我们的肠道可能对大脑的影响比我们想象的更大。（图片：盖蒂）
睡眠与食物、水和空气一样，是人类生存的基本生理需求之一。
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。
历史上，科学家们认为肠道微生物不太可能影响生理睡眠调节。
最近发表在《神经科学前沿》上的一项研究指出，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的网状结构，有助于维持细菌的形状和刚性。如果没有肽聚糖，细菌就会像小水球一样。
该研究表明，肽聚糖的浓度似乎在睡眠剥夺或睡眠模式改变期间会增加。这表明肠道微生物群可能在睡眠质量中发挥作用。
该研究在九只雄性小鼠身上进行，它们被安置在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。
大脑不同区域被立即分离，以便独立测量各区域的肽聚糖水平。
该研究设计严谨。但研究仅使用成年雄性小鼠。尽管动物模型可以应用于人类，但微生物组研究中的跨物种转化效果较弱。
微生物组的动物研究只能部分反映人类肠道情况，因为人类和小鼠生活的环境差异巨大。
例如，2006年的一篇突破性论文培育了体内没有任何微生物的无菌小鼠，然后将其中一些移植了来自肥胖小鼠的肠道微生物群。
研究发现，接受肠道微生物群移植的小鼠比移植了来自瘦小鼠微生物群的无菌小鼠获得了更多体脂。这项突破性研究表明，肠道微生物群可能促进体重增加并导致肥胖。
但后续研究将瘦人粪便微生物群移植给肥胖青少年并未导致体重减轻。小鼠研究结果可以提示机制，但不一定能预测人类结果。
此外，最近关于小鼠睡眠的研究忽略了其他49%的人口，即女性。这一缺口可能使全球一半人口在睡眠健康方面缺乏科学依据。
那么，在理解肠道微生物群时，啮齿动物胃肠道中发现的生物体及其如何干扰睡眠模式真的重要吗？
我们的大脑传统上被认为是无菌的，并由血脑屏障保护。这一紧密系统在健康人体内阻止微生物和分子进入大脑。没有证据表明大脑存在类似消化系统或皮肤的微生物组。
然而，先前研究表明，与细菌相关的碎片，如肽聚糖和脂多糖，可以在大脑内被检测到。这可能是因为这些碎片比细菌小。
在睡眠剥夺、炎症、衰老或剧烈运动后等情况下，血脑屏障和肠壁的通透性会增加。
（图片：盖蒂）睡眠剥夺与肠道细菌之间是否存在关联？
肠道细胞壁组成的日常变化可能受到昼夜节律对细胞膜与其他区域连接的直接影响。
这些连接形成一道密封，防止分子和离子在细胞间通过，本质上控制着什么物质可以通过。
当这些连接松弛时，允许胃肠道中发现的生物进入血液，然后被输送到全身。
目前尚不清楚这是否有益或有害，但连接松弛与炎症性肠病有关。
一些研究表明，我们的微生物群通过肠道-大脑轴紧密相连。尽管大量关于肠道-大脑轴的研究是在大鼠和小鼠身上进行的，但在动物研究和人体实际发生的情况之间，转化联系非常有限。
这意味着研究人员需要投入大量资源，通过大规模人类干预来研究肠道微生物组如何与我们的器官和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的地方，要获得这种科学见解还有很长的路要走。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兴趣日益增长。
也许我们才刚刚开始意识到人体及其内部一切事物的相互关联程度。
刘易斯·马廷是威斯敏斯特大学生生命科学高级讲师。
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