Mikrobiota jelitowa znacząco przyczynia się do metabolizmu gospodarza, w tym trawienia składników odżywczych, produkcji witamin czy programowania immunologicznego. Badania coraz wyraźniej wskazują na powiązanie mikrobioty z rytmem okołodobowym poprzez regulację metaboliczną. Oznacza to, że zaburzenia rytmu dobowego nazywane „arytmią okołodobową” mogą zmieniać społeczność jelitową i prowadzić do zaburzeń metabolicznych gospodarza, a także zakłócać homeostazę energetyczną i wpływać na szlaki zapalne gospodarza.
Choć za regulowanie rytmu dobowego w głównej mierze odpowiada nasz centralny zegar biologiczny, to coraz częściej podkreślana jest także ważną rolę tzw. zegarów obwodowych. Są one rozproszone w komórkach naszego ciała, reagując na bodźce nieświetlne, tj. aktywność fizyczną, interakcje zawodowo- społeczne czy porę i rytm spożywanych posiłków. Ten ostatni będzie przede wszystkim wskaźnikiem czasu dla przewodu pokarmowego i naszej mikrobioty.
Po co nam rytm okołodobowy?
Nie da się ukryć, że na przestrzeni ostatnich dekad nasz styl życia uległ radykalnej zmianie – głównie za sprawą postępu technicznego. Zmiany stref czasowych spowodowane podróżowaniem czy nadmierne korzystanie z urządzeń elektronicznych emitujących światło niebieskie (zwłaszcza w godzinach wieczornych) przyczyniły się do zakłócenia rytmu okołodobowego i deharmonizacji procesów biologicznych zachodzących w organizmie. W nowoczesnym, zabieganym świecie nie ma czasu na odpoczynek, a wysypianie się jest dzisiaj postrzegane jako luksus, na który nie wszystkich stać. Życie w zgodzie z rytmem dobowym wpływa korzystnie na przemiany metaboliczne, gospodarkę hormonalną i generalnie wpisuje się w profilaktykę okołozdrowotną, ponieważ jego zakłócenia zwiększają ryzyko chorób przewlekłych i poważnych konsekwencji dla zdrowia.
Rytm okołodobowy trwa około 24 godzin i jest sterowany przez zegar centralny zlokalizowany w jądrze nadskrzyżowaniowym w podwzgórzu. Zegar ten – odbierając sygnały świetlne z siatkówki oka – synchronizuje pracę całego organizmu, dając znać komórkom i zlokalizowanym w nich zegarom obwodowym, jaką mamy aktualnie porę dnia. I choć światło jest najsilniejszym czynnikiem regulującym rytm okołodobowy, to nie jedynym. Istnieją bowiem bodźce nieświetlne nazywane „dawcami czasu”, które także mają wpływ na regulowanie obwodowych zegarów [2].
Wymienia się tutaj:
- aktywność zawodową i społeczną,
- aktywność fizyczną,
- rytm i porę spożywania posiłków.
Szczególnie ciekawy wydaje się ostatni podpunkt poświęcony diecie i rytmiczności posiłków. Badania ostatnich lat wyraźnie wskazują, że to, o jakiej porze jemy i w jakim wycinku doby może przekładać się na regulowanie rytmu dobowego, również poprzez wpływ na mikrobiotę jelitową.
Okna żywieniowe a mikrobiota
Pora spożywanych posiłków nadaje aktywność pracy przewodu pokarmowego, w tym mikrobioty, która ulega okołodobowej dynamice. Badania przedkliniczne, jak i z udziałem ludzi sugerują, że mikrobiota podlega rytmom dobowym. Badania na gryzoniach wykazały, że interakcje mikrobioty z układem odpornościowym czy wątrobą są zmienne w ciągu doby i uzależnione m.in. od posiłków [3]. Ponadto spożywanie posiłków w wąskim wycinku doby przez myszy (dieta była bogatokaloryczna, bez „ścinania kalorii”, ale w krótkim przedziale czasowym trwającym < 12 godzin) spowodowało efekt ochronny przed nadmiernym tyciem. Odnotowano także zmniejszenie stanu zapalnego, lepszą tolerancję glukozy i zmniejszenie oporności na insulinę. Inne badanie na modelu zwierzęcym wykazało, że spożywanie pokarmów w wąskim wycinku doby wpływało na zwiększenie różnorodności mikrobioty i zmniejszenie liczebności bakterii wiązanych z otyłością [4,5]. Więcej na ten temat pisałam tutaj.
Komunikacja między drobnoustrojami a jelitem zachodzi częściej podczas posiłków, wywołując dalekosiężne skutki w postaci ekspresji genów w układzie odpornościowym, komórkach jelit, wątroby czy mózgu.
Istnieje coraz więcej dowodów na korzystny wpływ jedzenia „w oknie żywieniowym” również w badaniach z udziałem ludzi. Wiele badań (choć nie wszystkie) podkreśla utratę masy ciała, a także korzystny wpływ jedzenia w wąskim oknie czasowym na układ sercowo- naczyniowy u osób z otyłością, zespołem metabolicznym lub cukrzycą typu 2. Jednak w kontekście regulacji poziomu glukozy badania sugerują, że dopiero bardziej rygorystyczne okna żywieniowe (6-8 godzin) mogą skutecznie poprawiać wrażliwość na insulinę, ale pozostaje pytanie o praktyczny aspekt takich interwencji (czyli jak realistyczne jest to, że taki sposób odżywiania będzie utrzymany na co dzień). Ponadto dłuższe okresy postu, pomijające śniadania, wiążą się ze zwiększoną śmiertelnością, szczególnie w przypadku współistniejących chorób układu krążenia. W badaniu Longo i wsp. (2022) podsumowano, że idealny okres okna żywieniowego powinien wynosić ok. 11–12 godzin z postem nocnym. Należy czekać na kolejne badania, które odpowiedzą na pytania dotyczące długości okna żywieniowego jako bezpiecznego i przede wszystkim wykonalnego w codziennym życiu [6].
Pionierskie badania przytoczone powyżej otwierają niejako nowe spojrzenie na profilaktykę chorób przewlekłych. Dbanie o rytm okołodobowy, w tym także o mikrobiotę, może wspierać odbudowę zdrowia metabolicznego. Zarówno dieta, jak i aktywność fizyczna mają ogromny wpływ na jakość mikrobów tworzących społeczność jelitową. Kiepskie nawyki żywieniowe, siedzący tryb życia, brak higieny snu i permanentny stres prowadzą do jej zaburzeń (tzw. dysbiozy). Przekłada się to nisko poziomową, układową aktywację odpornościową w wyniku zakłóceń w komunikacji między drobnoustrojami jelitowymi a zlokalizowanymi w jelicie komórkami odpornościowymi. Zmiany w strukturze i funkcji mikrobioty (w tym zaburzenia integralności bariery jelitowej) są wystarczające do rozwoju zespołu metabolicznego, stanowiącego największe obecnie obciążenie chorobami przewlekłymi na całym świecie [7].
Dodatkowo badania wykazują, że poza siedzącym trybem życia czy kiepską dietą wpływ na jakość mikrobów ma sen – zarówno jego długość jest ważna, jak i jakość. W zaburzeniach metabolicznych związanych z deprywacją snu może w rzeczywistości pośredniczyć przerost określonych bakterii jelitowych. Z drugiej strony produkty końcowe gatunków bakterii rosnące w odpowiedzi na bezsenność mogą wywoływać zmęczenie. Generalnie dobrej jakości sen może w znacznym stopniu wspierać różnorodność mikrobioty. Co ciekawe, sugeruje się, że suplementacja probiotyczna także może poprawiać subiektywną jakość snu [2].
Metabolity drobnoustrojów jelitowych wpływają na ekspresję genów zegara centralnego i wątrobowego oraz długość snu u gospodarza. Zarówno fragmentacja snu, jak i krótki czas snu są związane z dysbiozą jelit, która może być spowodowana aktywacją osi podwzgórze- przysadka-nadnercza.
Światło jest najważniejszym czynnikiem regulującym rytm okołodobowy – siatkówka oka, odbierając je z otoczenia, informuje nasz centralny zegar biologiczny o porze dnia. Jednak obwodowe zegary w komórkach ciała podlegają także regulacji innym wskaźnikom czasu nazywanych „dawcami czas” czy „zeitgeber”. Poza rytmem posiłków dawcą czasu jest aktywność fizyczna (komunikat dla naszych mięśni), aktywność społeczno- zawodowa (która narzuca rytm pracy mózgowi), a także wspomniany wcześniej rytm posiłków w ciągu doby, który reguluje aktywność mikrobioty i całego przewodu pokarmowego.
Dbaj o dietę probiotyczną i higienę snu
Życie w zgodzie z rytmem okołodobowym jest korzystne dla zdrowia metabolicznego, długowieczności i idealnie wpisuje się w profilaktykę okołozdrowotną. Szybki tryb życia, a także nadmiar obowiązków na co dzień powodują, że deprywacja snu, spożywanie „śmieciowej” żywności w pośpiechu i brak ruchu wpisały się już w standardowy model życia w 21. wieku. Często nazywa się to „społecznym jet lagiem”, który oznacza niezgodność między funkcjonowaniem zegarów biologicznych a naszej aktywności zawodowo-społecznej. Obejmuje to choćby pracę w zamkniętych budynkach w ciągu dnia, kiedy powinniśmy wystawiać się na światło dziennie. Jednocześnie pora wieczorna powinna sprzyjać wyciszeniu i wraz ze zmierzchem skłaniać nas do snu – tymczasem nierzadko mamy do czynienia z pracą po godzinach i naświetlaniu się sztucznym, niebieskim światłem z ekranu komputera. Zaburza to wydzielanie melatoniny, a tym samym rytm okołodobowy.
Coraz częściej podkreśla się, aby w miarę możliwości, w ciągu dnia eksponować się na światło dzienne, a z kolei wieczorem – ok. 2 godzin przed pójściem spać, starać się ograniczyć światło niebieskie z monitorów. Warto wpisać w swój kalendarz obowiązkowe, 15-minutowe spotkanie z naturą i świeżym powietrzem jako kolejny punkt na liście dnia do odhaczenia. Potraktujmy to jak polecenie służbowe (mnie już weszło w nawyk).
Światło niebieskie emitowane przez ekrany telefonów, telewizorów czy komputerów naśladuje światło dzienne – wieczorna ekspozycja zmniejsza wydzielanie melatoniny – nadrzędnego hormonu snu, który steruje rytmem okołodobowym.
Wartym uwagi punktem jest też spożywanie kawy – zatrzymajmy się tu na chwilę. Kawa, która jest źródłem kofeiny (ale także zielona herbata, kakao, gorzka czekolada) także może powodować zakłócenia snu, jeżeli będzie spożyta zbyt późno. Każdy z nas ma inną wrażliwość na kofeinę – jej metabolizm jest indywidualny i mocno uwarunkowany genetyką (a dokładniej polimorfizmem w genie kodującym receptor adenozynowy). Uwzględniając czas rozpadu kofeiny, ostatnia kawa powinna być wypijana ok. 6 godzin przed pójściem spać – warto zwrócić uwagę na ten aspekt.
Badania wskazują też, że poranne picie kawy (od razu po przebudzeniu) także może być niekorzystne dla poziomu energii w ciągu dnia. Rano wybudza nas kortyzol – hormon stresu, który osiąga maksymalne stężenie właśnie w godzinach porannych i „wyciąga” nas z łóżka. Spożycie kawy od razu po wstaniu może podbijać wysoki już poziom kortyzolu i nasilać jego pobudzające działanie, co później powoduje przysłowiowy „zjazd energetyczny”. Sugeruje się, aby spróbować opóźnić rytuał kawowy i pierwszą kawę spożyć ok. 2 godziny po przebudzeniu i sprawdzić, czy taka zmiana nie przekłada się korzystnie na poziom energii w dalszej części dnia. Badania sugerują, że zawarte w kawie związki (kofeina, polifenole) korzystnie wpływają na mikrobiotę (odnotowano wzrost korzystnych dla zdrowia Bacteroides i Prevotella) [9].
Dbałość o higienę snu to także prawidłowe przygotowanie sypialni do snu (wietrzenie, olejki eteryczne), analogowe wieczory z książką w papierze, unikanie alkoholu (mimo że ułatwia zasypianie, mocno zaburza fazę REM snu, czyli marzeń sennych). Pamiętajmy także o stosowaniu diety bazującej w dużej mierze na pokarmach roślinnych (mocno zasilają naszą mikrobiotę), a także regularnych porach spożywania posiłków. Probiotykoterapia celowana także może być wsparciem w modulowaniu mikrobioty, zwiększaniu jej bioróżnorodności, co będzie pomocne w regulowaniu rytmu okołodobowego. Ważne jednak, aby probiotyki, które wybierzemy cechowała wysoka jakość i badania potwierdzające skuteczność. Cały artykuł na temat diety i suplementacji probiotycznej popełniłam tutaj.
Podsumowanie
Nowoczesny styl życia narzuca nam funkcjonowanie w innym rytmie niż wymyśliła to sobie natura. Rytm okołodobowy synchronizuje pracę układów i procesów biologicznych zachodzących cyklicznie w naszym organizmie, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania. Wyniki dotychczasowych badań jasno wskazują, że poza światłem wiele bodźców nieświetlnych zawiaduje pracą zegarów obwodowych zlokalizowanych w komórkach naszego ciała i są to przede wszystkim: aktywność fizyczna, społeczna oraz rytmiczność posiłków.
Podkreślana jest także obustronna relacja mikrobioty z rytmem okołodobowym. „Arytmia” okołodobowa, powodując dysbiozę jelit, może prowadzić do zaburzeń metabolicznych i odwrotnie: zmiany w mikrobiocie mogą wpływać na rytm okołodobowy gospodarza.
Kluczowa jest zatem dbałość o dobrą jakość snu, spożywanie pokarmów o regularnych porach (kolację 2-3 godziny przed snem), posty nocne (co skutkuje także wzrostem korzystnej dla zdrowia metabolicznego Akkermansii), ekspozycja na światło dzienne, a unikanie niebieskiego wieczorem. Pamiętajmy także o odpowiednim lokowaniu w ciągu dnia stymulantów (tj. kofeiny) oraz unikaniu nadmiaru alkoholu.
Rozmowa na temat zależności między rytmem okołodobowym a mikrobiotą jest dostępna na moim Instagramie <klik>.
Bibliografia:
[1] Frazier K, Chang EB. Intersection of the Gut Microbiome and Circadian Rhythms in Metabolism. Trends Endocrinol Metab. 2020 Jan;31(1):25-36.
[2] Matenchuk BA, Mandhane PJ, Kozyrskyj AL. Sleep, circadian rhythm, and gut microbiota. Sleep Med Rev. 2020 Oct;53: 101340.
[3] Leone V, Gibbons SM, Martinez K et al. Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism. Cell Host Microbe. 2015 May 13;17(5):681-9.
[4] Chaix A, Manoogian ENC, Melkani GC, Panda S. Time-Restricted Eating to Prevent and Manage Chronic Metabolic Diseases. Annu Rev Nutr. 2019 Aug 21;39:291-315.
[5] Chaix A, Lin T, Le HD et al. Time-Restricted Feeding Prevents Obesity and Metabolic Syndrome in Mice Lacking a Circadian Clock. Cell Metab. 2019 Feb 5;29(2):303-319.e4.
[6] Longo VD, Anderson RM. Nutrition, longevity and disease: From molecular mechanisms to interventions. Cell. 2022 Apr 28;185(9):1455-1470.
[7] Bishehsari F, Voigt RM, Keshavarzian A. Circadian rhythms and the gut microbiota: from the metabolic syndrome to cancer. Nat Rev Endocrinol. 2020 Dec;16(12):731-739.
[8] Lovallo WR, Whitsett TL, al’Absi M et al. Caffeine stimulation of cortisol secretion across the waking hours in relation to caffeine intake levels. Psychosom Med. 2005 Sep-Oct;67(5):734-9
[9] Paoli A, Tinsley G, Bianco A et al. The Influence of Meal Frequency and Timing on Health in Humans: The Role of Fasting. Nutrients. 2019 Mar 28;11(4):719
Wpis powstał we współpracy z Sanprobi.
Grafiki: Unsplash
