Đối với những người mong muốn gặt hái thành công cả trong công việc lẫn cuộc sống cá nhân, việc duy trì chức năng nhận thức và khả năng phục hồi tinh thần khi tuổi tác tăng lên là những ưu tiên hàng đầu.Theo các nghiên cứu, một số chủng probiotic cụ thể có thể tác động đến chức năng não bộ và sức khỏe nhận thức tổng thể theo thời gian. Sự tương tác này trở nên khả thinhờ trục ruột-não– hệ thống giao tiếp hai chiều giữa não bộ và hệ thần kinh trung ương.
Các chủng probiotic B. breve MCC1274 và L. plantarum PS23 đã cho thấy khả năng hỗ trợ sức khỏe não bộ và cải thiện các chức năng nhận thức, bao gồm trí nhớ, trongcác nghiên cứu lâm sàng trên người cũng như các nghiên cứu tiền lâm sàng(nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trên các đối tượng không phải con người).
Các nghiên cứu trên người cho thấy những chủng probiotic này có thể hỗ trợ một số chức năng liên quan đến trí nhớ và nhận thức, song vẫn chưa giải thích được cơ chếhoạt động cụ thể. Tuy nhiên, nhờ các nghiên cứu tiền lâm sàng trên động vật, các nhà nghiên cứu có thể tìm hiểu sâu hơn về cơ chế hoạt động đằng sau những chủng probiotic đáng chú ý này. Kết quả của các nghiên cứu tiền lâm sàng về cả MCC1274 và PS23 đều cho thấy vai trò của chúng trong các lĩnh vực như chức năng chống oxy hóa, phản ứng miễn dịch và tính dẻo dai thần kinh.
Hãy cùng xem xét các nghiên cứu tiền lâm sàng để tìm hiểu xem những “chất probiotic cho não” này hỗ trợ chức năng nhận thức khỏe mạnh ở người cao tuổi như thế nào.
B. breve MCC1274 đã được chứng minh là hỗ trợ sức khỏe não bộ trong các nghiên cứu tiền lâm sàng
MCC1274là một chủng Bifidobacterium breve đã đượcnghiên cứutrong 4nghiêncứu trên ngườinhằm tìm hiểu vai trò của nó trong việc hỗ trợ các quá trình hoạt động của não bộ và cải thiện chức năng nhận thức. Chẳng hạn, trong một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng trên người, kết quả cho thấy MCC1274 giúp cải thiện trí nhớ tức thời, trí nhớ trì hoãn và khả năng thị giác-không gian/tổ hợp (liên quan đến nhận thức không gian) ở những người nghi ngờ mắc chứng suy giảm nhận thức nhẹ.
Vậy, làm thế nào để thực hiện điều này? Các thử nghiệm tiền lâm sàng cho thấy MCC1274 hỗ trợ chức năng nhận thức thông qua (1) tác dụng chống oxy hóa và (2) các quá trình sinh hóa khác giúp thúc đẩy tính dẻo dai thần kinh liên quan đến phản ứng miễn dịch lành mạnh của não bộ.
MCC1274 có khả năng có tác dụng chống oxy hóa
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng chủng probiotic MCC1274 có thể hỗ trợ não bộ bằng cách làm tăng nồng độ các chất chống oxy hóa di chuyển từ ruột lên não. Để nghiên cứu điều này,các nhà nghiên cứu đã cho chuột khỏe mạnh (“loại hoang dã”) uốngnước có chứa B. breve MCC1274 hoặc dung dịch muối sinh lý trong 4 tháng. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu máu và phân tích các sản phẩm chuyển hóa trong huyết tương của chuột để xác định cơ chế cơ bản đằng sau tác dụng có lợi của chế phẩm sinh học này.
Các chất chuyển hóa trong huyết tương này là những phân tử nhỏ có trong huyết tương, có thể có nguồn gốc từ quá trình chuyển hóa của vi sinh vật. Vi sinh vật đường ruột sử dụng enzym để phân giải các sản phẩm tiêu hóa thức ăn trong ruột, và các chất chuyển hóa này là sản phẩm phụ của quá trình đó. Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu đã cố gắng xác định xem việc bổ sung MCC1274 ảnh hưởng đến những chất chuyển hóa trong huyết tương nào, và liệu điều đó có mang lại lợi ích nào đó hay không.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằngviệc bổ sung B. breve làm thay đổi đáng kể các chất chuyển hóa trong huyết tương của chuột. Đặc biệt, các nhà khoa học đã quan sát thấy sự gia tăng nồng độcác chất chuyển hóa của isoflavone—một loại hợp chất chống oxy hóađược biết đến với tác dụng hỗ trợ chức năng não và giảm căng thẳng oxy hóa.
Căng thẳng oxy hóa là sự mất cân bằnggiữa các gốc tự do và các chất chống oxy hóa trongcơ thể. Cơ thể chúng ta cần cả hai loại phân tử này để hoạt động bình thường, nhưng khi lượng gốc tự do (sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình trao đổi chất) vượt quá lượng chất chống oxy hóa, thì vấn đề sẽ nảy sinh.
Các gốc tự do hỗ trợ hệ miễn dịch và các quá trình khác, nhưng cơ thể chúng ta chỉ cần một lượng gốc tự do ở mức thấp hoặc trung bình. Căng thẳng oxy hóa xảy ra khi nồng độ gốc tự do tăng lên mức không lành mạnh. Khi ở mức quá cao, chúng sẽ gây tổn thương cho các tế bào trong cơ thể, bao gồm cả các tế bào trong não. Trong quá trình lão hóa lành mạnh,căng thẳng oxy hóacó liên quan đến các vấn đề về chức năng nhận thức, bao gồm cả suy giảm trí nhớ; các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số hợp chất tự nhiên cụ thể có thể giúp điều hòa sự mất cân bằng này.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng isoflavone – một loại flavonoid có trong đậu nành – có thể cải thiện chức năng nhận thức ở người trưởng thành khỏe mạnh. Trong các nghiên cứu tiền lâm sàng trước đây, người ta đã chứng minh rằngB. breve MCC1274 có khả năng làm tăng quá trình chuyển hóa sinh học của isoflavone và tác động đến hệ vi sinh vật đường ruột. Do đó,MCC1274 có thể gián tiếp tác động đến việc sản sinh các chất chuyển hóa này bằng cách tạo ra chúng hoặc tăng tổng số lượng vi sinh vật có lợi trong ruột.
MCC1274 có khả năng hỗ trợ tính dẻo dai thần kinh của não
Đặc điểm đáng chú ý của não bộlà khả năng thích ứng, cho phép não tự tái tổ chức bằng cách hình thành, điều chỉnh và củng cố các kết nối thần kinh. Hiện tượng này được gọi là tính dẻo dai thần kinh, vànóbị ảnh hưởng một phầnbởi các tế bào miễn dịch thường trú trong não có tên là tế bào vi mô (microglia). Trong nghiên cứu tiền lâm sàng có nhóm đối chứng giả dược này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng MCC1274 có khả năng giúp cân bằng phản ứng miễn dịch của các tế bào vi mô này, từ đó thúc đẩy tính dẻo dai thần kinh và làm giảm hoạt động oxy hóa.
Các tế bào microglia đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợhệ thần kinh trung ươngvà thúc đẩy sức khỏe não bộ. Chúng rất năng động và tồn tạidướinhiềutrạng tháikhác nhau, nhưng thường được mô tả là ở trạng thái nghỉ ngơi hoặc trạng thái hoạt hóa. Đây là những tế bào hỗ trợ thần kinh và miễn dịch của não bộ, luôn cảm nhận và điều chỉnh hoạt động thần kinh, đồng thời khi được kích hoạt, chúng sẽ kiểm soát tình trạng nhiễm trùng hoặc tổn thương.
Khi ở trạng thái “nghỉ ngơi”, các tế bào này liên tục cảm nhận môi trường xung quanh và tiến hành quá trình cắt tỉa các tế bào thần kinh; cả hai quá trình này đều góp phần thúc đẩy sự cân bằng nội môi và tính dẻo dai thần kinh. Các tế bào microglia ở trạng thái không hoạt động này tham gia vàoquá trình tái cấu trúc khớp thần kinh vàtính dẻo dai tổng thể của khớp thần kinh, những yếu tố không thể thiếu đối với quá trình học tập và ghi nhớ.
Khi phản ứng với tổn thương hoặc thoái hóa thần kinh, tế bào microglia sẽ được kích hoạt, thay đổi hình dạng và tiết ra các protein kích hoạt miễn dịch cùng các gốc tự do oxy. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằngtrong quá trình lão hóa, tế bào microglia chuyển sang trạng thái quá mẫn cảm và hoạt động quá mức, điều này cản trở tính dẻo dai của khớp thần kinh. Trong những trường hợp này, các biện pháp can thiệp nhằm làm giảm bớt hoặc làm dịu trạng thái hoạt động quá mức này sẽ giúp tế bào microglia quay trở lại trạng thái nghỉ ngơi trong vai trò hỗ trợ thần kinh.
Để xác định liệu MCC1274 có hỗ trợ sức khỏe não bộ của chuột khỏe mạnh hay không, các nhà nghiên cứu đã cho chuột dùng chế phẩm sinh học này, sau đó tiến hành một loạt các thử nghiệm để đánh giá hiệu quả của nó.Các con chuột được phân bổ ngẫu nhiên vào nhóm men vi sinh hoặc nhóm giả dược. Trong vòng 4 tháng, nhóm men vi sinh được cho dùngB. breve MCC1274 (1 tỷ CFU)5 lần mỗi tuần , trong khi nhóm giả dược được cho dùng dung dịch muối sinh lý.
Vào cuối nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự giảm sút về nồng độ của một số protein có phản ứng miễn dịch cụ thể — vốn là dấu hiệu nhận biết của các tế bào vi mô thần kinh (microglia) đang hoạt hóa, tức là các tế bào miễn dịch của não. Do đó, MCC1274 dường như làm suy yếu hoặc ức chếsự hoạt hóa của các tế bào vi mô thần kinh ở chuột khỏe mạnh. Sự suy giảm số lượng các tế bào vi mô thần kinh đang hoạt hóa này giúp cân bằng tình trạng hoạt động quá mức, từ đó hỗ trợ khả năng dẻo dai thần kinh.
Những thay đổi ở các protein synap khác trong vùng hải mã cũng cho thấy tác dụng bảo vệ thần kinh. Tác dụng cân bằng đối với phản ứng miễn dịch góp phần cải thiện quá trình truyền dẫn synap và tính dẻo dai thần kinh, điều này có thể giúp duy trì các chức năng nhận thức — bao gồm cả chức năng trí nhớ — ở não bộ già đi.
Trong các nghiên cứu tiền lâm sàng, L. paracasei PS23 đã được chứng minh là hỗ trợ quá trình lão hóa lành mạnh
L. paracasei PS23 là một chủng thuộc loài vi khuẩn Lacticaseibacillus paracasei; các nghiên cứu trên người cho thấyđiều hòa stressvàsức mạnh cơ bắp chi dưới. PS23 đã được chứng minh là có tác dụng hỗ trợcũng đã được chứng minh là.
Điều thú vị là, các nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng PS23 trên chuột già cho thấy loại probiotic này có khả năng hỗ trợ quá trình lão hóa lành mạnh thông qua việc duy trì các chức năng nhận thức, bao gồm trí nhớ, và hỗ trợ khối lượng cơ bắp. Mặc dù cần có thêm các nghiên cứu để hiểu đầy đủ về tác động của probiotic này đối với chức năng nhận thức ở người, nhưng các nghiên cứu tiền lâm sàng này giúp làm sáng tỏ cơ chế góp phần tạo nên tác dụng có lợi của probiotic.
Trong các nghiên cứu tiền lâm sàng dưới đây, các nhà khoa học đã quan sát thấy một số thay đổi đáng chú ý về sức khỏe não bộ và hành vi trên các mô hình động vật. Những thay đổi này bao gồm sự cải thiện về trí nhớ và khả năng nhận thức không gian, cũng như sự giảm bớt các hành vi có dấu hiệu lo âu.
Các nhà khoa học cho rằng những thay đổi có lợi này là do phản ứng miễn dịch lành mạnh, sự giảm căng thẳng oxy hóa và sự tăng cườngtính dẻo dai thần kinhtrong nhóm PS23. Tất cả những yếu tố này đều góp phần thúc đẩy sức khỏe não bộ theo tuổi tác. Các cơ chế được đề xuất này rất giống với những gì đã quan sát được trong các nghiên cứu tiền lâm sàng về MCC1274.
Nghiên cứu về PS23 trên chuột bị thúc đẩy quá trình lão hóa
Cũng giống như con người, chuột thể hiện các khả năng nhận thức phức tạp như trí nhớ không gian, khả năng học tập và hành vi xã hội. Ngoài ra, chúng còn cómô hình lão hóa não bộtương đồng một cách đáng ngạc nhiên với con người. Các nhà nghiên cứu thường sử dụng chuột được thúc đẩy quá trình lão hóa làm mô hình nghiên cứu để đánh giá tác động của các biện pháp can thiệp cụ thể, bao gồm cả chức năng nhận thức và men vi sinh. Các nghiên cứu tiền lâm sàng này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách men vi sinh góp phần vào sức khỏe nhận thức trong quá trình lão hóa.
Theo nghiên cứu,quá trình lão hóa ở chuột khỏe mạnhcó thể đi kèm với sự gia tăng các hành vi giống lo âu và sự suy giảm chức năng nhận thức (cụ thể là khả năng học tập và trí nhớ không gian).
Trong hai nghiên cứu tiền lâm sàng gần đây về PS23, các nhà nghiên cứuđã sử dụngcác mô hình động vật làm già đi nhân tạo cổ điển để hiểu rõ hơn về cơ sở khoa học đằng sau những lợi ích về nhận thức của menvi sinh⁶,⁷. Trong mỗi nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng với giả dược, các nhà nghiên cứu đã chia những con chuột bị làm già đi nhân tạo thành ít nhất hai nhóm: nhóm dùng giả dược và nhóm dùng men vi sinh.Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các bài kiểm tra hành vi như bài kiểm tra không gian mở và bài kiểm tra mê cung nước Morris để quan sát các hành vi liên quan đến căng thẳng và nhận thức.
PS23 giúp hỗ trợ chức năng nhận thức ở chuột già
Để nghiên cứu chức năng nhận thức, các nhà khoa học đã so sánh qua các bài kiểm tra hành vi giữa những con chuột được thúc đẩy quá trình lão hóa và được cho dùng PS23 với những con chuột được cho dùng giả dược, đồng thời cũng kiểm tra nồng độ các yếu tố trong máu và mô não.
Trong các bài kiểm tra hành vi, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự suy giảm rõ rệt về trí nhớ không gian ở nhóm chuột già dùng giả dược. Tuy nhiên, nhóm chuột già dùng PS23 lại không biểu hiện những rối loạn trí nhớ không gian này, mà cho kết quả tương tự như nhóm chuột không già. Những kết quả này cho thấy men vi sinh đã giúp cải thiện tình trạng suy giảm trí nhớ do lão hóa ở chuột.
Những lợi ích này của PS23 liên quan đến trí nhớ không gian tương ứng với nồngđộ cao của yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não(BDNF) và nồng độ cao của enzyme superoxide dismutase (SOD). BDNF là một loại protein quan trọng trong não, có liên quan đến tính dẻo dai thần kinh, đặc biệt là trong quá trình học tập và ghi nhớ.
SOD được coi là một trong những enzym quan trọngtrong toàn bộ cơ chế bảo vệ chống oxy hóa. Nồng độ enzym này không chỉ cao hơn trong máu của những con chuột già được cho dùng PS23 so với những con chuột già được cho dùng giả dược, mà còn cao hơn ở vùng hải mã – một vùng não đóng vai trò quan trọng đối với trí nhớ.
Trong các nghiên cứu này, PS23 đã duy trì nồng độ SOD trong vùng hải mã trong quá trình lão hóa, trong khi đó, khi lão hóa mà không có men vi sinh, nồng độ SOD trong vùng hải mã lại giảm xuống.Nồng độ SODsẽ giảm dần theo tuổi tác, ngay cả khi chúng ta vẫn khỏe mạnh. Những phát hiện này trên chuột cho thấy PS23 có khả năng cải thiện các rối loạn trí nhớ và hành vi liên quan đến lo âu trong quá trình lão hóa.
PS23 có thể là loại probiotic duy nhất được nghiên cứu và chứng minh là làm tăng nồng độ SOD trong não.
Các kết quả này cho thấy việc bổ sung PS23 có thể được sử dụng như một chiến lược nhằm hỗ trợ chức năng nhận thức (cụ thể là trí nhớ) trong quá trình lão hóa bình thường, vốn có thể liên quan đến các yếu tố miễn dịch hoặc căng thẳng oxy hóa.
PS23 giúp giảm bớt tình trạng lo âu ở chuột già
Tương tự, các thử nghiệm hành vi và sinh hóa cũng cho thấy lợi ích của PS23 trong việc giảm lo âu liên quan đến quá trình lão hóa tự nhiên.Trong thử nghiệm không gian mở, các nhà nghiên cứu đã đặt chuột vào một không gian mở để quan sát hành vi nhận thức và hành vi liên quan đến lo âu. So với nhóm chuột già được cho dùng giả dược, nhóm chuột già được cho dùng PS23thể hiện íthành vi giống lo âuhơntrong thử nghiệmnày⁶.
Những khác biệt về hành vi này tương ứng với sự gia tăng nồng độ serotonin và dopamine có tác dụng ổn định tâm trạng trong mô não của chuột PS23. Ngoài ra, nồng độ BDNF trong máu cũng tăng cao. BDNF không chỉ đóng vai trò quan trọng đối với khả năng thích ứng thần kinh mà còn có ý nghĩa đối với sức khỏe tâm thần. Nồng độ thấp của BDNF ở một số vùng não cụ thể có liên quan đến lo âu và căng thẳng.
MCC1274 và PS23 mang lại lợi ích cho nhận thức như thế nào?
MCC1274 và PS23 dường như mang lại lợi ích cho chức năng nhận thức nhờ tác dụng điều hòa cân bằng miễn dịch và tác dụng chống oxy hóa, thông qua trục ruột-não.
Chúng ta đã tìm hiểu cách MCC1274 giúp tăng nồng độ các chất chuyển hóa isoflavone có tác dụng chống oxy hóa trong máu, làm dịu các tế bào miễn dịch trong não – tức là tế bào microglia – và thúc đẩy khả năng dẻo dai thần kinh. Tương tự, các nhà khoa học trong cả hai nghiên cứu đều quan sát thấy sự gia tăng nồng độ enzyme chống oxy hóa SOD tại vùng hải mã – trung tâm điều khiển trí nhớ của não.SOD là cơ chế bảo vệ chính của cơ thể chống lại sự sản sinh quá mức các gốc tự do – yếu tố chính gây ra stress oxy hóa.
Các nghiên cứu trên mô hình tiền lâm sàng đã chỉ ra rằng chủng PS23 làm tăng nồng độ BDNF – một loại protein quan trọng trong não có tác dụng thúc đẩy quá trình học tập, trí nhớ và tính dẻo dai thần kinh. Cả hai chủng này đều được chứng minh là có khả năng làm chậm quá trình suy giảm chức năng nhận thức do lão hóa thông qua việc giảm stress oxy hóa và hỗ trợ quá trình truyền tín hiệu não khỏe mạnh thông qua trục ruột-não trong các mô hình tiền lâm sàng.
Các nghiên cứu tiền lâm sàng được thảo luận ở đây cho chúng ta cái nhìn sơ lược về nền tảng khoa học hấp dẫn đằng sau những tác động tích cực của men vi sinh đối với sức khỏe não bộ, đặc biệt là trí nhớ và các hành vi liên quan đến căng thẳng. Kết quả cho thấy MCC1274 và PS23 có khả năng hỗ trợ chức năng nhận thức thông qua tác động lên các con đường miễn dịch trong não. Thông qua trục ruột-não, các chủng này phát huy tác dụng điều hòa cân bằng miễn dịch và tác dụng chống oxy hóa, như đã được chứng minh trong cả nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng.
Tài liệu tham khảo
- Xiao, J., Katsumata, N., Bernier, F., Ohno, K., Yamauchi, Y., Odamaki, T., Yoshikawa, K., Ito, K., & Kaneko, T. (2020).https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32623402/
- Ohno, K., Abdelhamid, M., Zhou, C., Jung, C. G., & Michikawa, M. (2022).https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9661342
- Cui, C., Birru, R. L., Snitz, B. E., Ihara, M., Kakuta, C., Lopresti, B. J., Aizenstein, H. J., Lopez, O. L., Mathis, C. A., Miyamoto, Y., Kuller, L. H., & Sekikawa, A. (2020).https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7808187/
- Yao R, Wong CB, Nakamura K, Mitsuyama E, Tanaka A, Kuhara T, Odamaki T, Xiao JZ. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31090459/
- Abdelhamid, M., Zhou, C., Jung, C. G., & Michikawa, M. (2022). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9231139/
- Cheng, L. H., Chou, P. Y., Hou, A. T., Huang, C. L., Shiu, W. L., Wang, S. (2022). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35438699/
- Huang, S. Y., Chen, L. H., Wang, M. F., Hsu, C. C., Chan, C. H., Li, J. X., Huang, H. Y. (2018). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6073302/
