Bacillus coagulans IDCC 1201的促眠效果及其机制：来自小鼠戊巴比妥诱导睡眠和脑电图分析的证据

《Food & Function》：Sleep-promoting effects and mechanisms of Bacillus coagulans IDCC 1201: evidence from pentobarbital-induced sleep and electroencephalography analysis in mice

本研究评估了Bacillus coagulans IDCC 1201通过GABA能系统改善睡眠的潜力。通过药理模型和EEG分析发现，该菌株显著缩短睡眠潜伏期（与右佐匹克隆相当），延长睡眠时长，且长期使用无耐受或戒断反应。机制研究表明其通过激活GABA-A受体介导的抑制性神经传导发挥作用，同时维持睡眠深度（delta波活性稳定）。肠道菌群分析显示其重塑菌群结构，增加神经保护相关菌种，降低能量代谢中间产物，提示通过肠-脑轴调节睡眠。该益生菌作为天然替代品具有临床应用潜力。

　　近年来，科学家们对益生菌在调节睡眠方面的作用进行了广泛而深入的研究。这些研究主要聚焦于益生菌如何通过影响神经递质途径，特别是γ-氨基丁酸（GABA）系统，来改善睡眠质量。GABA作为一种主要的抑制性神经递质，在中枢神经系统中具有降低神经兴奋性、促进放松的重要功能，对睡眠的启动和维持起着关键作用。因此，能够增强GABA生成或调节GABA信号的益生菌，被认为可能在改善睡眠方面具有潜在价值。

本研究重点探讨了一种名为*Bacillus coagulans* IDCC 1201的益生菌株。该菌株被发现具有较高的GABA生产能力，仅次于*Lactobacillus johnsonii* IDCC 9203。研究通过使用戊巴比妥酸诱导睡眠模型和基于脑电图（EEG）的睡眠结构分析，评估了该菌株的促眠效果。结果显示，*B. coagulans* IDCC 1201在每日≥1×10? CFU剂量下，能够显著缩短入睡时间并延长睡眠时长，其效果与氯胺酮（doxepin hydrochloride）相当。进一步的机制研究表明，当该菌株与GABA受体拮抗剂氟马西尼（flumazenil）联合使用时，其促眠效果被完全阻断，这表明其作用机制与GABA系统密切相关。此外，长期的EEG研究显示，*B. coagulans* IDCC 1201的摄入可以持续增加非快速眼动睡眠（NREMS）时间，而不会影响清醒状态的稳定性。相比之下，传统药物如佐匹克隆（zolpidem）在使用三周后其效果逐渐减弱，而*B. coagulans* IDCC 1201则能保持稳定的促眠效果，且未表现出耐受性或戒断症状。这种对睡眠质量的维持能力，使其在作为天然替代品方面展现出显著优势。

益生菌在睡眠调节中的作用不仅限于其直接的促眠效果，还可能通过复杂的机制，如调节肠道微生物群的结构和功能，间接影响神经系统的活动。GABA作为肠道微生物产生的一种重要神经递质，通过微生物-肠道-大脑轴（microbiota-gut-brain axis）与中枢神经系统发生交互作用。一些研究发现，某些益生菌如*Lactobacillus*和*Bifidobacterium*能够增强GABA的生成，并通过调节GABA受体信号来改善焦虑和睡眠问题。此外，*Bacillus coagulans*也被证实具有GABA生成能力，这使得它在改善睡眠和减轻压力方面具有独特的优势。

现代生活节奏加快，导致越来越多的人出现睡眠障碍和失眠现象。传统的睡眠药物虽然在短期内有效，但长期使用可能带来诸如耐受性、依赖性、戒断反应、认知功能下降以及次日嗜睡等副作用。因此，寻找一种天然、安全且高效的替代疗法成为当前研究的热点。本研究的发现为这一方向提供了新的思路，即通过益生菌调节GABA系统，从而实现对睡眠的长期改善。

在实验设计方面，研究采用了两种不同的小鼠模型来评估益生菌的促眠效果。其中，ICR小鼠被用于评估戊巴比妥酸诱导睡眠的急性效果，而C57BL/6N小鼠则用于分析长期口服益生菌对睡眠结构和昼夜节律的影响。研究者发现，*B. coagulans* IDCC 1201在不同时间点均能显著改善睡眠质量，特别是通过延长NREMS时间、减少清醒时间，以及提升睡眠的连续性。相比之下，佐匹克隆虽然在短期内有效，但其效果会随着时间推移而减弱，且在使用三周后表现出明显的耐受性。

研究还通过代谢组学和宏基因组学的方法，进一步揭示了*B. coagulans* IDCC 1201对肠道微生物群和宿主代谢的影响。代谢组学分析表明，该菌株能够显著改变与能量代谢、神经递质合成及氧化应激相关的代谢物水平。例如，它能够减少三羧酸循环（TCA cycle）中间产物和兴奋性氨基酸的浓度，同时提升与血清素和多巴胺通路相关的代谢物，以及α-生育酚等抗氧化物质的水平。这些变化不仅有助于改善睡眠质量，还可能对宿主的情绪调节和免疫功能产生积极影响。

宏基因组学分析则显示，*B. coagulans* IDCC 1201的摄入显著增加了肠道微生物群的多样性，同时维持了其组成结构的稳定性。这种变化可能反映了该菌株对肠道微生物生态的积极调控，而佐匹克隆则导致了微生物群的失衡，表现为多样性下降和某些菌群的过度富集。这些发现表明，*B. coagulans* IDCC 1201不仅能够直接促进睡眠，还可能通过改善肠道菌群结构，间接影响神经系统的功能，从而达到更全面的健康改善效果。

此外，研究还探讨了*B. coagulans* IDCC 1201在不同剂量下的促眠效果。结果显示，该菌株在1×10? CFU/天剂量时已表现出最佳的促眠效果，且在更高剂量下未进一步提升效果，表明其存在剂量饱和效应。这一发现对于实际应用具有重要意义，因为它意味着在保证效果的前提下，可以使用相对较低的剂量，从而减少可能的副作用和提高临床适用性。

在机制研究方面，研究进一步确认了*B. coagulans* IDCC 1201的促眠作用是通过GABA受体的BZD结合位点实现的。当该菌株与GABA受体拮抗剂联合使用时，其促眠效果被完全抑制，这表明其作用机制与GABA系统密切相关。相比之下，佐匹克隆的促眠效果也依赖于GABA受体，但其效果会随时间减弱，并且伴随着delta波活动的下降，这可能意味着其对睡眠深度和质量的负面影响。因此，*B. coagulans* IDCC 1201在维持delta波活动的同时，表现出更稳定的促眠效果，这一特性使其在长期使用中更具优势。

值得注意的是，*B. coagulans* IDCC 1201作为一种芽孢形成菌，具有较强的胃肠道稳定性和存活能力。这种特性使其在复杂的胃肠道环境中能够更好地定植并发挥功能，从而为持续的睡眠调节提供保障。此外，该菌株的代谢产物能够影响宿主的神经递质平衡和能量代谢，这为理解其在睡眠调控中的作用机制提供了新的视角。

研究还强调了益生菌在改善睡眠质量方面的潜在临床应用。对于一些无法使用传统药物的患者，如老年人或患有慢性失眠的人群，*B. coagulans* IDCC 1201可能提供一种更安全、更可持续的解决方案。它不仅能够改善睡眠时长和入睡时间，还能够在长期使用中保持其效果，而不会引发耐受性或戒断反应。这种特性使得它在长期睡眠管理中具有独特的优势。

尽管本研究在小鼠模型中取得了积极的成果，但将其应用于人类还需要进一步的验证。目前已有研究指出，*B. coagulans* IDCC 1201在人体中表现出良好的安全性，并且长期摄入未报告不良反应。因此，未来的研究可以围绕其在人类中的促眠效果展开，特别是结合多导睡眠图（polysomnography）和相关生物标志物的分析，以确认其在临床中的实际应用价值。

综上所述，*Bacillus coagulans* IDCC 1201作为一种高GABA生产菌株，展现了在改善睡眠方面的巨大潜力。其作用机制涉及GABA系统的调节，同时通过影响肠道微生物群和代谢途径，为睡眠质量的提升提供了多层面的支持。该菌株不仅能够有效缩短入睡时间、延长睡眠时长，还能在长期使用中保持稳定的效果，避免传统药物带来的耐受性和戒断反应。因此，它被认为是未来开发天然睡眠辅助产品的一个重要候选者。然而，进一步的临床研究和长期跟踪仍然是必要的，以全面评估其在人体中的安全性与有效性，并探索其在不同人群中的适用性。