Có lẽ bạn đã từng nghe nói rằng men vi sinh có thể giúp cải thiện tâm trạng và giấc ngủ. Tuy nhiên, tại sao đường ruột lại có ảnh hưởnglớn đến não như vậy? Dường như hai cơ quan này có mối liên hệ sâu sắc với nhau theo những cách mà dù chưa được hiểu rõ hoàn toàn nhưng đang dần được làm sáng tỏ. Đường ruộtcó thể tác động đếngiấc ngủ, tâm trạng, hạnh phúc tổng thểvà nhiều khía cạnh khác, và điều này không chỉ đơn thuần là do những gì chúng ta ăn!
Mối liên hệ ruột-não (GBA) là một con đường hai chiều giữa não và ruột. GBA cho phép hệ thần kinh trung ương (CNS) — bao gồm não và tủy sống — “giao tiếp” với ruột. Ruộtkhông chỉ chứacác tế bào người như hệ thần kinh ruột (ENS —ước tính cótừ 200 triệu đến 600 triệu nơ-ron!)và các tế bào nội tiết ruột, mà còn bao gồm cả vi khuẩn và nấm men trong hệ vi sinh vật đường ruột. GBA cũng là con đường mà các chế phẩm probiotic được tiêu thụ qua đường miệng tác động lên não.
Tuyến đường này hoạt động dựa trên3 “đường cao tốc” chính.
- Dây thần kinh phế vị – là một bó sợi thần kinh kéo dài từ não đến các cơ quan chính
- Hệ tuần hoàn
- Hệ miễn dịch
Thông qua các hệ thống này, ruột và não bộ giao tiếp với nhau thông qua các tín hiệu thần kinh, các phân tử miễn dịch, hormone và chất dinh dưỡng. Điều này có nghĩa là tình trạng của một trong hai khu vực có thể ảnh hưởng đến khu vực còn lại, chẳng hạn như căng thẳng có thể gây ra rối loạn tiêu hóa, hay việc giải phóng hormone ghrelin có thểtruyền tín hiệu cảm giác đói đếnnão bộ.
Ngoài ra, điều này cũng có nghĩa là một số loại probiotic cụ thể có thể tác động đến hệ thần kinh trung ương. Chẳng hạn, các loại probiotic tác động đến dopamine trong não thông qua GBA có thể mang lại những tác động tích cực đến tâm trạng. Bài viết này sẽ đi sâu tìm hiểu các cơ chế này và những vấn đề liên quan khác, nhằm giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức phối hợp giữa ruột và não.
Hệ vi sinh vật đường ruột và mối liên hệ giữa ruột và não
Mối tương quan vi sinh vật - ruột - não(MGBA) là một phần của mối tương quan ruột - não. MGBA mô tả mạng lưới giao tiếp hai chiều giữa hệ vi sinh vật đường ruột và não bộ. Trong ruột có hàng nghìn tỷ vi sinh vật sinh sống, và chúng có khả năng truyền thông tin đến não. Dây thần kinh phế vị,máu và các phân tử miễn dịch đều có khả năng truyền tín hiệu từ hệ vi sinh vật đường ruột giữa hai cơ quan này. Não bộ tiếp nhận tất cả các thông tin cảm giác này, tích hợp chúng với các thông tin khác và đưa ra quyết định để điều khiển các hành vi khác như phản ứng căng thẳng hay quá trình chuyển hóa thức ăn.
Dưới đây là cách thức hoạt động của MGBA trong cơ thể.
Dây thần kinh phế vị: Con đường truyền dẫn chính trong mối tương quan ruột-não
Dây thần kinh phế vị là một bó sợi thần kinh lớn có chức năng truyền các xung điện. Nókết nốihệ thần kinh trung ương (CNS) — chủ yếu là não —vớicác bộ phận khác của cơ thể, bao gồm hệ thần kinh ruột (còn được gọi chính thức là hệ thần kinh đường ruột). Dây thần kinh phế vị kết nối thân não với nhiều vị trí khác nhau của dạ dày, ruột non và ruột già. Chỉ cần nhìn vào danh sách này thôi cũng đủ thấy dây thần kinh phế vị đóng vai trò rất quan trọng đối với đường ruột!
Các thụ thể ở đầu dây thần kinh phế vịcó khả năng cảm nhận sự thay đổi thể tích dạ dày do quá trìnhtiêu hóa thức ăn, và các xung điện phát ra từ các đầu dây thần kinh này có thể điều khiển thời điểm dạ dày đẩy thức ăn vào ruột non. Sau đó, hệ tiêu hóa “phản hồi”với hệ thần kinh trung ương (CNS) bằngcáchgiải phóng hormone ghrelin, từ đó truyền tín hiệu cảm giác đói. Tương tự,chỉ cần nghĩ đến thức ăn cũngcó thể khiến dịch tiêu hóa bắt đầu tiết ra.
Vậy, vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến não như thế nào? Ruột hấp thụ các chất dinh dưỡng và giải phóng chúng vào dòng máu. Một phần trong số đó có thể xâm nhập vào não. Tình trạng mất cân bằng vi khuẩn đường ruột (dysbiosis) có thể khiến vi khuẩn “xấu” và các chất chuyển hóa độc hại của chúng xâm nhập vào dòng máu bằng cách làm tăng tính thấm của hàng rào giữa ruột và dòng máu. Điều này có thể gây ra phản ứng miễn dịch dẫn đến thoái hóa thần kinh,như các nghiên cứu tiền lâm sàng đã chỉ ra.Việc duy trì một hệ vi sinh đường ruột “cân bằng” là vô cùng quan trọng đối với sức khỏe tổng thể.
Mặt khác, mối liên hệ giữa hệ vi sinh vật – ruột – não cũng có thể mang lại những tác động tích cực. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằngmột số chủng probiotic cụ thểcó thể giúp giảm nồng độ cortisol – một chỉ số liên quan đến căng thẳng. Đặc biệt, các chủng psychobiotic có khả năng tác động mạnh mẽ đến MGBA.L. plantarum PS128 là một chủng psychobiotic được cho là có thểgiúp cân bằng nồng độ dopamine và serotonin dựa trêncác nghiên cứu tiền lâm sàng, từ đó tác động đến tâm trạng và giấc ngủ.
Hàng rào máu-não
Hàng rào máu-não (BBB) đóng vai trò quan trọng trong tất cả các quá trình này. Điều này là do BBB sở hữu một “bộ lọc”nghiêm ngặt, giúp điều hòa sự cân bằng nội môi của hệ thần kinh trung ương (CNS) nhưmột hình thức bảo vệ. Những hạn chế này góp phần duy trì chức năng thần kinh và bảo vệ CNS khỏi những “khách không mời” như chất độc hại hay mầm bệnh. Việc mất đi chức năng rào cản này có thể dẫn đếnrối loạn chức năng thần kinh.
Tuy nhiên, hàng rào máu-não (BBB) cũng có thể cản trở quá trình hấp thu các chất có lợi từ máu vào não. Ví dụ, dopamine không thể đi qua BBB, nhưng các tiền chất sinh tổng hợp của nó là tyrosine và L-dopa thì có thể đi qua. Các hợp chất hóa học này sau đó sẽ được chuyển hóa thành dopamine bên trong các tế bào thần kinh cụ thể trong não. Đây chính là lý do tại sao nồng độ dopamine trong não thường không tăng lên ngay cả khi người ta uống dopamine.
Một ngoại lệ đáng chú ý đối với cơ chế hạn chế của hàng rào máu-não là caffeine và rượu. Cả hai chất này đều được hấp thu nhanh chóng vào dòng máu và,nhờ các đặc tính hóa học củachúng, có thể đi qua hàng rào máu-não chỉbằng cách khuếch tán quamàng. Đây chính là lý do tại sao caffeine và rượu lại tác động nhanh chóng đến hành vi của con người.
Nằm trên thành trong của ống tiêu hóacác tế bào nội tiết ruộtchiếm tới95%. Một số chủng probiotic có thể ảnh hưởng đến nồng độ serotonin trong ruột. Tuy nhiên, serotoninserotonin được sản sinh trong ruột không thể đến được não. Serotonin trong ruột đóng vai trò trong chức năng vận động của ruột và có thể đi vào dòng máu, nhưng serotonin và các chất dẫn truyền thần kinh khác trong máu không thể đi qua hàng rào máu-não — cơ chế bảo vệ giúp ngăn chặn các chất này ảnh hưởng trực tiếp đến tâm trạng.
Do đó, để các chủng probiotic tác động trực tiếp đến tâm trạng và hoạt động não bộ, quá trình này cần phải được trung gian thông qua một hoặc nhiều trong ba con đường chính của GBA (xem hình dưới đây). Ví dụ,các chủng probiotic có thể tác động đến việc các phân tử gắn kết vào một đầu của dây thần kinh phế vị, từ đó gửi tín hiệu điện ảnh hưởng đến hoạt động của các chất dẫn truyền thần kinh trong não (đường cao tốc “dây thần kinh phế vị”). Về mặt lý thuyết, các chủng probiotic cũng có thể tác động đến nồng độ các tiền chất sinh tổng hợp của chất dẫn truyền thần kinh trong máu, qua đó ảnh hưởng đến quá trình sản xuất các chất này trong não ở một mức độ nhất định (đường cao tốc “hệ tuần hoàn”).
Ảnh hưởng của các sản phẩm chuyển hóa của hệ vi sinh vật đường ruột
Quá trình tuần hoàn tạo ra cơ hội quan trọng cho sự tương tác giữa trục ruột-não. Ruột hấp thu chất dinh dưỡng và giải phóng chúng vào dòng máu; một phần các chất dinh dưỡng này cuối cùng có thể đến được não. Ví dụ, axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) – một loại sản phẩm chuyển hóa do vi sinh vật tạo ra – tác động đến các quá trình của hệ thần kinh trung ương (CNS) thông qua nhiều con đường đã đề cập trước đó, bao gồm hệ tuần hoàn và hệ miễn dịch. Nhiều chủng probiotic tạo ra các sản phẩm chuyển hóa nàysinh ra.
Các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) đang thu hút sự chú ý vì chúng đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe đường ruột thông qua việc duy trì tính toàn vẹn của hàng rào ruột. Ngoài ra,duy trì hàng rào máu-nãovàquá trình trưởng thành của các tế bào miễn dịch não.
Hệ vi sinh vật đường ruột cũng ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của con người, và điều này có thể tác động đến loại và nồng độ các chất dinh dưỡng trong máu. Điều này có thể ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng có sẵn cho não, đồng thời cũng ảnh hưởng đếnđộ thấm. Nhờ mối liên hệ này, ruột có thể tác động gián tiếp đến việc sản xuất serotonin, dopamine hoặc các hormone liên quan đến tâm trạng trong não.
Ví dụ, các axit amin thiết yếu mà não bộ sử dụng để sản xuất serotonin và melatonin, cần phải được bổ sung qua chế độ ăn uống. Thịt gà tây rất giàu tryptophan (do mối liên hệ giữa axit amin này và melatonin, mọi người thường cho rằng thịt gà tây trong Lễ Tạ ơn là nguyên nhân gây buồn ngủ), và tryptophan cũng có trong thịt gà,sữa, cá ngừ và yến mạch cũng chứa tryptophan. Hệ vi sinh vật đường ruột ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa tryptophan trong ruột, từ đó tác động đến lượng tryptophan trong máu, và điều này có thể.
Hệ miễn dịch và trục ruột-não
Trong khi thực hiện chức năng tiêu hóa thức ăn, ruột cũng đảm nhận phần lớn nhiệm vụ của hệ miễn dịch. Các tế bào miễn dịch trong ruột hỗ trợ khả năng dung nạp thức ăn và các vi khuẩn có lợi, nhưng cũng có thể gây ra phản ứng dị ứng hoặc quá mẫn với thức ăn,vi khuẩn có hại.
Hệ miễn dịch đường ruột có khả năng nhận biết vi khuẩn trong ruột và giao tiếp với não bộ. Tế bào hình cây là loại tế bào miễn dịch có các “nhánh hình cây”, có khả năng nhận biết các vi khuẩn đường ruột cũng như các chất trong ruột, bao gồm cả men vi sinh được bổ sung qua đường uống. Sau khi nhận biết được các loại vi khuẩn đường ruột cụ thể, các tế bào miễn dịch này sẽ di chuyển đến hệ bạch huyết. Qua quá trình truyền tín hiệu đó, các phân tử được gọi là cytokine sẽ được giải phóng và chúng có thể đi qua hàng rào máu-não.
Các cytokine này tương tác vớivà có thể thay đổi hoạt động não.và có thể làm thay đổi hoạt động não bộ. Điều thú vị là, một số cytokine cụ thể có thểliên quan đến tâm trạng và sự thèm ăn. Một số hoạt động miễn dịchảnh hưởng đến thụ thể và chất vận chuyển serotonin, từ đó có thể tác động đến tâm trạng.
Xây dựng mối liên kết giữa ruột và não
Như quý vị có thể thấy, trục ruột-não là một hệ thống phức tạp và vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn. Tuy nhiên, chúng tôi hy vọng rằng qua bài viết này, quý vị đã có cái nhìn sâu sắc hơn về cách thức ruột và não bộ giao tiếp và phối hợp với nhau. Nếu quý vị muốn tìm hiểu thêm về cách các chế phẩm probiotic tác động đến hệ thần kinh thông qua trục ruột-não (GBA), hãy tham khảo chủng probiotic có hoạt tính thần kinhL. plantarum PS128 – một chủng probiotic có hoạt tính thần kinh có trong các sản phẩm Bened Life –tại đâyđể tìm hiểu thêm.
