Мелатонин в фекалиях как биомаркер возникающей циркадной зрелости и микробиоты кишечника в младенчестве

Почему детский кал может подсказывать время

Родители быстро понимают, что подгузники — постоянная часть жизни с малышом. Но помимо повседневной рутины, эти подгузники могут содержать подсказки о том, как развивается внутренние часы и кишечник ребёнка. В этом исследовании изучали, может ли мелатонин, обнаруживаемый в фекалиях младенцев, служить простым, неинвазивным маркером совместного созревания биологических часов и кишечной микробиоты в первый год жизни.

Гормон ночи в неожиданном месте

Мелатонин известен прежде всего как «гормон темноты», помогающий нам засыпать ночью. Хотя его обычно связывают с шишковидной железой мозга, кишечник фактически производит гораздо большие его количества. У взрослых кишечный мелатонин участвует в регуляции пищеварения, иммунитета и коммуникации с триллионами обитателей-микроорганизмов. В раннем младенчестве, когда собственный ритм мелатонина у ребёнка ещё формируется и частично зависит от мелатонина в грудном молоке, кишечник может играть особенно важную роль. Тем не менее почти ничего не было известно о том, что показывает мелатонин в детских фекалиях относительно развития.

Наблюдение за детьми в течение первого года

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи наблюдали за здоровыми младенцами в Швейцарии в возрасте 3, 6 и 12 месяцев. Родители собирали образцы из подгузников, которые затем анализировали на содержание мелатонина и состав кишечных бактерий с помощью методов, основанных на анализе ДНК. В то же время дети носили на щиколотке датчики движения более недели, чтобы команда могла объективно отслеживать ритмы сна и бодрствования и вычислить сводную меру циркадной зрелости — Индекс циркадной функции. Родители также вели подробные журналы кормлений, сна и дефекаций, что позволило исследователям связать каждый образец кала со временем суток, интервалом от предыдущего стула, временем с последнего приёма пищи и уровнем сонливости ребёнка в недавний период.

Что фекальный мелатонин рассказывает о времени и микробах

Уровни мелатонина в фекалиях имели тенденцию к росту с возрастом, но у разных детей наблюдались заметные различия. Выделялись два фактора, связанные со временем: стул, отмеченный раньше в течение дня, содержал больше мелатонина, и образцы, собранные после более длительного промежутка с прежней дефекации, как правило, имели более высокие уровни. Напротив, недавний сон и история кормлений оказывали мало влияния. Более высокие уровни мелатонина в стуле последовательно ассоциировались с меньшим богатством и разнообразием кишечных бактерий, особенно к 12 месяцам, что предполагает, что мелатонин может быть связан с более избирательным набором микробов по мере созревания экосистемы кишечника. Действительно, сотни отдельных типов бактерий показали связи с мелатонином, и число связанных типов уменьшалось со временем, даже когда общее микробное разнообразие увеличивалось. Некоторые крупные группы бактерий становились с возрастом более или менее связанными с мелатонином, намекая на смещение партнёрств между этим гормоном и микробным сообществом.

Связи с ритмами сна и ежедневной регулярностью

Затем команда изучила, связан ли фекальный мелатонин с тем, как спят младенцы. Во всех возрастах мелатонин в стуле показывал лишь слабые связи с характеристиками сна, сообщаемыми родителями, такими как продолжительность ночного сна или число пробуждений. Однако к 12 месяцам более высокий мелатонин в фекалиях явно ассоциировался с более консолидированным и стабильным 24-часовым ритмом, зафиксированным Индексом циркадной функции. Сравнения по дням показали, что когда время сбора стула сильнее сдвигалось от дня к дню, уровни мелатонина также колебались сильнее, тогда как более регулярные схемы времени дефекаций и, в меньшей степени, интервалов между приёмами пищи были связаны с более стабильным мелатонином в стуле. Это поддерживает идею, что последовательные ежедневные режимы могут способствовать стабилизации внутренних временных сигналов в позднем младенчестве.

Что это значит для родителей и дальнейшей помощи

В совокупности результаты указывают на то, что мелатонин в детских фекалиях может служить практичным биомаркером совместного развития кишечной микробиоты и биологических часов в первый год жизни. Поскольку его можно измерить неинвазивно из подгузников, фекальный мелатонин представляет собой перспективный инструмент для изучения ранней циркадной и кишечной зрелости на уровне популяции. Исследование не доказывает, что мелатонин напрямую вызывает изменения в микробах или сне, но подчёркивает тесную, чувствительную ко времени связь между этими системами. В будущем отслеживание мелатонина в стуле — вкупе с режимами кормления и сна — может помочь исследователям разработать мягкие вмешательства, такие как корректировка времени приёмов пищи или стратегии, ориентированные на микробиом, для поддержки здорового сна и развития кишечника у младенцев.

Цитирование: 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

Ключевые слова: сон младенца, микробиом кишечника, мелатонин, циркадные ритмы, раннее развитие