Việc điều khiển, thay đổi thành phần hệ vi sinh vật trong cơ thể có phải là một giải pháp thay thế cho việc phẫu thuật giảm cân hay không?

- Được coi là một đại dịch toàn cầu, tình trạng béo phì tiếp tục gia tăng. Theo Trung tâm Kiểm soát Bệnh dịch, hơn 40% dân số Hoa Kỳ bị coi là béo phì. 

- Có rất nhiều ảnh hưởng xấu đến sức khỏe liên quan đến béo phì, bao gồm những căn bệnh nghiêm trọng như tiểu đường tuýp 2, bệnh động mạch vành, đột quỵ, hội chứng ngưng thở khi ngủ và một số bệnh ung thư. Bệnh nhân thường bị trầm cảm, mất khả năng vận động, cô lập với xã hội và không còn muốn làm việc.

- Với chi phí lên tới 316 tỷ đô-la mỗi năm ở Hoa Kỳ, chúng ta có thể hiểu được việc ngăn ngừa và loại bỏ bệnh béo phì không chỉ giúp người dân có sức khỏe tốt mà còn có thể giúp giảm các chi phí y tế.

- Mặc dù nhu cầu xử lý, hạn chế bệnh béo phì còn thấp, nhưng những hậu quả mà căn bệnh này mang lại vẫn chưa được hiểu rõ và nhìn nhận một cách đúng đắn. Các nhà nghiên cứu thường đồng ý rằng thành phần và tính di truyền của hệ vi sinh vật đường ruột cũng như những hoạt động sinh hoạt là các yếu tố quan trọng quyết định xem một người có bị béo phì hay không.

- Ngày nay, sự quan tâm và hiểu biết về hệ vi sinh vật trong cơ thể con người ngày càng tăng lên, vì vậy các nhà nghiên cứu đang tích cực nghiên cứu về đường ruột nhằm tìm ra câu trả lời cho những phương pháp chẩn đoán và trị liệu mới cũng như hiệu quả hơn. 

- Hàng nghìn tỷ vi khuẩn trong đường ruột thực hiện một loạt những chức năng quan trọng trong cơ thể con người và thậm chí còn liên quan đến tâm trạng và hành vi cư xử của con người. Việc quản lý các vi chất từ chất dinh dưỡng có trong thực phẩm chúng ta tiêu hóa là một trong số những chức năng vô cùng quan trọng của vi khuẩn, đây là một trong số những lý do mà hệ vi sinh vật đóng vai trò trung tâm trong quá trình điều chỉnh trọng lượng cơ thể.

- Trong một nghiên cứu mới với đề tài “Sự thay đổi tạm thời trong hệ vi sinh vật đường ruột và tquá trình chuyển hóa ở con người sau khi phẫu thuật nối tắt dạ dày”, được công bố gần đây trên tạp chí npj Biofilms và Microbiomes, nhà nghiên cứu Zehra Ersa Ilhan thuộc ASU, giáo sư Biodesign Rosa Krajmalnik-Brown thuộc ASU và các nhà nghiên cứu từ phòng khám Mayo và Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương, đã thực hiện một bước nữa để tìm hiểu xem đường ruột sẽ thay đổi như thế nào sau phẫu thuật nối tắt dạ dày (còn được gọi là phẫu thuật nối tắt dạ dày Roux-en-Y).

Đây là hình minh họa qua thiết diện cắt ngang của một đại tràng khỏe mạnh với hệ vi sinh vật cộng sinh. Lớp chất nhầy bên ngoài và bên trong đại tràng tập trung nhiều vi sinh vật khác nhau và chính vì vậy, tạo ra những sản phẩm cuối cùng với biến thể khác nhau. Hình ảnh từ “Hệ vi sinh vật sau phẫu thuật giảm cân và Những hiểu biết sâu sắc về vi khuẩn trong vấn đề phẫu thuật giảm cân, Luận án trình bày trong việc hoàn thành một phần các yêu câu về bằng cấp : Tiến sĩ triết học” thực hiện bởi Rsra Zehra Ilhan

- Ilhan cho biết: “Những phát hiện mới của chúng tôi nhấn mạnh tầm quan trọng của những thay đổi trong hệ vi sinh vật ở niêm mạc và phân được phản ánh qua quá trình chuyển hóa của ruột sau khi phẫu thuật. Những thay đổi của hệ vi sinh vật sau khi phẫu thuật tương ứng với những thay đổi ổn định, bền vững trong quá trình lên men phân cũng như quá trình chuyển hóa axit mật, cả 2 quá trình này đều góp phần giúp cải thiện việc trao đổi chất.”

- Ngoài việc giảm cân theo dự kiến và việc cải thiện tình trạng hôn mê sau khi phẫu thuật nối tắt dạ dày, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng tác động của cuộc phẫu thuật không chỉ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong phân mà hệ vi sinh vật trong niêm mạc cũng thay đổi. Những thay đổi trong hệ vi sinh vật có liên quan đến sự gia tăng nồng độ axit béo (sản phẩm lên men axit amin) ở mạch phân nhánh và giảm tổng thể nồng độ axit mật chủ yếu và thứ yếu trong các mẫu phân. Mật là một chất lỏng mang tính kiềm giúp tiêu hóa.

- “Những cuộc phẫu thuật giảm cân trước đây- các nghiên cứu về hệ vi sinh ở người chủ yếu dựa vào các mẫu phân vì lấy mẫu thử qua màng nhầy ruột cần phải thực hiện một quy trình xâm lấn đến cơ thể,” Ilhan, người đứng đầu cuộc nghiên cứu cho biết. Vào thời điểm nghiên cứu, Ilhan là tiến sĩ nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm của Krajmalnik-Brown. Cô hiện đang tiến hành nghiên cứu tại Viện Nông nghiệp, Thực phẩm và Môi trường Quốc gia của Pháp.

- Phẫu thuật giảm cân có tác dụng làm giảm trọng lượng cơ thể bằng cách thay đổi hệ thống tiêu hóa. Đây là những thay đổi về mặt hóa học và sinh lý gồm thu hẹp dạ dày, giảm sự hấp thu các chất, chuyển hóa axit mật và các dấu hiệu hóa học khác.

- “Màng nhầy là một vị trí cực kì quan trọng cho sự tương tác giữa vi khuẩn và vật chủ. Với việc lấy mẫu phân, chúng tôi biết rằng mình sẽ không thể hiểu rõ hệ vi khuẩn trong niêm mạc tương tác chủ động như thế nào với hệ thống miễn dịch của tế bào chủ và tế bào biểu mô”, Ilhan cho biết. (Các tế bào biểu mô là những tế bào ở bề mặt của cơ thể)

- Mặc dù phẫu thuật nối tắt dạ dày đã thành công với nhiều bệnh nhân mắc bệnh béo phì, nhưng đây là một phẫu thuật nguy hiểm, xâm lấn đến cơ thể bên cạnh nhiều rủi ro và chi phí phát sinh. Ngoài ra, một số bệnh nhân lại tăng cân sau khi đã giảm, có lẽ vì họ thiếu đi các lợi khuẩn cần thiết cho việc giảm cân lâu dài.

- “Hiểu rõ được cách vận hành của hệ vi khuẩn đường ruột có thể dẫn đến việc tạo ra một loại lợi khuẩn mới mà có thể thay thế việc phẫu thuật hoặc tạo nên một chỉ số cải thiện qua đó xác định được những người có điều kiện cơ thể tốt nhất để thực hiện phẫu thuật cũng như giảm cân lâu dài,” Krajmalnik-Brown cho biết.

- Trong nghiên cứu theo chiều dọc, các đối tượng phải cung cấp mẫu phân và niêm mạc trực tràng của mình. Các mẫu niêm mạc trực tràng được thu thập thông qua phương pháp nội soi đại tràng sigma linh hoạt và không sử dụng thuốc an thần, và thực hiện một lần nữa sau 12 tháng phẫu thuật nối tắt dạ dày. Các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích DNA vi sinh vật được chiết xuất từ các mẫu phân và niêm mạc. Các chất chuyển hóa có trong phân được phân tích bằng phương pháp chuyển hóa thông lượng cao.

- Một chỉ số bệnh lý ở bệnh nhân béo phì đã được tìm thấy ở đường ruột, tại ruột của những người mắc bệnh béo phì quan sát thấy sự đa dạng hệ vi sinh vật thấp hơn người bình thường. Sự đa dạng thành phần vi khuẩn đường ruột là yếu tố cần thiết để có được một sức khỏe tốt.

- Vào năm 2009, lần đầu tiên nhóm nghiên cứu của Krajmalnik-Brown cho thấy phẫu thuật nối tắt dạ dày tạo ra những thay đổi sâu sắc trong thành phần của hệ vi khuẩn đường ruột. Hệ thực vật đường ruột của bệnh nhân sau khi thực hiện phẫu thuật nối tắt dạ dày cho thấy sự khác biệt rõ rệt so với các bệnh nhân béo phì và người bình thường.

- Trong một nghiên cứu được thực hiện vào năm 2017, nhóm nghiên cứu đã tiến thêm một bước bằng cách so sánh các vi khuẩn và tập chuyển hóa (tập chuyển hóa là tập hợp tổng số chất chuyển hóa có trong sinh vật, tế bào hoặc mô) thay đổi như thế nào sau khi thực hiện nối tắt dạ dày và phẫu thuật lap-band.

- Nghiên cứu năm 2017 đã chứng minh rằng phẫu thuật nối tắt dạ dày gây nên sự tái tổ chức mạnh mẽ ở ruột, điều này làm tăng sự đa dạng của vi khuẩn. Những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan với phẫu thuật lap-band (còn được gọi là băng dạ dày có thể điều chỉnh bằng nội soi) là không nhiều đi kèm với sự giảm cân nhưng không quá rõ rệt. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng lượng chất béo trong cơ thể và trọng lượng cơ thể sẽ giảm khi những con chuột không có mầm bệnh được cấy ghép phân từ những con chuột đã trải qua phẫu thuật nối tắt dạ dày.

- Nhóm nghiên cứu của Krajmalnik-Brown hiện đang thực hiện dự án do Viện Y tế Quốc gia tài trợ, mục tiêu chính của nghiên cứu này là xác định được sự đóng góp và vai trò của của hệ vi sinh vật vào sự cân bằng năng lượng ở vật chủ. Dự án này được thực hiện nhằm chuyển từ phạm vi các sự liên kết sang quan hệ nhân quả đồng thời giúp xác định cách thức vi khuẩn và chất chuyển hóa có thể chống lại bệnh béo phì.

- Krajmalnik-Brown là một giáo sư của Trường Kỹ thuật bền vững và Môi trường xây dựng thuộc ASU đồng thời cũng là giảng viên của Trường Khoa học Đời sống. Tại Viện Biodesign, cô làm việc như một phần của Trung tâm Swette về Công nghệ sinh học môi trường.

- Krajmalnik-Brown cũng được biết đến qua nghiên cứu về vai trò của hệ vi sinh vật ở những người mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ.

- Nghiên cứu được báo cáo trong ấn phẩm được hỗ trợ bởi Viện Tiểu đường và Bệnh tiêu hóa và Thận Quốc gia của Viện Y tế Quốc gia với số giải thưởng là R01DK090379.