La mélatonine fécale comme biomarqueur de la maturation circadienne émergente et du microbiote intestinal au cours de la petite enfance

Pourquoi les selles de bébé peuvent indiquer l’heure

Les parents apprennent vite que les couches occupent une grande part de la vie avec un bébé. Mais au-delà d’une corvée quotidienne, ces couches peuvent contenir des indices sur la façon dont l’horloge interne et l’intestin du nourrisson mûrissent. Cette étude a examiné si la mélatonine retrouvée dans les selles infantiles peut servir de signal simple et non invasif de la maturation conjointe de l’horloge biologique et du microbiote au cours de la première année de vie.

Une hormone jour-et-nuit dans un endroit inattendu

La mélatonine est surtout connue comme « l’hormone de l’obscurité » qui aide à s’endormir la nuit. Bien qu’elle soit généralement associée à la glande pinéale du cerveau, l’intestin en produit en réalité des quantités beaucoup plus importantes. Chez l’adulte, la mélatonine intestinale contribue à réguler la digestion, l’immunité et la communication avec les trillions de microbes résidents. Au début de la vie, quand le rythme propre de mélatonine du bébé émerge encore et qu’il dépend en partie de la mélatonine présente dans le lait maternel, l’intestin peut jouer un rôle particulièrement important. Pourtant, on savait presque rien sur ce que révèle la mélatonine dans les selles des bébés sur leur développement.

Suivre les nourrissons pendant leur première année

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont suivi des nourrissons en bonne santé en Suisse à 3, 6 et 12 mois. Les parents ont recueilli des échantillons de couches, analysés pour la mélatonine et la composition bactérienne du microbiote intestinal à l’aide de méthodes basées sur l’ADN. Parallèlement, les bébés portaient des capteurs de mouvement à la cheville pendant plus d’une semaine afin que l’équipe puisse suivre objectivement les rythmes veille-sommeil et calculer une mesure résumée de la maturité circadienne appelée Indice de Fonction Circadienne. Les parents tenaient aussi des journaux détaillés sur l’alimentation, le sommeil et les selles, permettant aux chercheurs de relier chaque échantillon de selle à l’heure de la journée, au temps écoulé depuis la dernière selle, au temps depuis le dernier repas et au degré de somnolence récent du bébé.

Ce que la mélatonine fécale révèle sur le temps et les microbes

Les taux de mélatonine dans les selles avaient tendance à augmenter avec l’âge, mais les bébés différaient largement entre eux. Deux facteurs liés au temps se sont démarqués : les selles évacuées plus tôt dans la journée contenaient davantage de mélatonine, et les échantillons prélevés après un intervalle plus long depuis la dernière défécation présentaient des niveaux plus élevés. En revanche, l’historique récent de sommeil et d’alimentation avait peu d’influence. Des taux plus élevés de mélatonine fécale étaient systématiquement associés à une richesse et une diversité bactériennes plus faibles, particulièrement à 12 mois, ce qui suggère que la mélatonine pourrait être liée à un sous-ensemble microbien plus sélectif à mesure que l’écosystème intestinal mûrit. En effet, des centaines d’espèces bactériennes individuelles montraient des associations avec la mélatonine, et le nombre de types associés diminuait avec le temps, même si la diversité microbienne globale augmentait. Certains groupes bactériens majeurs devenaient plus ou moins liés à la mélatonine avec l’âge, laissant entrevoir des partenariats changeants entre cette hormone et la communauté microbienne.

Liens avec les rythmes de sommeil et la régularité quotidienne

L’équipe s’est ensuite demandé si la mélatonine fécale était liée au sommeil des nourrissons. Tous âges confondus, la mélatonine dans les selles montrait seulement des corrélations faibles avec les caractéristiques du sommeil rapportées par les parents, comme la durée nocturne ou le nombre de réveils. Cependant, à 12 mois, des taux plus élevés de mélatonine fécale étaient clairement associés à un rythme consolidé et stable sur 24 heures, tel que mesuré par l’Indice de Fonction Circadienne. Les comparaisons jour après jour ont montré que lorsque l’heure de prélèvement des selles variait davantage d’un jour à l’autre, les niveaux de mélatonine fluctuaient aussi davantage, tandis que des schémas plus réguliers des horaires de selles et, dans une moindre mesure, d’espacement des repas, étaient liés à une mélatonine fécale plus stable. Cela soutient l’idée que des routines quotidiennes cohérentes peuvent aider à stabiliser les signaux temporels internes à la fin de la petite enfance.

Ce que cela signifie pour les parents et les soins futurs

Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que la mélatonine dans les selles des bébés pourrait servir de biomarqueur pratique de la maturation conjointe du microbiote intestinal et de l’horloge corporelle au cours de la première année de vie. Parce qu’elle peut être mesurée de façon non invasive à partir des couches, la mélatonine fécale offre un outil prometteur pour étudier la maturation circadienne et intestinale précoce à l’échelle de la population. L’étude ne prouve pas que la mélatonine cause directement des changements dans les microbes ou le sommeil, mais elle met en évidence un lien étroit et dépendant du temps entre ces systèmes. À l’avenir, le suivi de la mélatonine fécale — parallèlement aux horaires d’alimentation et aux rythmes de sommeil — pourrait aider les chercheurs à concevoir des interventions douces, comme un ajustement des heures de repas ou des stratégies ciblant le microbiome, pour soutenir un développement sain du sommeil et de l’intestin chez les nourrissons.

Citation: Al-Andoli, M., Zimmermann, P., Schoch, S. et al. Fecal melatonin as a biomarker of emerging circadian maturity and gut microbiota in infancy. npj Biol Timing Sleep 3, 17 (2026). https://doi.org/10.1038/s44323-026-00080-6

Mots-clés: sommeil du nourrisson, microbiome intestinal, mélatonine, rythmes circadiens, développement précoce