Trục ruột-não là gì? Microbiome của bạn có thể ảnh hưởng đến sức khỏe như thế nào

Bạn có thể đã nghe nói về chế phẩm sinh học giúp đỡ những thứ như tâm trạng và giấc ngủ. Nhưng làm thế nào ruột của bạn có thể có tác động như vậy đến não của bạn? Hóa ra, hai cơ quan được kết nối sâu sắc theo những cách mà chúng ta không hiểu đầy đủ nhưng đang bắt đầu xác định. Đường ruột của bạn có thể ảnh hưởng đến giấc ngủ, tâm trạng, sức khỏe tổng thể và nhiều hơn nữa - và nó không chỉ từ thực phẩm bạn ăn!

Trục ruột-não (GBA) là con đường hai chiều (hai chiều) giữa não và ruột. GBA cho phép hệ thống thần kinh trung ương (CNS), được tạo thành từ não và cột sống của bạn, "nói chuyện" với ruột của bạn. Ruột bao gồm các tế bào của con người như hệ thần kinh ruột (ENS, với khoảng 200-600 triệu tế bào thần kinh!) và các tế bào nội tiết ruột, cũng như các tế bào vi khuẩn và nấm men của hệ vi sinh vật đường ruột. GBA cũng là con đường mà chế phẩm sinh học bạn uống bằng miệng có thể ảnh hưởng đến não.

Con đường này chạy trên ba đường cao tốc chính:

• Dây thần kinh phế vị, một bó sợi kéo dài từ não đến các cơ quan chính
• Hệ tuần hoàn
• Hệ thống miễn dịch

Sử dụng các hệ thống này, ruột và não giao tiếp với nhau thông qua các tín hiệu thần kinh, phân tử miễn dịch, hormone và chất dinh dưỡng. Điều này có nghĩa là một tình trạng ở một khu vực có thể ảnh hưởng đến khu vực khác, như căng thẳng có thể gây khó chịu đường tiêu hóa hoặc giải phóng hormone ghrelin có thể báo hiệu cảm giác đói cho não. 

Điều đó cũng có nghĩa là một số chế phẩm sinh học có thể có ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương của bạn. Ví dụ, một chế phẩm sinh học có thể ảnh hưởng đến dopamine não thông qua GBA có thể có tác động tích cực đến tâm trạng của bạn. Bài viết này sẽ khám phá tất cả các cơ chế này và hơn thế nữa, vì vậy bạn có thể hiểu rõ hơn về cách ruột và não của bạn hoạt động cùng nhau.

Hệ vi sinh vật đường ruột và trục ruột-não 

Trục microbiome-ruột-não (MGBA) là một phần của trục ruột-não. MGBA mô tả mạng lưới giao tiếp hai chiều giữa vi khuẩn đường ruột và não. Có hàng nghìn tỷ vi khuẩn trong ruột và chúng có thể truyền thông tin đến não. Các dây thần kinh phế vị, máu và các phân tử miễn dịch đều có thể vận chuyển tín hiệu vi khuẩn đường ruột giữa hai loại. Bộ não lấy tất cả thông tin cảm giác này, tích hợp nó với các thông tin khác và đưa ra quyết định báo hiệu các hành động khác, như phản ứng căng thẳng hoặc chuyển hóa thức ăn.

Dưới đây là những cách MGBA hoạt động trong cơ thể:

Dây thần kinh phế vị: Đường cao tốc giao tiếp chính của trục ruột-não

Dây thần kinh phế vị là một bó sợi lớn truyền xung điện. Nó kết nối hệ thống thần kinh trung ương (CNS), chủ yếu là não, với các bộ phận khác của cơ thể, bao gồm cả hệ thần kinh ruột, chính thức được gọi là hệ thống thần kinh ruột. Dây thần kinh phế vị kết nối thân não với dạ dày, ruột non và đại tràng ở nhiều vị trí. Như bạn có thể nói từ danh sách đó, dây thần kinh phế vị đóng một vai trò rất lớn trong ruột! 

Các thụ thể trên các đầu dây thần kinh phế vị có thể cảm nhận được sự thay đổi thể tích trong dạ dày từ quá trình tiêu hóa thức ăn và bắn điện từ các đầu dây thần kinh này sau đó có thể kiểm soát khi dạ dày đổ vào ruột non. Hệ thống đường ruột sau đó có thể "nói chuyện lại" với CNS bằng cách giải phóng hormone ghrelin , báo hiệu cảm giác đói. Tương tự như vậy, chỉ cần nghĩ về thức ăn có thể báo hiệu nước tiêu hóa bắt đầu chảy.

Vậy vi khuẩn đường ruột có thể tác động đến não của bạn như thế nào? Ruột hấp thụ chất dinh dưỡng và giải phóng chúng vào máu, nơi một số trong số chúng có thể đi vào não. Dysbiosis, sự mất cân bằng của vi khuẩn đường ruột, có thể cho phép vi khuẩn "xấu" và / hoặc các chất chuyển hóa độc hại của chúng xâm nhập vào máu bằng cách làm cho hàng rào giữa ruột và máu trở nên thấm. Điều này có thể kích hoạt các phản ứng miễn dịch dẫn đến thoái hóa thần kinh, theo đề xuất của các nghiên cứu tiền lâm sàng. Có một đường ruột "cân bằng" là rất quan trọng đối với sức khỏe tổng thể. 

Mặt khác, kết nối microbiome-ruột-não có thể có tác động tích cực. Một số chủng lợi khuẩn đã được chứng minh là giúp giảm mức cortisol, tương quan với căng thẳng. Tâm sinh học nói riêng có khả năng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến MGBA. L. plantarum PS128 là một loại tâm sinh học xuất hiện để giúp cân bằng dopamine và serotonin trong não dựa trên các nghiên cứu tiền lâm sàng, ảnh hưởng đến tâm trạng và giấc ngủ. 

Hàng rào máu não

Hàng rào máu não (BBB) đóng một vai trò quan trọng giữa tất cả những điều này. Điều này là do BBB có một "bộ lọc" nghiêm ngặt điều chỉnh cân bằng nội môi thần kinh trung ương như một hình thức bảo vệ. Những hạn chế này giúp duy trì chức năng tế bào thần kinh và bảo vệ CNS khỏi những "vị khách" không mong muốn như các chất độc hại và mầm bệnh. Mất chức năng rào cản này có thể dẫn đến rối loạn chức năng thần kinh. 

Tuy nhiên, BBB cũng có thể gây khó khăn cho việc đưa các chất hữu ích vào não từ máu. Ví dụ, dopamine không thể đi qua BBB, nhưng tiền chất sinh tổng hợp tyrosine và L-dopa của nó có thể. Các hợp chất hóa học này sau đó có thể được chuyển đổi thành dopamine bên trong một số tế bào thần kinh nhất định trong não. Đây là lý do tại sao nồng độ dopamine trong não thường không thể tăng lên bằng cách uống dopamine.

Hai ngoại lệ đáng chú ý đối với các hạn chế về hàng rào máu não là caffeine và rượu. Cả hai hóa chất đều được hấp thu nhanh vào máu và có thể vượt qua hàng rào máu não bằng cách khuếch tán qua màng do đặc tính hóa học của chúng. Đây là lý do tại sao cả caffeine và rượu đều có ảnh hưởng nhanh đến hành vi của con người. 

Bạn có thể đã đọc rằng các tế bào enteroendocrine trong niêm mạc đường tiêu hóa tổng hợp tới 95% serotonin trong cơ thể chúng ta. Một số chủng probiotic cũng có thể ảnh hưởng đến mức serotonin trong ruột. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là serotonin do ruột sản xuất này không đến được não. Serotonin đường ruột đóng một vai trò trong nhu động ruột, và cũng có thể đi vào máu - nhưng serotonin và các chất dẫn truyền thần kinh khác trong máu không thể vượt qua hàng rào máu não, nơi chúng sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm trạng. 

Do đó, bất kỳ tác động trực tiếp nào của chế phẩm sinh học đối với tâm trạng hoặc hoạt động của não phải được trung gian bởi một hoặc nhiều trong ba đường cao tốc chính của GBA (xem sơ đồ bên dưới). Ví dụ, một chủng probiotic có thể ảnh hưởng đến sự liên kết của một phân tử với một đầu của dây thần kinh phế vị, gửi tín hiệu điện ảnh hưởng đến hoạt động dẫn truyền thần kinh trong não (dây thần kinh phế vị "đường cao tốc"). Về mặt lý thuyết, một chủng probiotic cũng có thể ảnh hưởng đến mức độ tiền chất sinh tổng hợp của chất dẫn truyền thần kinh trong máu, ảnh hưởng đến việc sản xuất nó trong não ở một mức độ nào đó (hệ thống tuần hoàn "đường cao tốc").

Tác động của các chất chuyển hóa vi khuẩn đường ruột

Tuần hoàn cung cấp một cơ hội quan trọng cho nhiễu xuyên âm trục ruột-não. Ruột hấp thụ chất dinh dưỡng và giải phóng chúng vào máu, và một số chất dinh dưỡng này cuối cùng có thể đi vào não. Ví dụ, axit béo chuỗi ngắn (SCFA) là một loại chất chuyển hóa được sản xuất bởi các vi sinh vật ảnh hưởng đến quá trình CNS thông qua nhiều con đường đã được đề cập, bao gồm cả hệ thống tuần hoàn và miễn dịch. Nhiều chủng lợi khuẩn tạo ra các chất chuyển hóa này. 

SCFA đáng chú ý vì chúng đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe đường ruột bằng cách duy trì tính toàn vẹn của hàng rào đường ruột. Chúng cũng có thể giúp duy trì hàng rào máu não và hỗ trợ sự trưởng thành của các tế bào miễn dịch não.

Vi khuẩn đường ruột cũng có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của một người, có thể ảnh hưởng đến các loại và mức độ chất dinh dưỡng trong máu. Điều này sau đó có thể ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng có sẵn cho não, và cũng có khả năng ảnh hưởng đến tính thấm của hàng rào máu não. Kết nối này có nghĩa là ruột có thể có ảnh hưởng gián tiếp đến việc sản xuất serotonin, dopamine hoặc hormone của não có liên quan đến tâm trạng. 

Ví dụ, tryptophan, một axit amin thiết yếu, được não sử dụng để tạo ra serotonin và melatonin và phải được cung cấp bởi chế độ ăn uống của bạn. Thổ Nhĩ Kỳ nổi tiếng có chứa tryptophan (nhờ kết nối của axit amin với melatonin, mọi người có xu hướng đổ lỗi cho gà tây vào Lễ Tạ ơn vì đã khiến chúng buồn ngủ), cũng như thịt gà, sữa nguyên chất, cá ngừ, yến mạch, v.v. Vi khuẩn đường ruột có thể ảnh hưởng đến chuyển hóa tryptophan trong ruột, ảnh hưởng đến lượng tryptophan trong máu, và điều này có thể ảnh hưởng đến lượng axit amin có sẵn cho não để tạo ra serotonin và melatonin. 

Hệ thống miễn dịch & trục ruột-não

Trong khi ruột tiêu hóa thức ăn, nó cũng chứa một phần lớn của hệ thống miễn dịch. Các tế bào miễn dịch trong ruột hỗ trợ dung nạp thực phẩm và vi khuẩn thân thiện, nhưng cũng có thể kích thích phản ứng dị ứng và nhạy cảm với thực phẩm, cũng như bảo vệ chống lại vi khuẩn không mong muốn. 

Hệ thống miễn dịch đường ruột có thể cảm nhận vi khuẩn trong ruột và giao tiếp với não. Các tế bào đuôi gai là các tế bào miễn dịch có cánh tay ("đuôi gai"), có thể cảm nhận được nội dung đường ruột, bao gồm vi khuẩn đường ruột và men vi sinh bạn uống bằng miệng. Sau khi cảm nhận các loại vi khuẩn đường ruột cụ thể, các tế bào miễn dịch này sau đó di chuyển đến hệ bạch huyết. Quá trình truyền tín hiệu của chúng dẫn đến việc giải phóng các phân tử gọi là cytokine có thể vượt qua hàng rào máu não. 

Những cytokine này có thể tương tác với các thụ thể trên tế bào thần kinh não để thay đổi hoạt động của não. Thật thú vị, một số cytokine có liên quan đến tâm trạng và sự thèm ăn. Một số hoạt động miễn dịch có thể ảnh hưởng đến các thụ thể và chất vận chuyển serotonin, và cũng có thể ảnh hưởng đến tâm trạng.

Tạo kết nối ruột-não

Như bạn có thể nói, trục ruột-não rất phức tạp - và chưa được hiểu đầy đủ. Hy vọng rằng, điều này giúp bạn hiểu rõ hơn về nhiều cách mà ruột và não giao tiếp và làm việc cùng nhau. Nếu bạn tò mò muốn tìm hiểu thêm về cách chế phẩm sinh học có thể sử dụng GBA để ảnh hưởng đến tác động thần kinh, bạn có thể xem các nghiên cứu lâm sàng về L. plantarum PS128, chủng lợi khuẩn ruột-não trong Bened Life'sản phẩm, tại đây.