Microbiome là gì?
Hãy hình dung ra một thành phố nhộn nhịp vào một buổi sáng trong tuần, vỉa hè chen chúc người hối hả đi làm hoặc đi đến cuộc hẹn. Giờ hãy tưởng tưởng bức tranh này dưới mức độ hiển vi và bạn biết microbiome có hình dạng thế nào trong cơ thể chúng ta rồi đấy, nó bao gồm hàng tỉ vi sinh vật (hay còn gọi là microbiota hoặc microbes) thuộc hàng nghìn chủng loại khác nhau. Chúng không chỉ gồm vi khuẩn mà còn có nấm (fungi), ký sinh trùng (parasites), và vi-rút.
Trong cơ thể người khỏe mạnh, những “con bọ” này chung sống hòa bình với nhau, với số lượng nhiều nhất ở trong ruột non và ruột già nhưng cũng có trên toàn cơ thể. Microbiome thậm chí còn được dán nhãn là một cơ quan hỗ trợ bởi nó giữ quá nhiều vai trò chủ chốt trong việc thúc đẩy cơ thể con người vận hành một cách trơn tru.
Mỗi cá nhân có mạng lưới các vi sinh vật (microbiota) hoàn toàn độc nhất, vốn ADN của từng người là yếu tố quyết định mạng lưới này. Mỗi người tiếp xúc với các vi sinh vật từ khi là trẻ sơ sinh, trong quá trình sinh nở khi đi qua sản lộ của người mẹ và qua con đường sữa mẹ. Chính xác thì, trẻ sơ sinh tiếp xúc với loại vi sinh vật nào chỉ phụ thuộc vào những chủng loại có trong cơ thể của người mẹ mà thôi. Về sau, việc tiếp xúc với môi trường và chế độ ăn uống có thể thay đổi hệ vi khuẩn trong cơ thể một người theo một trong hai hướng có lợi cho sức khỏe hoặc làm cơ thể dễ bị mắc bệnh hơn.
Microbiome (hệ vi sinh vật) cấu thành từ các vi khuẩn (microbe) bao gồm cả vi khuẩn có lợi và vi khuẩn tiềm ẩn gây bệnh. Phần lớn vi khuẩn là symbiotic (cộng sinh) (tức là cả cơ thể người và vi sinh vật đều có lợi) và vài loại vi khuẩn, với số lượng ít hơn, là pathogenic (gây bệnh).
Trong một cơ thể khỏe mạnh, vi sinh vật cộng sinh và vi sinh vật gây bệnh cùng tồn tại mà không xung đột với nhau. Nhưng nếu tình trạng cân bằng đó bị quấy nhiễu – do bệnh truyền nhiễm, chế độ ăn uống nhất định, hoặc dùng thuốc kháng sinh trong thời gian dài hay dùng các loại thuốc tiêu diệt vi khuẩn khác – dysbiosis (sự mất cân đối giữa các loại vi sinh vật có mặt trong hệ vi sinh vật tự nhiên của cơ thể người) xảy ra, ngăn cản các hoạt động tương tác bình thường này. Kết quả là, cơ thể dễ bị mắc bệnh hơn.
Vi sinh vật có lợi cho cơ thể như thế nào
Microbiota kích thích hệ thống miễn dịch, phân giải các hợp chất thực phẩm có nguy cơ có độc và tổng hợp các vitamin nhất định cùng với các amino axit bao gồm các vitamin nhóm B, vitamin K. Ví dụ, enzyme chính cần có để tổng hợp vitamin B12 chỉ có trong vi khuẩn, chứ không có trong thực vật hay động vật.
Một số loại đường ví dụ như là đường cát và đường lactose (đường có trong sữa) được đoạn đầu ruột non nhanh chóng hấp thu, nhưng những chất carbohydrate phức tạp hơn như là tinh bột và chất xơ không dễ dàng tiêu hóa như vậy và chúng có thể sẽ phải đi xa hơn xuống dưới ruột già để được phân giải. Ở đó, các vi sinh vật hỗ trợ phân giải các hợp chất này bằng các enzyme tiêu hóa của chúng. Quá trình lên men các chất xơ khó tiêu hóa là nguyên nhân sản sinh các axit béo chuỗi ngắn (short chain fatty acids – SCFA), những axit béo này được dùng như nguồn dinh dưỡng của cơ thể nhưng chúng cũng có vai trò quan trọng trong vận động của hệ cơ và có thể giúp cơ thể phòng chống các bệnh mãn tính, bao gồm một số bệnh ung thư và các rối loạn ở ruột. Nghiên cứu lâm sàng đã chứng minh rằng SCFA có thể có ích trong việc điều trị viêm loét đại tràng, bệnh Crohn, và tiêu chảy liên quan đến kháng sinh.
Hệ vi sinh vật của một người khỏe mạnh cũng sẽ tạo ra màng bảo vệ chống lại các sinh vật gây bệnh xâm nhập vào cơ thể thông qua đường ăn uống những thức ăn hoặc nguồn nước uống bị nhiễm bệnh.
Những họ vi khuẩn lớn có trong ruột người bao gồm Prevotella, Ruminococcus, Bacteroides, và Firmicutes. Trong ruột kết, một môi trường yếm khí oxi, bạn sẽ thấy các vi khuẩn kị khí Peptostreptococcus,Bifidobacterium, Lactobacillus, và Clostridium. Người ta tin rằng những vi khuẩn này có tác dụng phòng chống sự sinh sôi quá nhiều của các vi khuẩn gây hại bằng phương thức cạnh tranh chất dinh dưỡng và cạnh tranh chiếm vị trí bám vào các màng nhầy của ruột, địa điểm chính diễn ra các hoạt động miễn dịch và sản sinh các protein kháng khuẩn.
Vai trò của probiotic
Nếu một khuẩn thiết yếu với sức khỏe của chúng ta đến vậy, làm thế nào để chúng ta có thể chắc chắn rằng mình đã có đủ hoặc có đúng loại vi khuẩn mà cơ thể cần? Có thể bạn đã quen thuộc với probiotic hoặc có khi còn đang sử dụng chúng rồi ấy. Chúng là những thực phẩm vốn chứa các vi khuẩn hoặc là những viên thuốc bổ sung chứa vi khuẩn hoạt tính— được quảng cáo là thúc đẩy khả năng tiêu hóa.
Doanh số bán ra các loại thuốc bổ sung Probiotic cao hơn 35 tỉ đô la Mỹ năm 2015, dự đoán đến năm 2024 con số này sẽ lên đến 65 tỉ đô. Dù bạn có tin vào những lời tuyên bố tốt cho sức khỏe hay cho rằng chúng lại cũng chỉ là một vụ lừa đảo bán dầu rắn hay không, thì những sản phẩm bổ sung probiotic này đã đang tạo thành một ngành công nghiệp hàng tỉ đô phát triển song song với những nghiên cứu đang nổi lên nhanh chóng.
Tiến sĩ Dr. Allan Walker, Giáo sư khoa Dinh Dưỡng trường Harvard Chan School of Public Health (Trường Sức khỏe Cộng đồng Harvard Chan) và Harvard Medical School (Trường Y Harvard), tin rằng mặc dù những nghiên cứu đã xuất bản về chủ đề này vẫn đang còn bất đồng, thì thực sự có những trường hợp cụ thể mà việc bổ sung probiotic có thể sẽ có ích. Ông Walker giải thích rằng:
Probiotic có thể đạt hiệu quả lớn nhất ở cả hai đầu của phổ tuổi (age spectrum), bởi vì đó là thời điểm các vi khuẩn trong cơ thể bạn không còn mạnh mẽ như bình thường nữa. Bạn có thể tác động vào quá trình chiếm lĩnh vi khuẩn khổng lồ này một cách hiệu quả hơn bằng các probiotic trong những giai đoạn hoạt động của vi khuẩn trong cơ thể bị suy yếu.
Ông cũng đưa ra lưu ý rằng probiotic có thể có ích đối với những tình huống gây căng thẳng cho cơ thể, ví dụ như là làm giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh tiêu chảy sau khi tiếp xúc với những vi khuẩn gây bệnh, hoặc bổ sung vi khuẩn bình thường cho ruột sau khi bệnh nhân sử dụng kháng sinh. Mặc dù vậy, ông Walker nhấn mạnh rằng:
Đây đều là những hoàn cảnh có sự mất cân bằng diễn ra bên trong ruột. Nếu đổi vào tình huống một người trưởng thành khỏe mạnh hoặc một đứa trẻ vị thành niên không dùng kháng sinh, thì tôi không cho rằng bổ sung probiotic thực sự hiệu quả đến thế trong việc hỗ trợ sức khỏe nói chung.
Bởi vì probiotic rơi vào danh mục các chất bổ sung chứ không phải thực phẩm, nên chúng không chịu quy định của Cục Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm (Food and Drug Administration) ở Mỹ. Điều này đồng nghĩa với việc trừ khi các công ty sản xuất thuốc bổ tự nguyện tiết lộ thông tin về chất lượng, ví dụ như là có đóng dấu USP – Quy ước dược điển của Mỹ (U.S. Pharmacopeial Convention) con dấu này đưa ra các tiêu chuẩn về chất lượng cũng như độ thuần khiết của dược phẩm, một viên thuốc bổ sung probiotic có thể sẽ không chứa đủ hàm lượng ghi trên nhãn hay thậm chí không đảm bảo được liệu vi khuẩn có còn sống và hoạt động tại thời điểm sử dụng hay không.
Chế độ ăn uống có thể ảnh hưởng đến hệ vi khuẩn trong cơ thể người không?
Bên cạnh di truyền gia đình, môi trường và việc sử dụng thuốc, chế độ ăn uống đóng một vai trò lớn trong việc xác định chủng vi khuẩn nào sinh sống trong ruột kết. Tất cả những yếu tố này tạo ra một hệ thống vi sinh vật độc nhất của từng người. Cụ thể là, một chế độ ăn uống giàu chất xơ ảnh hưởng đến chủng loại và số lượng vi khuẩn có trong ruột.
Chất xơ từ trong chế độ ăn uống chỉ có thể bị phân giải và lên men bằng các enzyme có nguồn gốc từ vi khuẩn sống trong ruột kết. Kết quả của quá trình lên men là giải phóng ra các axit béo chuỗi ngắn (Short chain fatty acids – SCFA). Hoạt động này làm hạ độ pH của ruột kết, kết quả là xác định xuất hiện loại vi khuẩn nào sẽ tồn tại được trong môi trường axit này. Độ pH hạn chế sự sinh sôi của các vi khuẩn có hại như là Clostridium difficile.
Nhiều nghiên cứu về SCFA khám phá những tác dụng có lợi cho sức khỏe trên nhiều phương diện của những axit béo này, bao gồm tác dụng kích thích hoạt động của tế bào miễn dịch và duy trì nồng độ glucose và cholesterol trong máu ở mức bình thường.
Những thực phẩm hỗ trợ làm tăng nồng độ SCFA là những carbohydrate và chất xơ khó tiêu hóa như là inulin (bột alan), resistant starches (kháng tinh bột), gums (chất gôm), pectins (chất keo trong trái cây chín), và fructooligosaccharides (một loại đường/chất tạo ngọt). Những loại chất xơ này đôi khi cũng được gọi là prebiotic bởi vì chúng nuôi dưỡng các vi khuẩn có lợi trong cơ thể chúng ta.
Mặc dù có những loại thuốc bổ chứa chất xơ prebiotic, có rất nhiều những thực phẩm lành mạnh vốn chứa prebiotic. Lượng prebiotic nhiều nhất có trong dạng tươi sống của các thực phẩm sau: tỏi, hành tây, tỏi tây, măng tây, cây atiso Jerusalem, cây bồ công anh, chuối, và rong biển. Nói chung, trái cây rau củ, đậu hạt, và ngũ cốc nguyên cám như là lúa mỳ, yến mạch và đại mạch đều là những nguồn giàu chất xơ prebiotic.
Lưu ý rằng việc ăn nhiều các loại thực phẩm chứa prebiotic, đặc biệt là ăn nhiều hơn bình thường, có thể gây ra tình trạng đầy hơi (flatulence) và sưng phù (bloating). Những người có đường tiêu hóa mẫn cảm như là mắc phải hội chứng ruột kích thích nên ăn những loại thực phẩm này với lượng ít để trước tiên đánh giá khả năng dung nạp của cơ thể đã. Cứ duy trì ăn những thực phẩm này thì khả năng dung nạp của cơ thể sẽ được cải thiện và kèm theo đó sẽ có ít tác dụng phụ hơn.
Nếu bạn không bị mẫn cảm với các loại thực phẩm, thì bạn cần phải từng bước thực hiện chế độ ăn uống giàu chất xơ dần đi bởi vì chế độ ăn uống ít chất xơ không chỉ làm giảm lượng vi khuẩn có lợi, mà còn làm tăng sinh các vi khuẩn gây bệnh thường sinh sôi trong môi trường axit thấp.
Những thực phẩm probiotic chứa các vi khuẩn sống có lợi mà về sau có thể thay thế hệ sinh vật của cơ thể bạn bao gồm các thực phẩm lên men như là kefir (rượu kefia), sữa chua (yogurt) có bổ sung hoạt khuẩn, rau củ muối chua, tempeh, trà kombucha, kimchi, miso, và sauerkraut.
Các lĩnh vực nghiên cứu trong tương lai
Hệ vi sinh vật trong cơ thể là một môi trường sống năng động trong đó có vô số chủng loại vi khuẩn họ hàng có thể thay đổi thất thường hàng ngày, hàng tuần và hàng thàng, tùy thuộc vào chế độ ăn uống, sự dụng thuốc, tập thể dục, và cơ thể vật chủ (cơ thể của người chứa hệ vi sinh vật) tiếp xúc với các môi trường khác. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn đang trong những giai đoạn đầu của quá trình tìm hiểu vai trò to lớn của hệ vi sinh vật đối với sức khỏe con người cũng như khám phá mức độ của các vấn đề có thể phát sinh do gián đoạn các tương tác bình thường giữa hệ vi sinh vật và cơ thể người.
Một số chủ đề nghiên cứu hiện nay:
- Hệ vi sinh vật và các chất chuyển hóa của chúng (các chất được sản sinh do quá trình chuyển hóa) ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe và bệnh tật của con người.
- Những yếu tố nào ảnh hưởng đến cơ cấu tổ chức và tình trạng cân bằng của hệ vi sinh vật trong cơ thể người.
- Phát triển các probiotic thành một loại thực phẩm chức năng và giải quyết các vấn đề pháp lý.
Những lĩnh vực thú vị cụ thể là:
- Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật của phụ nữ có thai, trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ.
- Điều khiển các vi sinh vật giúp cơ thể kháng bệnh và phản ứng tốt hơn với các biện pháp điều trị
- Những điểm khác biệt giữa hệ vi sinh vật của người khỏe mạnh và người mắc bệnh kinh niên như là tiểu đường, bệnh tiêu hóa, béo phì, ung thư và bệnh tim mạch.
- Kiến tạo thiết kế các công cụ chẩn đoán sinh học để tầm soát bệnh trước khi chúng phát triển.
- Thay đổi hệ vi sinh vật thông qua cấy ghép vi khuẩn giữa người với người (như là cấy ghép phân chẳng hạn).
(Theo: Harvard T.H. Chan, người dịch: Trần Tuyết Lan – nhóm Hạ Mến, hướng dẫn ăn đúng)
