短期間の睡眠制限は腸内細菌叢にどのような影響を与えるか？
短期間の睡眠制限は腸内細菌叢にどのような影響を与えるか？
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タルン・サイ・ロンテ（Tarun Sai Lomte
By Tarun Sai LomteJan 9 2023
レビュー：Aimee Molineux
Scientific Reports誌に掲載された最近の研究で、米国の研究者らは、睡眠制限が腸内細菌叢の構成と腸管透過性に及ぼす影響を調査しました。
腸内細菌叢は、睡眠障害/不十分な睡眠に関連する健康への悪影響のメディエーターとして、ますます深く関与するようになってきている。例えば、げっ歯類の睡眠不足と断片化は、腸内細菌組成を変化させ、炎症、腸管バリアー損傷、腸管透過性を引き起こす可能性があります。しかし、このような影響がヒトでどの程度発生するかはまだ不明です。
ある研究では、成人の40時間の完全睡眠不足の後、腸内細菌叢の組成の変化と視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸活性化、炎症、腸管透過性のマーカーの増加が観察されました。しかし、他の研究では、睡眠制限後の腸内細菌叢組成の変化はない、あるいはわずかであると報告されています。
研究内容 重度の短期睡眠制限は、健康な若い男性の腸内細菌叢の豊かさを減少させるが、腸管透過性を変化させない。画像引用元：Design_Cells / ShutterstockStudy: 重度の短期睡眠制限は、健康な若い男性の腸内細菌叢の豊かさを減少させるが、腸管透過性を変化させない。画像引用元：Design_Cells / Shutterstock
本研究について
本研究では、研究者らは、成人の腸管透過性と腸内細菌叢組成に対する短期間の重度の睡眠不足の影響を明らかにした。対象者は、肥満度が30kg/m2未満で、1日7～9時間の規則的な睡眠パターンを持つ17～45歳の健康な成人で、過去3カ月間に抗生物質を使用しておらず、神経疾患、心代謝疾患、胃腸疾患の既往歴がない人としました。
プロバイオティクスや栄養補助食品の摂取は、試験前2週間と試験期間中は禁止された。さらに、研究者は3日間、十分な睡眠（AS）［7〜9時間睡眠／夜］と睡眠制限（SR）［2時間睡眠／夜］の2つの条件を含む無作為クロスオーバーデザインを実施した。
SR/ASの順番はランダムに決められ、SRがASに先行する場合は21日間のウォッシュアウト期間、ASがSRに先行する場合は7日間のウォッシュアウト期間で相を分けた。参加者にはエネルギーバランスを考慮した食事が提供され、両期間中、低強度の運動が行われた。AS/SRの48時間後に便を採取し、微生物組成を調査した。
DNAの抽出と定量を行い、16S rRNAの塩基配列を決定した。腸管透過性は、AS/SRの72時間後に二重糖質吸収試験で検査された。マンニトールとラクチュロースを水に溶かした飲料を摂取し、その後5時間以内に出た尿を採取して評価した。
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糖質濃度は高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いて測定した。SR1日目、4日目、AS4日目の朝に空腹時血液を採取した。血清中の高感度C反応性タンパク質（hsCRP）およびコルチゾール濃度を定量化した。線形混合モデルを用いて、ASとSRの血清バイオマーカー、α-ダイバーシティ、腸管透過性を評価した。
所見
男性24名が無作為化され、19名が研究に参加した。自己申告による平日の平均起床時間は、アクチグラフのデータと一致した。睡眠時間は、SRで125分/夜、ASで449分/夜であった。平均エネルギー摂取量は、SRの方がASよりわずかに多かった。しかし、エネルギー収支の推定値には条件間の差はなかった。
提供されたもの以外の飲料・食品を摂取した参加者はいなかった。血清コルチゾール値はSR1日目から4日目まで低下し、SR4日目はAS4日目と比較して低いままであった。hsCRP濃度は、SR1日目と4日目、SRとAS4日目の間で差はなかった。尿量は睡眠条件によって差がなく、マンニトールやラクチュロースの排泄量やラクチュロースとマンニトールの比率は、ASとSRの間で差がなかった。
便の粘性は各条件で差がなかった。便サンプルは中央値で39,195リードを生成し、条件による差はなかった。リードは12門98属3275種のアンプリコンシークエンスバリアント（ASV）に割り当てられた。UniFrac距離とBray-Curtis非類似度を用いた主座標分析（PCoA）により、SRによる微生物群集組成のシフトは認められなかった。
α-diversityは、SR期間中はAS期間中よりも21%減少した。同時に、シンプソン多様性指数とシャノン多様性指数には条件間の差がなく、SRは群集の豊かさを減少させたが、均等性には影響を与えなかったことを示唆するものであった。現存量解析では、9つのASV、3つの属、0つの門が相対現存量に有意差を示さなかった。
注目すべきは、Ruminococcaceaeの1つのASVが、偽発見率調整後に有意な差を示したことで、SR中の豊かさの低下は、希少な分類群の消失に起因する可能性があることが示唆された。血清コルチゾールレベルの条件間の差は、ラクチュロースとマンニトールの比率の差と相関していたが、それ以外の相関は見られなかった。
結論
要約すると、本研究では、3日間連続で睡眠を1日2時間に制限すると、腸管透過性や有病性分類群の相対量に影響を与えることなく、腸内細菌叢の群集の豊かさを低下させることができることが示された。この群集組成の低下は、希少な分類群の消失に起因している可能性がある。このことは、腸内細菌叢の機能的レパートリーを減少させるため、睡眠制限を繰り返す集団にとって重要である。
雑誌掲載
Karl JP, Whitney CC, Wilson MA, et al.重度の短期睡眠制限は、健康な若い男性の腸内細菌叢の豊かさを減少させるが、腸管透過性は変化させない。Sci Rep, 2023, DOI: 10.1038/s41598-023-27463-0, https://www.nature.com/articles/s41598-023-27463-0
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投稿先 メンズヘルスニュース｜医学研究ニュース｜ウィメンズヘルスニュース
タグ 血液、ボディマス指数、カーディオメタボリック、クロマトグラフィー、コルチゾール、C反応性タンパク質、食事、DNA、断食、食品、炎症、液体クロマトグラフィー、マイクロバイオーム、プロバイオティクス、タンパク質、睡眠、補助食品
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タルン サイ ロムテ
執筆者
タルン サイ ロムテ
Tarunは、ハイデラバード、インドに拠点を置く作家です。彼はハイデラバードの大学でバイオテクノロジーの修士号を持っており、科学的研究に熱心である。研究論文や文献レビューを読むのが好きで、書くことに情熱を注いでいる。