Melatonina w kale jako biomarker pojawiającej się dojrzałości okołodobowej i mikrobioty jelitowej w okresie niemowlęcym

Dlaczego dziecięce kupki mogą mierzyć czas

Rodzice szybko przekonują się, że pieluchy zajmują dużą część życia z niemowlęciem. Jednak poza codziennym obowiązkiem, te pieluchy mogą kryć wskazówki dotyczące tego, jak dojrzewają wewnętrzny zegar dziecka i jego jelita. W badaniu sprawdzano, czy melatonina wykryta w kale niemowląt może służyć jako prosty, nieinwazyjny wskaźnik współrozwijania się zegara biologicznego i bakterii jelitowych w pierwszym roku życia.

Hormon noc i dzień w nieoczekiwanym miejscu

Melatonina jest najczęściej znana jako „hormon ciemności”, który pomaga nam zasnąć w nocy. Choć zwykle kojarzona jest z szyszynką w mózgu, to jelito faktycznie produkuje jej znacznie większe ilości. U dorosłych melatonina jelitowa pomaga regulować trawienie, odporność i komunikację z bilionami zamieszkujących je mikroorganizmów. W okresie niemowlęcym, gdy własny rytm melatoniny dziecka dopiero się rozwija i częściowo zależy ono od melatoniny z mleka matki, jelito może odgrywać szczególnie istotną rolę. A jednak niemal nic nie wiadomo o tym, co melatonina w kale niemowląt mówi o rozwoju.

Obserwacja niemowląt w ciągu pierwszego roku

Aby to sprawdzić, badacze obserwowali zdrowe niemowlęta w Szwajcarii w wieku 3, 6 i 12 miesięcy. Rodzice zbierali próbki z pieluch, które następnie analizowano pod kątem melatoniny oraz składu bakterii jelitowych za pomocą metod opartych na DNA. Jednocześnie niemowlęta nosiły czujniki ruchu na kostkach przez ponad tydzień, co pozwoliło zespołowi obiektywnie śledzić rytmy snu i czuwania oraz obliczyć zbiorczy wskaźnik dojrzałości okołodobowej nazwany Wskaźnikiem Funkcji Okołodobowej. Rodzice prowadzili także szczegółowe dzienniczki karmienia, snu i wypróżnień, co umożliwiło powiązanie każdej próbki kału z porą dnia, czasem od ostatniego wypróżnienia, czasem od ostatniego posiłku oraz stopniem senności dziecka w ostatnim czasie.

Co melatonina w kale mówi o czasie i mikroorganizmach

Poziomy melatoniny w kale miały tendencję do wzrostu z wiekiem, ale niemowlęta wykazywały duże zróżnicowanie. Wyróżniły się dwa czynniki związane z czasem: stolce wydalone wcześniej w ciągu dnia zawierały więcej melatoniny, a próbki zebrane po dłuższej przerwie od ostatniego wypróżnienia miały zwykle wyższe stężenia. W przeciwieństwie do tego, niedawna historia snu i karmienia miała niewielki wpływ. Wyższe stężenia melatoniny w kale były konsekwentnie powiązane z mniejszą bogactwem i różnorodnością bakterii jelitowych, szczególnie w 12. miesiącu, co sugeruje, że melatonina może wiązać się z bardziej selektywnym podzbiorem drobnoustrojów w miarę dojrzewania ekosystemu jelitowego. Rzeczywiście setki poszczególnych typów bakterii wykazywały powiązania z melatoniną, a liczba powiązanych typów malała z czasem, nawet gdy ogólna różnorodność mikrobiomu rosła. Niektóre główne grupy bakterii stawały się w miarę upływu czasu bardziej lub mniej powiązane z melatoniną, co sugeruje zmieniające się partnerstwa między tym hormonem a społecznością mikrobiologiczną.

Powiązania z rytmami snu i codzienną regularnością

Zespół następnie sprawdził, czy melatonina w kale wiązała się ze sposobem snu niemowląt. We wszystkich grupach wiekowych melatonina w kale wykazywała jedynie słabe powiązania z cechami snu zgłaszanymi przez rodziców, takimi jak czas trwania snu w nocy czy liczba przebudzeń. Jednak do 12. miesiąca wyższa melatonina w kale była wyraźnie związana z bardziej skoncentrowanym i stabilnym rytmem 24-godzinnym, mierzonym Wskaźnikiem Funkcji Okołodobowej. Porównania dzień po dniu pokazały, że gdy godzina pobrania próbki zmieniała się bardziej z dnia na dzień, poziomy melatoniny również bardziej się wahały, podczas gdy bardziej regularne wzorce czasowe wypróżnień i, w mniejszym stopniu, odstępy między posiłkami wiązały się z bardziej stabilną melatoniną w kale. To wspiera ideę, że konsekwentne codzienne rytuały mogą pomagać stabilizować wewnętrzne sygnały czasowe w późnym niemowlęctwie.

Co to oznacza dla rodziców i przyszłej opieki

Podsumowując, wyniki sugerują, że melatonina w kale niemowląt mogłaby służyć jako praktyczny biomarker współrozwijania się bakterii jelitowych i zegara biologicznego w ciągu pierwszego roku życia. Ponieważ można ją mierzyć nieinwazyjnie z pieluch, melatonina kałowa oferuje obiecujące narzędzie do badania wczesnej dojrzałości okołodobowej i jelitowej na poziomie populacyjnym. Badanie nie dowodzi, że melatonina bezpośrednio powoduje zmiany w mikroorganizmach lub śnie, ale uwidacznia bliski, zależny od czasu związek między tymi systemami. W przyszłości śledzenie melatoniny w kale — wraz z harmonogramami karmienia i wzorcami snu — może pomóc badaczom zaprojektować delikatne interwencje, takie jak dostosowanie czasu posiłków lub strategie ukierunkowane na mikrobiom, wspierające zdrowy sen i rozwój jelit u niemowląt.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: sen niemowlęcia, mikrobiom jelitowy, melatonina, rytmy okołodobowe, wczesny rozwój