Vai trò, ảnh hưởng của hệ vi sinh đường ruột đối với bệnh tiểu đường, béo phì, ung thư đại tràng

Hệ vi sinh đường ruột của con người là một cộng đồng vi sinh vật khổng lồ có vai trò không thể thay thế trong cuộc sống. Với sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực nghiên cứu, ảnh hưởng của hệ vi sinh đường ruột đối với các bệnh lý ở người đã dần được khám phá. Chứng rối loạn hệ khuẩn ruột có những tác động tiêu cực đến sức khỏe của chúng ta cũng như gây ra nhiều loại bệnh mạn tính. Cơ chế của hệ vi sinh đường ruột đối với các bệnh lý ở người vô cùng phức tạp, đặc biệt là liên quan tới các bệnh lý liên quan đến rối loạn chuyển hóa và tiêu hóa.

Béo phì

Béo phì là một vấn đề đáng lo ngại đối với sức khỏe cộng đồng, với hàng tỷ người trưởng thành trên thế giới bị thừa cân hoặc béo phì. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ vi sinh đường ruột đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển bệnh béo  phì. Ở bệnh béo phì, rối loạn hệ khuẩn ruột đặc trưng ở việc giảm sự đa dạng và phong phú của các vi khuẩn có lợi như Akkermansia muciniphila và Faecalibacter prausnitzii, đồng thời tăng số lượng của Firmicutes.

Các bằng chứng thực nghiệm, bao gồm mô hình thí nghiệm trên chuột và nghiên cứu cấy phép, chỉ ra rằng rối loạn hệ khuẩn ruột có những tác động tiêu cực đối với nồng độ glutamate trong huyết thanh. Các thí nghiệm trên động vật cũng cho thấy việc sử dụng B. thetaiotaomicron có thể làm giảm việc tăng cân và béo phì.

Hơn nữa, hệ vi sinh đường ruột có khả năng lên men carbohydrate khó tiêu thành các chất chuyển hóa quan trọng như axit béo chuỗi ngắn (SCFA) và succinate, những chất có vai trò quan trọng liên quan tới bệnh béo phì và các tình trạng của bệnh lý. SCFA sẽ giúp điều chỉnh cân bằng năng lượng bằng cách hạn chế sự thèm ăn và tăng chi tiêu năng lượng. Chúng cũng giải phóng các hormone tạo cảm giác no, chẳng hạn như GLP-1 và PYY, thông qua các thụ thể tế bào miễn dịch. SCFA có thể tạo ra sự điều chỉnh tăng cường các protein liên quan đến sinh nhiệt và oxy hóa lipid, do đó làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và ngăn ngừa béo phì. Succinate, tạo ra bởi các vi khuẩn đường ruột nhất định, giúp đẩy nhanh quá trình tạo đường trong ruột và tác động đến lượng mỡ và trọng lượng cơ thể thông qua tín hiệu glucose trong ruột-não. Các nghiên cứu đã cho thấy việc bổ sung oligofructose sẽ làm tăng nồng độ succinate, kích hoạt quá trình tạo glucose và ngăn ngừa béo phì cũng như suy giảm khả năng dung nạp glucose.

Sự mất cân bằng của hệ vi sinh đường ruột, bao gồm giảm sự đa dạng và phong phú, thường thấy ở bệnh béo phì. Một số sản phẩm vi sinh có nguồn gốc từ quá trình lên men carbohydrate khó tiêu sẽ giúp ngăn ngừa béo phì bằng cách ức chế sự thèm ăn và tăng tiêu hao năng lượng, trong khi những sản phẩm khác ngăn ngừa béo phì bằng cách tăng tiêu thụ năng lượng và oxy hóa lipid. Hiểu được vai trò và cơ chế của hệ vi sinh đường ruột và các chất chuyển hóa trong sự phát triển bệnh béo phì là rất quan trọng để phòng ngừa và điều trị béo phì.

Tiểu đường

Tiểu đường là một bệnh chuyển hóa với đặc trưng là lượng đường trong máu cao, bao gồm đái tháo đường tuýp 1 (T1DM), đái tháo đường típ 2 (T2DM) và đái tháo đường thai kỳ (GDM). Nghiên cứu cho thấy hệ vi sinh đường ruột có vai trò trong tiến triển của bệnh tiểu đường.

Đối với đái tháo đường tuýp 1, dạng bệnh tiểu đường phụ thuộc vào insulin, yếu tố di truyền và yếu tố môi trường đều ảnh hưởng tới sự tiến triển của bệnh. Các nghiên cứu đã chỉ ra sự khác biệt đáng kể về thành phần hệ vi sinh đường ruột giữa bệnh nhân đái tháo đường tuýp 1 và người khỏe mạnh. Hệ vi sinh đường ruột của người đái tháo đường tuýp 1 bị giảm sự đa dạng vi khuẩn, trong đó có giảm mức độ Clostridium và Prevotella.

Đối với đái tháo đường típ 2, dạng bệnh tiểu đường không phụ thuộc vào insulin, đặc trưng bởi giảm tiết insulin và kháng insulin. Sự đa dạng vi khuẩn đường ruột của bệnh nhân đái tháo đường típ 2 giảm đáng kể so với người khỏe mạnh. Số lượng Bifidobacteria và Akkermansia giảm ở bệnh nhân đái tháo đường típ 2, trong khi sự phong phú của Dallella lại tăng lên. Bệnh nhân phẫu thuật đại tràng có nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường típ 2 cao hơn, chứng minh rằng hệ vi sinh đường ruột và tiết hormone tại đoạn xa của ruột có ảnh hưởng đến việc điều hòa chuyển hóa glucose. Các nghiên cứu về chuyển hóa đã tìm thấy mối liên hệ giữa các chất chuyển hóa cụ thể và nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường típ 2, chẳng hạn như axit γ-linolenic, có tương quan với sự phong phú và đa dạng của vi khuẩn đường ruột.

Đái tháo đường thai kỳ, một biến chứng thường gặp khi mang thai, có ảnh hưởng bất lợi tới thai nhi. Rối loạn hệ khuẩn ruột ở bệnh nhân đái tháo đường thai kỳ đặc trưng bởi sự gia tăng nồng độ Rumenococcus, Desulfovibrio, Enterobacter, Bacteroides và Prevotella và giảm mức độ Bifidobacteria và Fischeri. Những khác biệt về vi sinh vật này vẫn tồn tại ngay cả sau 8 tháng mang thai. Phân tích về chuyển hóa đã cho thấy sự khác biệt về chức năng trong hệ vi sinh của bệnh nhân đái tháo đường thai kỳ, có liên quan đến tình trạng viêm, béo phì và dung nạp glucose. Việc bổ sung probiotic cho thấy tiềm năng trong việc điều chỉnh hệ vi sinh đường ruột để ngăn ngừa tiểu đường thai kỳ.

Các chất chuyển hóa được tạo ra bởi hệ vi sinh đường ruột cũng tác động tới sự phát triển của bệnh tiểu đường. Một số chất chuyển hóa, chẳng hạn như lipopolysacarit, Flagellin và axit lipoteichoic, có thể gây viêm và phá vỡ chức năng hàng rào bảo vệ ruột. Nồng độ axit amin chuỗi nhánh và trimethylamine N-oxide (TMAO) tăng cao sẽ gây kháng insulin và viêm. Mặt khác, axit béo chuỗi ngắn (SCFA) thúc đẩy tiết hormone điều hòa chuyển hóa glucose và kích thích bài tiết peptide-2 giống glucagon, trong khi axit mật (BA) kích hoạt các thụ thể giúp tăng độ nhạy insulin và hấp thu glucose.

Tổng kết lại, hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến sự phát triển của bệnh tiểu đường, bao gồm đái tháo đường tuýp 1, đái tháo đường tuýp 2 và tiểu đường thai kỳ. Thành phần và sự đa dạng của hệ vi sinh đường ruột khác nhau giữa những người mắc bệnh tiểu đường và những người khỏe mạnh. Nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá các phương pháp trị liệu nhắm vào các chất chuyển hóa của vi khuẩn đường ruột hoặc điều chỉnh thành phần vi sinh để kiểm soát hoặc ngăn ngừa bệnh tiểu đường.

Ung thư đại tràng

Ung thư đại tràng (CRC) là một bệnh ác tính phổ biến ở hệ tiêu hóa. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự mất cân bằng trong hệ vi sinh đường ruột có liên quan đến ung thư đại tràng. Ở bệnh nhân ung thư đại tràng, các loại vi khuẩn có lợi giảm (Bifidobacteria, Lactobacillus và Bacteroides) trong khi các vi khuẩn gây bệnh (Escherichia coli, Bacteroides fragilis và Fusobacter nucleatum) lại gia tăng. Những vi khuẩn gây bệnh sẽ giải phóng các chất độc hóa học gây tổn thương tế bào ruột và gây ra tình trạng viêm mãn tính, góp phần phát triển ung thư đại tràng.

Các nghiên cứu sâu hơn đã hé lộ các cơ chế qua đó hệ vi sinh đường ruột thúc đẩy sự phát triển của khối u. Ví dụ, Peptostreptococcus anaerobius (Pa) có nhiều trong phân và mô khối u đại tràng của bệnh nhân ung thư đại tràng và có thể kích thích sự tăng trưởng tế bào bất thường ở đại tràng. Pa liên kết với integrinα2/β1 trên các tế bào ung thư đại tràng, kích hoạt đường dẫn truyền PI3K-Akt-NF-κB, thúc đẩy sự phát triển ung thư đại tràng.

Hệ vi sinh đường ruột cũng có thể ảnh hưởng đến chức năng gen của cơ thể. Trong thí nghiệm chuột bị ung thư ruột, sự xuất hiện của một số chất chuyển hóa vi khuẩn đường ruột có thể biến p53 đột biến từ có tác dụng ức chế thành tác nhân gây ung thư. Ngoài ra, nghiên cứu gần đây cũng cho thấy vi khuẩn đường ruột tạo ra các tế bào T cộng sinh phản ứng chéo với các kháng nguyên khối u và các thể thực khuẩn Enterococci cụ thể, sử dụng cơ chế này để nâng cao hiệu quả của liệu pháp miễn dịch chống khối u.

Các nghiên cứu cũng nhấn mạnh vai trò của các chất chuyển hóa có hại do hệ vi sinh đường ruột tạo ra trong việc trực tiếp hay gián tiếp thúc đẩy quá trình ung thư thông qua tình trạng viêm hoặc ức chế miễn dịch. Sự mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột cho thấy tác động của nó trong việc gây ra ung thư đại tràng.

BÀI CÙNG CHỦ ĐỀ:

Bổ sung lợi khuẩn giúp cải thiện bệnh Crohn

Tăng cường hệ vi sinh đường ruột bằng chiết xuất nam việt quất

Những tác hại ít biết của bệnh tiểu đường

Tập thể dục có lợi cho vi khuẩn đường ruột như nào?

Thừa cân, béo phì dễ dẫn đến suy thận

Thông tin y học chuyên sâu về chẩn đoán ung thư đại trực tràng

Yhocvn.net