4 探討以益生菌、益生元和後生元改善睡眠品質
4 探討以益生菌、益生元和後生元改善睡眠品質
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國立中興大學動物科學系 李茲泰教授
失眠與益生物質
失眠及日間過度嗜睡可能導致睡眠不足而增加心臟代謝、呼吸系統及腫瘤形成等相關疾病（Chattu et al., 2018），失眠亦對認知功能產生負面影響，進而增加壓力及降低活動力（Orzeł-Gryglewska, 2010）。現行主要治療睡眠障礙較積極之手段仍是投以藥物方式，但長期使用會造成病患生理及心理上之依賴，無法根本解決問題，因此，在各項改善睡眠品質的研究中，以益生菌(probiotics)、益生元(prebiotics)及後生元(postbiotics)之應用，在科學上被認為具有改善睡眠品質並減輕壓力之潛力(如圖一)。
益生菌為單一或混合之活微生物，供人們食用，以改善宿主腸道菌相平衡，主要指乳酸菌和部分酵母菌等(Fuller, 1989)，一般所稱乳酸菌是指利用碳水化合物進行發酵生產多量乳酸之細菌總稱，另外酵母菌屬中之布拉酵母菌亦歸類於益生菌中。益生元為益生菌維持活性所需物質，進一步提高益生菌健康，可改變微生物菌叢的組成，從而促進健康(Glenn et al., 2017)。後生元則是包括益生菌和在腸胃道中代謝益生元後所產生的物質，對健康產生正向影響，且後生元不含有活的益生菌，主要包括有益生菌代謝產物、短鏈脂肪酸(SCFA)、細胞壁片段、功能蛋白、細胞外多醣(EPS)、細胞裂解物、有機酸、抗氧化物質、肽聚醣衍生物等（Carrie et al., 2019）。
腸道菌群與睡眠品質
研究發現腸導菌群之致病微生物增加或有益微生物減少都可能導致失眠或睡眠品質不良的問題（Matenchuk et al., 2020; Simkin, 2019），人體中腸道微生物具有發酵食物、提升免疫系統並產生多種代謝物以調解生理（Cryan and Dinan, 2012），例如部分代謝物及化合物具有神經活性及免疫調節之特性，能影響宿主大腦功能及行為，並進而影響睡眠生理運作（Clarke et al., 2014）。此外，腸道菌群失衡亦影響宿主之壓力與焦慮程度，而壓力與焦慮也與睡眠有雙向相關。腸道微生物之代謝物和影響生理過程之化合物包含短鏈脂肪酸（SCFA）、次級膽汁酸（BA）及神經傳遞物質(如血清素、腎上腺素、多巴胺、食慾素、組胺及乙酰膽鹼及促進睡眠的 Gamma-aminobutyric acid)的分泌，再透過濳在神經、內分泌及免疫反應，影響睡眠生理時鐘基因。在細胞因子中的腫瘤壞死因子α（TNF-α）、介白細胞素-1β（IL-1β）及 IL-18 可抑制清醒促進神經元，但這些細胞因子受皮質醇抑制，提高皮質醇會促進清醒，此外，褪黑激素亦為促進睡眠的激素。
而生理反應遵循晝夜節律，而短鏈脂肪酸及二級膽汁酸都會對時鐘基因之表達產生影響。在健康腸微生物群的狀態，會產生短鏈脂肪酸（SCFA）、膽汁酸（BA）及有益的神經遞質（NT），透過刺繳迷走神經、體循環或時鐘基因表達，發揮抑制或促進作用睡眠，其中部份微生物產生的 SCFA 會降低組織胺濃度，但同時其
他益生菌株也會產生組織胺。
在益生菌治療研究中食用植物乳酸桿菌 PS128 可降低睡眠中斷發生率，同時減輕因高壓工作環境造成的壓力及失眠症狀。另外給予乳酸桿菌NK33 及雙歧桿菌 NK98 可降低抑鬱或焦慮症狀，顯示益生菌對於改善睡眠品質有一定程度的效果，研究中也發現，由於不同國家存在飲食差異，腸道菌群的組成也有所不同，這可能對於相同的治療有部分差異的反應。在進一步研究益生元對於睡眠品質之改善效果中，發現除了能夠避免腸道菌叢失衡並改善睡眠品質外，也能降低焦慮。後生元被認為可以增強睡眠穩定性、改善壓力與焦慮，且進一步防止可能干擾睡眠的代謝變化（如促炎細胞因子及皮質醇）。
以植物乳酸桿菌（PS128）對於輕焦慮和抑鬱之研究中，受植物乳酸桿菌（PS128）治療的失眠患者，在 30 日的治療時程後，以 PS128 能幫助患者進入穩定的深度睡眠，有效的降低抑鬱、疲勞程度、皮質活躍度，並降低睡眠中斷的症狀，改善睡眠品質(Ho et al., 2021)。另給予益生菌NVP-1704（含乳酸桿菌 NK33和雙歧桿菌 NK98），具有焦慮及失眠症狀之健康成人，在 8 週的治療時程，腸道中因雙歧桿菌群及乳酸桿菌群增加，而減少了大腸桿菌數量，並進一步減輕抑鬱及焦慮症狀，且睡眠品質亦有所改善。此外，也使血清白IL-6 降低，因此益生菌NVP-1704 可能有益於心理健康及睡眠品質(Lee et al., 2021)。綜合以上，益生菌、益生元對改善睡眠品質並減輕壓力具潛在效果。
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