Авторы масштабного исследования рассказали, чем именно нужно питаться в течение дня, чтобы хорошо выспаться ночью. В отличие от предыдущих работ, ученые не полагались на память участников эксперимента, а следили за их питанием через приложение и исследовали сон с помощью медицинских датчиков.

Связь между питанием и сном обсуждают давно. Авторы предыдущих работ заметили, что люди, которые выбирали растительную пищу с высоким содержанием клетчатки, чаще сообщали о хорошем сне. Однако подобного рода исследования опирались на воспоминания участников. Людей просили вспомнить, что они ели недели или даже месяцы назад. Погрешность в таких данных неизбежна.

Со сном возникала похожая проблема. Во многих исследованиях его оценивали с помощью фитнес-браслетов и умных часов, которые отслеживают движения человека ночью. Такие устройства хорошо распознают, спит человек или бодрствует. Но они не могут точно определить, в какой фазе сна он находится — легкий сон, глубокий либо REM-сон. Поэтому ученые получали лишь приблизительное представление о том, насколько качественным мог быть ночной отдых.

Между тем именно фазы сна показывают, насколько крепко человек спит. Например, глубокий сон связан с восстановлением физиологических функций и метаболизма, REM — с консолидацией памяти и эмоциональной регуляцией. Проще говоря, во время REM-сна мозг активно обрабатывает пережитые в течение дня события, помогает лучше запоминать информацию и «разгружает» эмоциональные переживания. 

Без точных измерений трудно понять, как питание влияет на то, хорошо ли спит человек ночью.

Международная команда ученых под руководством Хагая Россмана (Hagai Rossman) из Института Вейцмана в Израиле решила подойти к вопросу иначе. Они не ограничились небольшой выборкой, а привлекли более 3,5 тысячи взрослых участников. Средний возраст испытуемых составил 53 года — в исследовании участвовали люди с различным образом жизни и привычками.

Главное отличие этой работы от предыдущих — количество участников и тщательное внимание к деталям. Исследователи одновременно учитывали ряд параметров: что именно ели участники, как они спали, сколько длились разные фазы сна и другие показатели. Раньше ученые не рассматривали столько особенностей питания и сна одновременно.

На протяжении двух суток участники записывали в мобильное приложение все, чем питались на протяжении дня. Делали они это либо во время приема пищи, либо сразу после нее, чтобы избежать «ошибок памяти». Перед тем как лечь спать, им надевали специальные медицинские устройства, позволяющие с высокой точностью регистрировать нейрофизиологические показатели для определения фаз сна. Дополнительные датчики на груди, запястье и пальце фиксировали малейшие изменения: храп, уровень кислорода в крови, частоту сердцебиения и дыхания.

На основе этих данных алгоритм рассчитал, сколько времени каждый испытуемый провел в четырех фазах сна: N1, N2 (легкий сон), N3 (глубокий сон) и REM (быстрый сон). В последней фазе человек видит самые яркие и эмоциональные сны.

Затем исследователи применили вычислительную модель, которая помогла им разобраться в данных. Программа анализировала 25 разных особенностей питания — например, сколько клетчатки, мяса и других продуктов потреблял участник — и проверяла, как это связано с тем, как испытуемый спал в ту же ночь. 

При этом ученые учли все факторы, которые могли повлиять на точность эксперимента: возраст, пол, потребление кофеина и — самое главное — данные о питании и сне за предыдущие сутки. Такой подход помог отделить влияние вчерашнего меню от привычек в целом.

Выяснилось, что те участники, которые съедали больше клетчатки, чем в среднем по группе (средний показатель составил 21 грамм в день — это примерно столько же, сколько содержится в 2,5 чашки горошка), спали крепче. Любители клетчатки проводили в фазе глубокого сна (N3) на 3,4 процента времени больше и на 2,3 процента времени меньше в фазе легкого сна (N1 и N2). Иными словами, сон таких людей становился более глубоким и лучше восстанавливал силы.

Но и это еще не все. У любителей клетчатки ночной пульс оказался немного ниже — на один удар в минуту. Низкая частота сердечных сокращений во сне — признак того, что тело по-настоящему расслабилось и занялось восстановлением, давая сердцу передышку.

«На первый взгляд разница в один удар в минуту не такая значимая. Но если этот эффект сохраняется годами или десятилетиями, то он может серьезно повлиять на здоровье сердечно-сосудистой системы», — пояснил Россман.

Почему клетчатка оказывает такой положительный эффект на сон, ученые пока объяснить не могут. Россман предположил, что дело в микробах, живущих в кишечнике человека. Они перерабатывают пищевые волокна в короткоцепочечные жирные кислоты, например в масляную кислоту (C4H8O2). Эти соединения снижают воспаление в организме и меняют сигналы, которые кишечник посылает мозгу, настраивая его на глубокий сон.

Дополнительный анализ выявил еще одну закономерность. Участники, чей ежедневный рацион включал более пяти разных видов фруктов, овощей и орехов, засыпали быстрее, а частота их сердечных сокращений ночью была ниже. По словам Россмана, это происходит потому, что разнообразная растительная пища дает организму много полезных веществ — витамины, минералы и полифенолы. Они уменьшают воспаление и способствуют расслаблению нервной системы, что помогает организму быстрее перейти в режим отдыха.

Выводы исследователей опубликованы на сайте препринтов по медицине medRxiv.