image: Schematic representation of sleep-microbiome interactions through the microbiota-gut-brain axis. Signals originating from the gut microbiome influence the sleep-wake cycle by modulating the flip-flop switch that governs these states. Sleep-promoting signals, such as butyrate, GABA, and melatonin, are received by sleep-related nuclei, while wakefulness-related signals, including 5-HT, orexin (ORX), and histamine (His), are detected by the sleep-related nuclei. The microbiota-gut-brain axis regulates sleep and wakefulness via three key pathways: Immune pathways, gut-derived immune factors are transmitted via the bloodstream and vagal afferents to modulate immune responses and microglial activation, affecting sleep regulation; Neural pathways, where gut microbes and their metabolites impact the enteric nervous system (ENS) and interact with afferent vagal pathways to influence sleep-related brain regions and circuits. Besides, the gut microbiota and their metabolites are also able to send signals to sleep-related brain regions through hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis. Metabolic and endocrine pathways, gut-derived neurotransmitters, and metabolites, such as bile acids (BAs) and short-chain fatty acids (SCFAs), can influence sleep through systemic circulation. Additionally, stress-induced activation of the HPA axis can alter sleep and gut microbiota composition. The regulation of sleep by central and peripheral signals maintains a dynamic balance, with bidirectional interactions between sleep and gut microbiota supporting optimal function. GABA, γ -aminobutyric acid; MT, melatonin; His, histamine; 5-HT, 5-hydroxytryptamine; ORX, orexin; HPA, hypothalamic-pituitary-adrenal axis; ACTH, adrenocorticotrophic hormone; BAs, bile acids; SCFAs, short-chain fatty acids.
Credit: Lin Lu
New York, New York, 4. November 2025 – Eine heute in Brain Medicine veröffentlichte umfassende Übersichtsarbeit beleuchtet die komplexen Zusammenhänge zwischen der Darmmikrobiota und der Schlafregulation und etabliert die Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse als kritischen Weg zum Verständnis und zur potenziellen Behandlung von Schlafstörungen. Die Forschung, geleitet von Professor Lin Lu vom Sechsten Krankenhaus der Peking-Universität und einem internationalen Team von Mitarbeitern aus Institutionen in China und den Vereinigten Staaten, synthetisiert aktuelle Erkenntnisse darüber, wie die Billionen von Bakterien in unserem Verdauungssystem direkt und indirekt unsere Schlaf-Wach-Zyklen beeinflussen.
Schlafstörungen betreffen Millionen Menschen weltweit, wobei Erkrankungen von chronischer Insomnie und obstruktiver Schlafapnoe bis hin zu zirkadianen Rhythmusstörungen die körperliche Gesundheit, kognitive Funktion und emotionales Wohlbefinden erheblich beeinträchtigen. Obwohl Schlaf als fundamentale physiologische Säule des Lebens anerkannt wird und eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung der allgemeinen Gesundheit spielt, bleibt die vollständige Komplexität der Schlafregulation unvollständig verstanden. Während bedeutende Fortschritte die Mechanismen des zentralen Nervensystems, die den Schlaf regulieren, erhellt haben, offenbart diese Übersichtsarbeit die entscheidende, aber oft übersehene Rolle peripherer Organe, insbesondere des Verdauungssystems, bei der Modulation von Hirnfunktion und Verhalten.
Die Mikrobiota-Darm-Hirn-Verbindung
Der menschliche Darm beherbergt ein vielfältiges Ökosystem von Mikroorganismen, die bidirektional mit dem zentralen Nervensystem über mehrere Wege kommunizieren. Diese umfassen direkte neuronale Verbindungen über den Vagusnerv, Signalgebung des Immunsystems und die Produktion bioaktiver Metaboliten, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. "Die Darmmikrobiota wird zunehmend als Schlüsselakteur in der neurologischen und psychiatrischen Gesundheit anerkannt", erklärt Professor Lu. "Unsere Übersichtsarbeit zeigt, dass Störungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota eng mit Schlafstörungen bei mehreren Erkrankungen verbunden sind."
Das Forschungsteam untersuchte Evidenz aus klinischen Humanstudien und Tiermodellen und offenbarte konsistente Muster mikrobieller Dysbiose (ein Ungleichgewicht in den Darmbakteriengemeinschaften) bei Personen mit Schlafstörungen. Bemerkenswert ist, dass Patienten mit chronischer Insomnie eine verringerte mikrobielle Diversität und veränderte Häufigkeiten spezifischer Bakterienfamilien im Vergleich zu gesunden Kontrollen aufweisen. Ähnliche Muster zeigen sich bei obstruktiver Schlafapnoe, wo reduzierte Werte nützlicher Bakterien mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren.
Jüngste Fortschritte in der Mikrobiomforschung sind über einfache Korrelationsstudien hinausgegangen zu hypothesengesteuerten Untersuchungen, die Verbindungen auf molekularer Ebene zwischen Mikrobiom und schlafbezogenen Erkrankungen aufdecken. Diese Entwicklungen sind essenziell für das Verständnis, wie die Mikrobiota den Schlaf beeinflusst, und für die Entwicklung gezielter Therapien zur wirksamen Behandlung von Schlafstörungen.
Mechanismen, die Darm und Schlaf verbinden
Die Übersichtsarbeit identifiziert mehrere biologische Wege, über die die Darmmikrobiota die Schlafregulation beeinflusst und ein komplexes Netz metabolischer, neurologischer und immunologischer Interaktionen schafft. Mikrobielle Metaboliten spielen eine zentrale Rolle, wobei kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat in mehreren Studien schützende Effekte gegen Schlafstörungen zeigen. Diese Verbindungen, die durch bakterielle Fermentation von Nahrungsfasern produziert werden, können Entzündungen modulieren, Darmbarrieren stärken und für den Schlaf kritische Neurotransmittersysteme beeinflussen. Klinische Studien haben gezeigt, dass Natriumbutyrat-Supplementierung die Schlafqualität bei Patienten mit aktiver Colitis ulcerosa verbessert, während Tierstudien zeigen, dass Butyrat entzündliche Reaktionen und Gedächtnisbeeinträchtigung lindert, die durch Schlafentzug induziert werden.
Gallensäuren stellen eine weitere wichtige Klasse mikrobieller Metaboliten dar, die den Schlaf beeinflussen. Die Forschung zeigt, dass chronische Insomnie mit erhöhten Werten primärer Gallensäuren, einschließlich Murocholsäure und Norcholsäure, sowie reduzierten sekundären Gallensäuren wie Isolithocholsäure, Lithocholsäure und Ursodeoxycholsäure assoziiert ist. Dieses Muster korreliert mit spezifischen Darmbakterienpopulationen, insbesondere verringerten Häufigkeiten von Ruminococcaceae-Arten, und kann zum kardiometabolischen Krankheitsrisiko bei Personen mit Schlafentzug beitragen. Diese Befunde legen nahe, dass die Mikrobiota-Gallensäure-Achse eine kritische Rolle bei der Auswirkung chronischer Insomnie auf die kardiovaskuläre und metabolische Gesundheit spielt.
Die Mikrobiota beeinflusst auch die Produktion von Neurotransmittern, die direkt an der Schlafregulation beteiligt sind. Bestimmte Darmbakterien, einschließlich Stämmen von Lactobacillus und Bifidobacterium, besitzen Gene, die Glutamat-Decarboxylase kodieren, welche die Produktion von Gamma-Aminobuttersäure (GABA) erleichtert, einem primären inhibitorischen Neurotransmitter, der den Schlaf fördert. Studien mit Elektroenzephalographie haben gezeigt, dass die orale GABA-Aufnahme Veränderungen in Hirnantworten induziert, was darauf hinweist, dass über den Darm produziertes oder supplementiertes GABA die Aktivität des zentralen Nervensystems und die Schlafarchitektur beeinflussen kann.
Darüber hinaus werden über neunzig Prozent des körpereigenen Serotonins im Darm synthetisiert, wobei Darmbakterien als Hauptproduzenten dienen, insbesondere im neonatalen Darm. Serotoninkonzentrationen schwanken rhythmisch während des Schlaf-Wach-Zyklus, erreichen ihren Höhepunkt während des Wachzustands und ihre niedrigsten Werte während des REM-Schlafs. Schlafentzogene Mäuse zeigen einen veränderten Tryptophan-Metabolismus (den Vorläufer von Serotonin und Melatonin), Veränderungen, die mikrobiomaabhängig und im Darm lokalisiert sind. Der Gastrointestinaltrakt ist auch die bedeutendste extrapineale Quelle von Melatonin, mit Konzentrationen, die bis zu vierhundertmal höher sind als im Plasma, was die entscheidende Rolle des Darms bei der Regulierung zirkadianer Rhythmen und des Schlafs unterstreicht.
Evidenz über Schlafstörungen hinweg
Die Übersichtsarbeit untersucht systematisch mikrobielle Veränderungen bei wichtigen Schlafstörungen und zeigt sowohl störungsspezifische Veränderungen als auch konvergente Muster. Bei Insomnie, der häufigsten Schlafstörung, zeigen Studien mit Tausenden von Teilnehmern konsistente Abnahmen nützlicher Bakteriengattungen sowie Verschiebungen in Metabolitenprofilen. Eine wegweisende Studie mit 6.398 Teilnehmern fand signifikante Unterschiede in der mikrobiellen Beta-Diversität zwischen Patienten mit chronischer Insomnie und gesunden Personen, wobei chronische Insomnie mit niedrigeren Werten spezifischer Ruminococcaceae-Arten assoziiert war. Diese bakteriellen Veränderungen vermittelten die inverse Assoziation zwischen chronischer Insomnie und kardiometabolischen Erkrankungen durch Gallensäureveränderungen.
Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe zeigen reduzierte Alpha-Diversität (ein Maß für die Gesundheit des mikrobiellen Ökosystems), wobei spezifische bakterielle Taxa mit klinischen Schweregradmarkern korrelieren, einschließlich des Apnoe-Hypopnoe-Index und Sauerstoffsättigungsparametern. Kinder und Erwachsene mit obstruktiver Schlafapnoe zeigen verringerte Häufigkeiten von Ruminococcaceae, was darauf hindeutet, dass dies ein relativ robustes Merkmal der Erkrankung sein könnte. Tiermodelle zeigen weiterhin, dass chronische intermittierende Hypoxie, die die Pathophysiologie der obstruktiven Schlafapnoe nachahmt, die Zusammensetzung der Darmmikrobiota signifikant verändert und gleichzeitig systemische Entzündungsmarker erhöht, was auf erhöhte Darmentzündung hinweist.
Störungen des zirkadianen Rhythmus, einschließlich derer, die von Schichtarbeitern und Personen mit chronischem Jetlag erlebt werden, zeigen distinkte mikrobielle Signaturen. Humanstudien mit Nachtschichtarbeitern zeigen erhöhte Häufigkeiten von Actinobacteria und Firmicutes auf Phylumebene, wobei spezifische Arten, einschließlich Dorea longicatena und Dorea formicigenerans, mit erhöhter Darmpermeabilität und Entzündungsindikatoren verbunden sind und nach nur zwei Wochen Nachtschichtarbeit Zunahmen aufweisen. Tiermodelle zeigen, dass zirkadiane Fehlausrichtung rhythmische Oszillationen in spezifischen bakteriellen Phyla einschließlich Bacteroidetes und Verrucomicrobia auslöst, was darauf hindeutet, dass sich das Mikrobiom an gestörte zirkadiane Rhythmen anpasst und diese möglicherweise aufrechterhält. Darüber hinaus wurden metabolische Wege, die mit Glukoseintoleranz korrelieren, in zirkadian fehlausgerichteten Mäusen hochreguliert, was Darmdysbiose mit metabolischer Dysfunktion verbindet.
Vielleicht am faszinierendsten sind die Befunde bei Narkolepsie und REM-Schlaf-Verhaltensstörung. Diese neurologischen Erkrankungen zeigen signifikante Unterschiede in der mikrobiellen Gemeinschaft im Vergleich zu gesunden Personen, wobei einige bakterielle Häufigkeiten mit Symptomschweregrad und Messungen der Schlafarchitektur korrelieren. Bei Narkolepsie Typ 1 zeigen Patienten erhöhte Häufigkeit von Klebsiella und verringerte nützliche Gattungen wie Blautia, Barnesiella und Lactococcus. Da die REM-Schlaf-Verhaltensstörung oft Jahre oder Jahrzehnte vor neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit auftritt, könnten diese mikrobiellen Biomarker Möglichkeiten zur Früherkennung bieten. Jüngste Forschung hat verringerte Butyricicoccus und Faecalibacterium als mögliche Kennzeichen der Phänokonversion von REM-Schlaf-Verhaltensstörung zur Parkinson-Krankheit identifiziert, was darauf hindeutet, dass Veränderungen der Darmmikrobiota die Krankheitsprogression verfolgen.
Schlafstörungen und neuropsychiatrische Komorbidität
Die Übersichtsarbeit hebt hervor, dass Schlafstörungen häufig neuropsychiatrische Erkrankungen begleiten, einschließlich Depression, Angststörungen, Autismus-Spektrum-Störung und neurodegenerative Erkrankungen. In diesen Fällen können Veränderungen der Darmmikrobiota sowohl zur primären psychiatrischen Erkrankung als auch zu komorbiden Schlafproblemen über gemeinsame entzündliche und Neurotransmitter-Wege beitragen. Zum Beispiel korrelieren spezifische bakterielle Gattungen, einschließlich Blautia, Coprococcus und Dorea, mit Schlafqualitätsmetriken bei Patienten mit Major Depression, während Intestinibacter Assoziationen sowohl mit Schlafqualität als auch mit Insomnie-Schweregrad zeigt.
Kinder mit Autismus und Schlafstörungen zeigen distinkte mikrobielle Profile und Metabolitenanomalien, einschließlich erhöhter Diversitätsindizes sowie verringerter Häufigkeiten von Faecalibacterium und Agathobacter. Diese Kinder zeigten auch verringerte Melatoninspiegel und erhöhte Serotoninspiegel, was auf Neurotransmitterveränderungen hindeutet, die die Darmgesundheit mit Schlafstörungen verbinden. Die signifikante negative Korrelation zwischen Schlaffragebogenwerten und Faecalibacterium-Häufigkeiten unterstreicht die potenzielle Rolle dieses nützlichen Bakteriums bei der Schlafregulation.
Bei der Parkinson-Krankheit, die häufig mit Schlafstörungen einschließlich REM-Verhaltensstörung und Insomnie auftritt, zeigen Patienten charakteristische Veränderungen der Darmmikrobiota. Patienten mit körperbetonter Parkinson-Krankheit, die typischerweise nicht-motorische Symptome einschließlich Schlafstörungen vor motorischen Symptomen präsentieren, zeigen besonders distinkte Darmmikrobio m-Profile, die durch erhöhte Escherichia coli und Akkermansia muciniphila sowie verringerte kurzkettige Fettsäuren produzierende kommensale Bakterien charakterisiert sind.
Therapeutische Implikationen
Aufbauend auf dem mechanistischen Verständnis untersucht die Forschung aufkommende auf die Mikrobiota ausgerichtete Interventionen zur Verbesserung des Schlafs, die von Probiotika und Präbiotika bis zur fäkalen Mikrobiota-Transplantation reichen. Probiotika (lebende nützliche Bakterien) zeigen Versprechen in mehreren klinischen Studien über verschiedene Populationen hinweg. Spezifische Stämme haben Wirksamkeit bei der Verbesserung der Schlafqualität, der Reduzierung von Cortisolwerten und der Verbesserung der Schlafarchitektur bei Patienten mit chronischer Insomnie gezeigt. Zum Beispiel verbesserte Lactobacillus plantarum PS128 die Schlafqualität bei Patienten mit chronischer Insomnie durch Erhöhung der Delta-Power während des N3-Schlafs, was tieferen und erholsameren Schlaf widerspiegelt. Bifidobacterium breve CCFM1025 reduzierte signifikant die Cortisolwerte und verbesserte die subjektive Schlafqualität bei Personen mit Insomnie, was auf die Fähigkeit von Probiotika hinweist, die Hyperaktivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse abzuschwächen.
Probiotika haben auch Schlafstörungen bei Parkinson-Patienten verbessert, wobei Bifidobacterium animalis subsp. lactis Probio-M8 signifikante Verbesserungen der Parkinson-Schlafskala-Werte zeigte. Darüber hinaus zeigten Personen mit Substanzgebrauchsstörungen vielversprechende Ergebnisse, wobei Lactobacillus acidophilus größere Reduktionen der Pittsburgh Sleep Quality Index-Werte im Vergleich zu Placebo produzierte, was darauf hindeutet, dass Probiotika therapeutisches Potenzial zur Verbesserung von Schlafstörungen im Zusammenhang mit Substanzgebrauch und Entzug haben könnten.
Tierstudien liefern komplementäre Evidenz und mechanistische Einblicke. Zusätzliches Lacidofil verlängerte die Dauer des Non-Rapid-Eye-Movement-Schlafs während der zweiten Hälfte der Photoperiode und trug zu verbesserter Schlafqualität bei. Bifidobacterium animalis BB-12 verbesserte die Schlafeffizienz und verringerte ängstliches Verhalten bei Ratten, während probiotische fermentierte gekeimte Komplexe die Schlafdauer verlängerten und ängstliches Verhalten bei Mäusen durch Modulation von Neurotransmitter- und Entzündungsfaktorwerten sowie Verbesserungen in der Zusammensetzung der Darmflora verringerten.
Präbiotika, Substrate, die selektiv nützliche Darmbakterien nähren, stellen einen weiteren therapeutischen Weg mit wachsender Evidenz dar. Studien zeigen, dass Präbiotika-Supplementierung den Gallensäurestoffwechsel modulieren, Entzündungen reduzieren und Schlafmetriken nach zirkadianer Störung verbessern kann. In randomisierten kontrollierten Studien verbesserte die Supplementierung mit teilweise hydrolysiertem Guarkernmehl über zwölf Wochen signifikant die Schlaf-Inventar-Werte bei gesunden älteren Personen, während resistentes Dextrin, das Frauen mit Typ-2-Diabetes verabreicht wurde, zu günstigen Verbesserungen der Schlafqualitätswerte führte.
In Tiermodellen erleichtern präbiotische Diäten eine schnellere Neuausrichtung des NREM-Schlafs während zirkadianer Herausforderungen und fördern die REM-Schlaf-Erholung nach Stress. Diätetische Präbiotika verbesserten den NREM-Schlaf durch Beeinflussung bestimmter Metaboliten der Darmmikrobiota bei Ratten, wobei die relative Häufigkeit von Parabacteroides distasonis Assoziationen mit Kernkörpertemperatur-Neuausrichtungszyklen während der Hell-Dunkel-Umkehr zeigte. Diese Befunde deuten darauf hin, dass Präbiotika die Darmphysiologie, das kognitive Verhalten und die motorische Leistung, die durch Schlafverlust beeinträchtigt werden, durch Modulation von Entzündung und zirkadianen Rhythmen verbessern können.
Synbiotika (Kombinationen von Probiotika und Präbiotika) können synergistische Vorteile bieten, indem sie sowohl nützliche Mikroorganismen als auch deren bevorzugte Substrate bereitstellen. Jüngste klinische Studien zeigen, dass synbiotische Formulierungen die Schlafqualität bei Patienten mit Post-Akut-COVID-19-Syndrom und anderen durch Schlafstörungen gekennzeichneten Erkrankungen signifikant verbessern. Eine Studie, die Bifidobacterium- und Lactobacillus-Arten mit präbiotischem Inulin und Oligosacchariden sowie postbiotischen Extrakten kombinierte, reduzierte signifikant die Pittsburgh Sleep Quality Index-Werte nach acht Wochen bei Teilnehmern mit Schlafstörungen. Ein anderes synbiotisches Präparat, das Bifidobacterium-Stämme mit Galacto-Oligosacchariden, Xylo-Oligosacchariden und resistentem Dextrin enthielt, linderte Insomnie-Symptome bei Patienten mit Post-Akut-COVID-19-Syndrom, wobei mehr Patienten in der Synbiotika-Gruppe Insomnie-Linderung erlebten als in der Placebo-Gruppe.
Vielleicht am dramatischsten hat die fäkale Mikrobiota-Transplantation von gesunden Spendern in kleinen klinischen Studien bemerkenswerte Wirksamkeit gezeigt und stellt einen umfassenderen Ansatz zur Wiederherstellung des Darmmikrobiom-Gleichgewichts dar. Patienten mit chronischer Insomnie komorbid mit anderen chronischen Erkrankungen erfuhren signifikante Verbesserungen der Insomnie-Schwere und Schlafqualitätswerte nach Behandlung mit fäkaler Mikrobiota-Transplantation, mit Zunahmen der relativen Häufigkeit von Lactobacillus und Bifidobacterium, die negative Korrelationen mit Symptomwerten zeigten. In ähnlicher Weise zeigten Patienten mit Fibromyalgie signifikant niedrigere Schlafqualitätswerte in der fäkalen Mikrobiota-Transplantations-Gruppe im Vergleich zu Kontrollen nach sechs Monaten Behandlung.
Bei Patienten mit Post-Akut-COVID-19-Syndrom mit Insomnie führte die fäkale Mikrobiota-Transplantation zu signifikant höheren Insomnie-Remissionsraten im Vergleich zu Kontrollgruppen, mit substanziellen Verbesserungen der Insomnie-Schwere, Schlafqualität und Schläfrigkeitswerte nach der Behandlung. Selbst in pädiatrischen Populationen führte die fäkale Mikrobiota-Transplantation zu einer zehnprozentigen Reduktion der Schlafstörungswerte bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störung, was ihr Potenzial über Altersgruppen und verschiedene schlafbezogene Erkrankungen hinweg betont.
Vergleichende Evidenz und zukünftige Überlegungen
Obwohl noch keine direkten Head-to-Head-randomisierten Studien verschiedene auf die Mikrobiota ausgerichtete Therapien verglichen haben, legt die vorhandene Evidenz nahe, dass jeder Ansatz distinkte Vorteile bietet. Probiotika zeigen günstige Sicherheitsprofile, Zugänglichkeit und regulatorische Akzeptanz, was sie am besten für eine breite klinische Anwendung kurzfristig geeignet macht. Präbiotika bieten in ähnlicher Weise hervorragende Sicherheit und einfache Implementierung. Synbiotika kombinieren diese Vorteile und bieten möglicherweise erhöhte Wirksamkeit durch synergistische Mechanismen. Die fäkale Mikrobiota-Transplantation zeigt zwar bei einigen Patienten dramatische Effekte, steht aber vor erheblichen Hindernissen, einschließlich Anforderungen an das Spenderscreening, Standardisierung der Verarbeitung, Infektionsrisiko und regulatorischen Einschränkungen, was sie eher für Forschungsumgebungen oder refraktäre Fälle geeignet macht.
Zukünftige Forschung sollte direkte Vergleichsstudien, Kosteneffektivitätsstudien und langfristige Sicherheitsdaten betonen, um die relativen Vorteile, Risiken und therapeutische Relevanz dieser auf die Mikrobiota ausgerichteten Therapien zu klären. Das Verständnis der individuellen Reaktionsvariabilität und die Identifizierung prädiktiver Biomarker werden wesentlich sein für die Entwicklung personalisierter Ansätze für mikrobiombasierte Schlafinterventionen.
Zukünftige Forschungsrichtungen
Die Autoren schlagen einen systematischen Rahmen für die Weiterentwicklung der Mikrobiom-Schlaf-Forschung durch vier progressive Ebenen vor, die darauf ausgelegt sind, von der Beobachtung zur klinischen Anwendung zu gelangen. Die erste Ebene umfasst die Etablierung von Assoziationen durch multimodale Bewertungen, einschließlich bildgebender Verfahren wie funktioneller Magnetresonanztomographie und Elektroenzephalographie, kombiniert mit Schlafbewertungen mittels Polysomnographie und Aktigraphie sowie umfassender Mikrobiomprofilerstellung aus Stuhlproben und metabolomischen Analysen von Blut, Speichel und Urin.
Die zweite Ebene konzentriert sich auf die Identifizierung von Biomarkern unter Verwendung von Maschinenlernintegration von Multi-Omics-Daten, einschließlich 16S-rRNA-Sequenzierung, metagenomischen Analysen, Metabolomik und klinischen Daten zur Analyse großer Datensätze. Diese Ansätze ermöglichen die Klassifizierung mikrobieller Signaturen und funktioneller Wege, die mit Schlafstörungen assoziiert sind, und liefern wertvolle Ziele für das Verständnis von Schlafstörungen und legen die Grundlage für personalisierte diagnostische und therapeutische Strategien.
Die dritte Ebene betont die Etablierung von Kausalität durch fäkale Mikrobiota-Transplantationsstudien in Tiermodellen und Interventionsstudien beim Menschen. Durch Übertragung von Darmmikrobiotagesellschaften von Personen mit Schlafstörungen auf keimfreie oder mit Antibiotika behandelte Tiere können Forscher kausale mikrobielle Stämme identifizieren, die Schlafphänotypen produzieren. Längsschnitt-Interventionsstudiendesigns, gekoppelt mit mehrfachem Sampling des Darmmikrobioms und Maschinenlernmethoden, können entscheidende Zeitreihendaten liefern, um die Auswirkungen von Schlafstörungen auf die mikrobielle Zusammensetzung und Funktion zu klären.
Die vierte und letzte Ebene umfasst die Entwicklung mikrobiombasierter Interventionen durch rigorose randomisierte kontrollierte Studien und Crossover-Studien zur Bewertung der therapeutischen Wirksamkeit bei der Verbesserung von Schlafstörungen. Diese Interventionen können spezifische Mikroorganismen wie Probiotika oder deren bioaktive Metaboliten einschließlich kurzkettiger Fettsäuren und anderer mikrobiell abgeleiteter Verbindungen umfassen. Schlafparameter einschließlich Architektur und Qualität sollten mittels Polysomnographie, Aktigraphie und subjektiven Bewertungen evaluiert werden, zusammen mit neuroinflammatorischen Markern, Neurotransmitterwerten und Analysen der Darmmikrobiota-Zusammensetzung, um die Mechanismen zu klären, die den therapeutischen Effekten zugrunde liegen.
"Obwohl bedeutende Fortschritte erzielt wurden, bleiben wichtige Herausforderungen bestehen", bemerkt Professor Lu. "Wir benötigen größere, gut kontrollierte klinische Studien mit standardisierten Methodologien, um therapeutische Ansätze zu validieren und die individuelle Reaktionsvariabilität zu verstehen. Die Harmonisierung von Techniken über Studien hinweg, von der Probensammlung und DNA-Extraktion bis zu Schlafbewertungswerkzeugen, wird aussagekräftige studienübergreifende Vergleiche ermöglichen und die Translation in die klinische Praxis beschleunigen."
Die Übersichtsarbeit betont, dass das Voranschreiten zu klinischen Anwendungen die Bewältigung methodologischer Herausforderungen erfordert, einschließlich technischer Variabilität in der Mikrobiomsequenzierung, interindividueller Unterschiede in der Reaktion auf Probiotika und Präbiotika sowie begrenzter langfristiger Sicherheitsdaten. Zukünftige Forschung sollte Interventionsstudien für Störungen mit den stärksten mechanistischen Verbindungen wie chronischer Insomnie und obstruktiver Schlafapnoe priorisieren, Schlüsselbiomarker über Studien hinweg standardisieren und Methodologien harmonisieren, um gültige Vergleiche zu ermöglichen.
Fazit
Diese umfassende Übersichtsarbeit etabliert die Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse als kritischen, aber unterbewerteten Faktor in der Schlafregulation und synthetisiert Evidenz über mehrere Schlafstörungen und neuropsychiatrische Erkrankungen hinweg. Die konvergente Evidenz aus Korrelationsstudien, mechanistischen Untersuchungen und therapeutischen Interventionen zeigt, dass Darmmikrobiota-Dysbiose sowohl aus Schlafstörungen resultiert als auch zu diesen beiträgt und potenzielle Teufelskreise schafft, die schlechten Schlaf und assoziierte Gesundheitsprobleme aufrechterhalten.
Die Identifizierung konvergenter Veränderungen über mehrere Schlafstörungen hinweg, einschließlich erhöhter Firmicutes/Bacteroidetes-Verhältnisse, erhöhter Actinobacteria- und Collinsella-Werte sowie verringerter Häufigkeiten nützlicher Gattungen wie Bacteroides, Bifidobacterium und Faecalibacterium, legt nahe, dass diese Veränderungen gemeinsame mikrobielle Grundlagen oder Konsequenzen gestörten Schlafs darstellen könnten und potenziell zur systemischen Entzündung und metabolischen Dysregulation beitragen, die häufig bei Patienten mit Schlafstörungen beobachtet werden.
Während die Forschung diese komplexen Interaktionen weiter erhellt, stellen auf die Mikrobiota ausgerichtete Interventionen eine vielversprechende Grenze zur Bewältigung der globalen Belastung durch Schlafstörungen dar und bieten möglicherweise Vorteile für die allgemeine Hirngesundheit, metabolische Funktion und Lebensqualität. Die in dieser Übersichtsarbeit präsentierte Evidenz liefert eine solide Grundlage für die Entwicklung von Präzisionsprobiotika, optimierten Präbiotika und personalisierten synbiotischen Formulierungen, die auf spezifische Schlafstörungen und individuelle Patientencharakteristika zugeschnitten sind.
Ein tieferes Verständnis der Beziehungen zwischen Darmmikrobiota und Schlaf wird den Weg für innovative Ansätze zur Behandlung von Schlafstörungen und zur Verbesserung der allgemeinen Hirngesundheit ebnen und potenziell die Art und Weise transformieren, wie Kliniker diese verbreiteten und beeinträchtigenden Erkrankungen angehen.
Informationen zu Artikel und Zeitschrift
Der Übersichtsartikel in Brain Medicine mit dem Titel "Brain-gut-microbiota interactions in sleep disorders" ist über Open Access am 4. November 2025 in Brain Medicine unter folgendem Hyperlink frei verfügbar: https://doi.org/10.61373/bm025i.0128.
Die Forschung wurde durch STI2030-Major Projects und die National Natural Science Foundation of China unterstützt.
Über Brain Medicine: Brain Medicine (ISSN: 2997-2639, online und 2997-2647, Druck) ist eine hochwertige medizinische Forschungszeitschrift, die von Genomic Press, New York, herausgegeben wird. Brain Medicine ist eine neue Heimat für den interdisziplinären Weg von der Innovation in der grundlegenden Neurowissenschaft zu translationalen Initiativen in der Gehirnmedizin. Der Umfang der Zeitschrift umfasst die zugrunde liegende Wissenschaft, Ursachen, Ergebnisse, Behandlungen und gesellschaftliche Auswirkungen von Gehirnstörungen über alle klinischen Disziplinen und deren Schnittstellen hinweg.
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Journal
Brain Medicine
Method of Research
Literature review
Subject of Research
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Article Title
Brain-gut-microbiota interactions in sleep disorders
Article Publication Date
4-Nov-2025
COI Statement
The authors declare that they have no conflict of interest.