Một vũ trụ của các sinh vật sống bên trong bạn có thể ảnh hưởng đến mọi bộ phận của cơ thể, từ não đến xương và thậm chí cả suy nghĩ, cảm xúc và nỗ lực giảm cân của bạn.

Đây là một vũ trụ hàng nghìn tỷ vi sinh vật - hay cái mà chúng ta gọi là các nhà sinh học vi sinh vật - sống trong ruột của bạn, phần cơ thể chịu trách nhiệm tiêu hóa thức ăn bạn ăn và chất lỏng bạn uống.

Là các nhà nghiên cứu, chúng tôi đã ngày càng xem xét ảnh hưởng của những vi khuẩn này đối với cơ thể vật chủ của chúng, từ béo phì đến bệnh tâm thần và bệnh tim. Ví dụ, với bệnh béo phì, những sinh vật nhỏ bé này có thể đóng một vai trò lớn bằng cách ảnh hưởng đến những loại thực phẩm chúng ta thèm và cách cơ thể chúng ta giữ chất béo.

Trong một nghiên cứu gần đây về hệ vi sinh vật đường ruột, chúng tôi đặt ra để xác định liệu microbiota trong ruột có thể bị ảnh hưởng không chỉ bởi hệ thống thần kinh của chúng tôi mà còn bởi một nguồn không bị ảnh hưởng - tủy xương của chúng tôi.

Hy vọng của chúng tôi là, bằng cách hiểu được sự tương tác của microbiome với các bộ phận khác của cơ thể, phương pháp điều trị một ngày có thể được phát triển cho một loạt các bệnh.

Kết nối tủy-não-xương

Ruột, bao gồm thực quản, dạ dày, ruột nhỏ và lớn, đại tràng và các bộ phận khác trong hệ thống tiêu hóa của bạn, là tuyến phòng thủ đầu tiên và giao diện lớn nhất giữa vật chủ - trong trường hợp này là một người - và thế giới bên ngoài.

Sau khi sinh, ruột là điểm đầu tiên ảnh hưởng đến môi trường và chế độ ăn uống đối với cuộc sống của con người. Do đó, microbiota trong ruột đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tăng trưởng của con người, vì chúng góp phần phát triển và duy trì hệ thống miễn dịch của chúng ta trong suốt cuộc đời.

Mặc dù ban đầu chúng tôi nghĩ microbiota là những sinh vật tương đối đơn giản, nhưng thực tế là chúng có thể không đơn giản như vậy. Microbiota ruột có thể cá nhân và phức tạp như dấu vân tay.

Có nhiều vi khuẩn trong ruột của bạn hơn là các tế bào trong toàn bộ cơ thể của bạn. Vũ trụ vi khuẩn rộng lớn này chứa các loài kết hợp có thể có số lượng gen nhiều hơn gấp nhiều lần so với sự tồn tại ở người. Nghiên cứu cho thấy rằng vi khuẩn trong ruột của chúng ta có trước sự xuất hiện của con người và họ có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong sự tách biệt tiến hóa giữa tổ tiên vượn của chúng ta và chúng ta.

Vi khuẩn khỏe mạnh tích cực tương tác với hệ thống miễn dịch của vật chủ trong ruột. Chúng góp phần vào rào cản giữa vi sinh vật gây bệnh hoặc nhiễm trùng được giới thiệu qua đường tiêu hóa. Họ cũng giúp chuẩn bị hệ thống miễn dịch của vật chủ để bảo vệ cơ thể. Mặt khác, sự pha trộn sai của các vi khuẩn có thể góp phần gây ra nhiều rối loạn về tiêu hóa, miễn dịch và sức khỏe tâm thần và thậm chí là béo phì.

Những sinh vật nhỏ bé này làm việc rất chăm chỉ trong việc tiêu hóa. Chúng giúp tiêu hóa thức ăn của chúng ta và có thể giải phóng các chất dinh dưỡng và vitamin cần thiết cho sức khỏe của chúng ta, tất cả để đổi lấy đặc quyền tồn tại trong một môi trường dinh dưỡng.

Các nhà nghiên cứu đang tích cực khám phá nhiều khía cạnh của mối quan hệ cộng sinh này. Dữ liệu gần đây cho thấy một liên kết giữa đa dạng vi sinh đường ruột và sự phong phú và cách chúng ta lưu trữ chất béo, cách chúng ta điều chỉnh hormone tiêu hóa và lượng đường trong máu, và thậm chí cả loại thực phẩm chúng ta thích.

Đây cũng có thể là một lý do thói quen ăn uống của chúng ta rất khó thay đổi. Một số nghiên cứu gợi ý rằng microbiota có thể tạo cảm giác thèm đồ ăn mà họ chuyên - thậm chí sôcôla - hoặc những thứ sẽ cho phép chúng cạnh tranh tốt hơn để giành tài nguyên chống lại các vi khuẩn khác.

Một cuộc gọi ba chiều?

Ngày càng có nhiều bằng chứng về mối liên hệ giữa não và microbiota của chúng ta. Bộ não tương đương với bộ xử lý chính của máy tính, điều chỉnh tất cả các biến số sinh lý, bao gồm hệ thống miễn dịch, bảo vệ cơ thể chống lại nhiễm trùng và bệnh tật.

Tất cả các tế bào miễn dịch đều được sinh ra trong các tủy xương. Từ nghiên cứu trước đây của chúng tôi, chúng tôi biết rằng viêm tủy xương tăng, một trong nhiều hậu quả của huyết áp cao, được thúc đẩy bởi một tin nhắn trực tiếp từ não. Ruột cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn bị hệ thống miễn dịch cho trận chiến.

Vì vậy, chúng tôi tự hỏi: các tế bào miễn dịch tủy xương có thể đóng một vai trò trong tín hiệu giữa não và ruột? Chúng tôi muốn tìm hiểu.

Sử dụng một mô hình chuột thử nghiệm mới, chúng tôi đã thay thế tủy xương xảy ra tự nhiên trong một con chuột bằng các tế bào tủy xương từ một con chuột biến đổi gen khác. Tủy thay thế này bị thiếu trong một phân tử cụ thể gọi là beta thụ thể adrenergic, khiến tủy xương ít phản ứng với các thông điệp thần kinh từ não.

Bằng cách này, chúng tôi có thể điều tra làm thế nào giao tiếp miễn dịch não bộ sẽ sửa đổi hệ vi sinh vật đường ruột.

Thật vậy, bằng cách nghiên cứu mô hình chuột mới này, chúng tôi đã xác định rằng hệ thống thần kinh của chúng ta - được điều khiển bởi bộ não của chúng ta - có thể sửa đổi thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột bằng cách giao tiếp trực tiếp với các tế bào miễn dịch tủy xương. Bộ não, do đó, có thể thay đổi gián tiếp hệ vi sinh vật đường ruột của chúng ta bằng cách nói chuyện với xương.

Ít tế bào viêm trong tủy xương = ít hơn trong ruột

Dựa trên các thí nghiệm của chúng tôi, chúng tôi đã quan sát thấy rằng có ít tế bào viêm hơn trong sự lưu thông của những con chuột nhận được sự thay thế tủy xương đặc biệt so với những tế bào không có. Điều này có nghĩa là có ít tế bào miễn dịch có khả năng xâm nhập vào ruột và ảnh hưởng đến môi trường vi khuẩn.

Do đó, bằng cách ngăn chặn sự giao tiếp giữa não và tủy xương, chúng tôi đã quan sát thấy một phản ứng viêm bị tắt tiếng trong ruột và do đó chuyển sang một microbiome khỏe mạnh hơn, đa dạng hơn.

Điều này dường như được trung gian thông qua những thay đổi cụ thể trong các gen gây viêm trong ruột. Tuy nhiên, sự tương tác giữa vật chủ và microbiota ruột rất phức tạp và cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định chính xác các cơ chế giao tiếp chặt chẽ của chúng.

Điều này cũng có thể bảo vệ chống tăng cân, do vai trò rất quan trọng của cả hai microbiota và hệ thống miễn dịch chơi ở người béo phì.

Chìa khóa cho sức khỏe tim mạch, sức khỏe tinh thần và giảm cân?

Phát hiện này cũng có thể có tác động trong các bệnh miễn dịch cũng như phương pháp điều trị hoặc dẫn đến hoặc sử dụng ức chế miễn dịch. Loại thứ hai có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột, do đó có thể gây ra các tác dụng không mong muốn trong cơ thể, bao gồm cả những bệnh liên quan đến tình trạng sức khỏe tiêu hóa và tâm thần.

Trong ngữ cảnh của bệnh tim mạch, phản ứng viêm bị tắt tiếng này có vẻ có lợi, vì nó dẫn đến giảm huyết áp có lợi ở những con chuột thí nghiệm của chúng tôi.

Thú vị nhất, mối liên hệ giữa microbiota ruột và sức khỏe tinh thần của chúng ta gần đây đã trở nên rõ ràng hơn. Đặc biệt, một số người cho rằng microbiota ruột ảnh hưởng đến sự căng thẳng và lo lắng con đường trong não theo cách có thể thay đổi tâm trạng và hành vi cả tích cực và tiêu cực, mang lại một ý nghĩa hoàn toàn mới cho thuật ngữ cảm giác ruột gan.

Điều này có thể sớm dẫn đến một nhóm thuốc mới, được gọi là psychobamel.

Tuy nhiên, giống như gà gà và kịch bản trứng trứng, tuy nhiên, sự tương tác phức tạp này đảm bảo điều tra thêm để hiểu đầy đủ hậu quả (hoặc lợi ích) của việc gây nhiễu một thành phần duy nhất của microbiota ruột. Sự hiểu biết này rất cần thiết nếu chúng ta khai thác triệt để sức mạnh thao túng của hệ vi sinh vật đường ruột trong sức khỏe và bệnh tật, mà không có tác dụng phụ tiêu cực.

Giới thiệu về tác giả

Jasenka Zubcevic, Trợ lý Giáo sư, University of Florida và Christopher Martyniuk, Phó Giáo sư về Độc chất học, University of Florida

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon