مرتبط با سیستم ایمنی بدن می شوند. درنتیجه مغز فراورده های این باکتری ها را تشخیص داده و واکنش نشان می دهد.

تاثیر خواب بر باکتری های روده

شواهدی وجود دارد که میزان و تنوع  باکتری های روده در طول شبانه روز نوسان می کند.  این نوسانات در برنامه نویسی برخی از ژن های خواب، نقش مهمی ایفا می کنند. بر اساس گزارش منتشر شده در دسامبر 2016 در مجله سلول، برخی از ژن های خواب، چرخه های روزانه بدن را تنظیم می کنند. که مانند ساعت های داخلی در زمان احساس خستگی یا هشدار می دهند.

در یک مطالعه منتشر شده در سال 2018 اعلام میدارد که “ساعت بیولوژیک بدن در همکاری با  ساعت باکتر یهای روده کار می کند. تحقیقات نشان می دهد که همزمان با دوره های خواب و بیداری فرد، باکتری های روده فرد تغییر میکنند. تغییرات در باکتری های روده ممکن است به خواب کمک کند یا به کیفیت خواب صدمه ببیند.

تحقیقات بیشتر، از جمله یک مطالعه ارائه شده در نشست سالانه انجمن خواب در سال 2019 نشان داده است. تنوع بیشتر در باکتری های روده از لحاظ تنوع باکتری های موجود در روده با کیفیت خواب بهبود یافته و با میزان کمتر خواب آلودگی همراه است.

علاوه بر آن تنوع بیشتر باکتری ها در روده  سبب اثرات حفاظتی در برابر سایر مشکلات بهداشتی میشود. از جمله مانند چاقی، بیماری های دستگاه گوارش، سرطان های خاص و اختلالات عصبی .

آیا مکمل های پروبیوتیک یا مداخلات رژیم غذایی به رفع مشکلات خواب کمک می کند؟

در یک کلمه بخواهیم به این سوال پاسخ دهیم باید بگوییم: شاید.  تغییر در تنوع و میزان باکتری های روده  به اندازه که در یک مکمل پروبیوتیک ظاهر می شود، نیست. اگرچه که شواهدی یافت شده است که نشان میدهد، مکمل های پروبیوتیک برای بهبود کیفیت خواب ذهنی موثر هستند. تامین کیفیت خواب و مدت زمان مناسب آن دلیل مهمی برای حمایت از ترکیب باکتری های روده می باشد.

مطالعات امیدوار کننده ای مبنی بر اینکه مکمل پروبیوتیک می تواند به یک باکتری های روده فرد کمک کند، انجام شده است. اما مطالعات انجام شده در مقیاس آزمایشگاهی در جوندگان، مزیت های پروبیوتیک ها را گزارش داده اند. این  نتایج سبب شده است از این نتایج در زیر سایه پوشش رسانه، بهره برداری تجاری شود. مزایای استفاده از  پروبیوتیک ها به افراد واقعی بسیار کمتر سازگار بوده است. در برخی موارد نادر، منجر به عوارض جانبی ناخواسته شده اند.

مصرف یک مکمل پروبیوتیک به بهبود سلامت باکتری های روده یک فرد خاص کمک کند و به کیفیت خواب وی منجر شود. اما به دلیل تفاوت های فردی، لزوماً آنچه که برای یک فرد موثر است، ممکن است برای فرد دیگر جواب ندهد.

حدود یک سوم عمر خود را درخواب بسر می بریم. بنابراین بسیار مهم است که تمام عوامل موثر در تامین کیفیت و کمیت خواب را در نظر داشته باشیم. کلینیک سلامت مغز دانا با امکانات پیشرفته و متخصصین با تجربه و توانمند آماده ارائه خدمات در زمینه رفع مشکلات خواب می باشد.

A.S.Jafari

دانشجوی دکتری پژوهشی ارگونومی شناختی، عاشق یادگیری، عاشق خواب و مباحث مرتبط با آن و عاشق دانستن درباره عملکردهای شناختی انسان… خوشحالم که در این بستر، فرصت اشتراک اطلاعات با شما عزیزان را دارم.