Aunque existen datos indicativos, la relación entre restricción de sueño y alteración del microbioma intestinal no está del todo clara. Mientras que Benedict et al. mostraron que un corto período (2 noches) de restricción del sueño se asociaba a cambios en el microbioma intestinal en 9 adultos sanos4, un estudio llevado a cabo en 11 adultos sanos mostró que períodos de 5 días de restricción de sueño (4h por noche) seguidos de noches de recuperación no se asociaron con cambios en la riqueza, la diversidad o la composición del microbioma intestinal5. Sin embargo, una mejor calidad del sueño, valorada mediante el cuestionario Pittsburgh Sleep Quality Index, sí que se asoció con mayores proporciones de los fila Verrucomicrobia y Lentisphaerae6 en adultos sanos.

En cambio, la fragmentación del sueño (FS), una situación muchísimo más frecuente en escenarios clínicos, sí que contribuye claramente a las consecuencias fenotípicas del síndrome de la apnea obstructiva del sueño-inflamación y el estrés oxidativo, que derivan en cambios metabólicos y vasculares7 incluso si no hay restricción en las horas de sueño. En efecto, estudios en modelos murinos mostraron que la FS se asocia tanto a cambios importantes en la estructura del microbioma intestinal como a alteraciones de metabolitos extraídos de la heces8. Además, se observó un aumento de la permeabilidad intestinal al aplicar «agua fecal» de los animales sometidos a FS, que incluye la fracción soluble del microbioma intestinal, sobre una monocapa de células colónicas. También se observó que la administración de pellets fecales de ratones sometidos a FS en ratones libres de gérmenes se asociaba al desarrollo de las mismas manifestaciones sistémicas que los animales expuestos a FS, a pesar de que a estos ratones no se les había perturbado el sueño8. Estos cambios metabólicos parecen estar mediados por cambios en los receptores de ácidos grasos en el intestino. Así, se ha observado que el tratamiento con un agonista selectivo del receptor de ácido graso libre 4 revierte el incremento en la ingesta de alimentos y el aumento de peso y disminuye la inflamación del tejido adiposo blanco visceral y la resistencia a la insulina asociados con la FS9. Además, niveles sistémicos elevados de la proteína de unión a lipopolisacáridos, que es un marcador de endotoxemia de bajo grado, se asociaron independientemente con el índice de masa corporal, con la resistencia a la insulina y con la gravedad del síndrome de apnea obstructiva del sueño en niños10. Estos estudios evidencian que las alteraciones metabólicas asociadas a la FS pueden ser el resultado de cambios simultáneos en el microbioma intestinal. Sin embargo, hay mucha menos evidencia sobre cómo los cambios en el microbioma intestinal afectan al sueño. Un estudio en ratones tratados con Lactobacillus brevis SBC8803 inactivados durante 4 semanas mostró un aumento del tiempo transcurrido en fase no REM durante el sueño, así como incrementos en el tiempo de vigilia durante la última mitad de la noche, con una tendencia a aumentar el sueño no REM total durante el día11. Asimismo, un estudio de Thompson et al. mostró que una dieta rica en probióticos, lactoferrina y membrana de glóbulos grasos de la leche en un modelo animal murino incrementó la cantidad fecal de Lactobacillus rhamnosus y mejoró la calidad del sueño (facilitó la consolidación del sueño no REM y mejoró el rebote del sueño REM) después de la exposición a un factor estresor externo12.

La alteración del ritmo circadiano se asocia a cambios en el microbioma intestinal, en especial si hay presente otro factor estresante. Tanto Voigt et al.13 como Bishehsari et al.14 mostraron que, en un modelo murino, la combinación de cambio en el ciclo luz/oscuridad con una dieta rica en grasa y azúcar o en alcohol se asociaba con alteraciones en el microbioma intestinal.

Thaiss et al. llevaron a cabo un estudio centrado en evaluar la oscilación diurna de la composición del microbioma intestinal15. Para ello sometieron a un grupo de ratones a un ciclo de luz que se avanzaba 8h durante 3 días, y luego los animales volvieron de nuevo al ciclo original de luz/oscuridad. Este ciclo se repitió cada 3 días durante 4 semanas. Se realizó un análisis taxonómico de la composición de la microbiota cada 6h en los ratones con jet lag que mostró que estos animales tenían un número reducido de unidades taxonómicas bacterianas. Además, la disbiosis empeoró tras las 16 semanas del estudio. Los mismos autores realizaron un estudio similar en 2 voluntarios sanos. Se realizó un análisis taxonómico de las heces un día antes del cambio de horario, durante el jet lag (variación de 8-10h) y tras la recuperación (2 semanas después del aterrizaje). Las muestras de microbioma intestinal obtenidas durante el jet lag mostraron una representación relativa más alta de Firmicutes, que se revirtió al recuperarse del jet lag. Así pues, estos estudios apuntan a que la alteración del ritmo circadiano se asocia a alteraciones del microbioma intestinal. En un estudio reciente, una simulación de trabajo en turnos nocturnos en un modelo murino demostró cambios significativos en el microbioma intestinal que indujeron alteraciones metabólicas tales como resistencia a la insulina16.

Por supuesto, deberemos mencionar que el microbioma intestinal ejerce influencias multidimensionales en muchas, si no en todas, las funciones cerebrales y, consecuentemente, cambios que ocurren en el microbioma son susceptibles de afectar la calidad y la cantidad del sueño17,18.

En conclusión, la evidencia disponible actualmente muestra que existe una relación bidireccional entre alteraciones del sueño y cambios en el microbioma intestinal que inducen posibles alteraciones metabólicas, cardiovasculares y neurocognitivas en el paciente. Aunque estas implicaciones parecen más claras en el síndrome de apnea obstructiva del sueño19, queda abierta para investigación la posibilidad de que las alteraciones del sueño asociadas a otras enfermedades respiratorias prevalentes puedan jugar un papel negativo en la evolución de los pacientes, sobre todo en aquellos con comorbilidades.