Các chất chuyển hóa được tạo ra trong ruột giúp kiểm soát béo phì và tiểu đường
Một nghiên cứu công bố trên Cell Metabolism đã xác định được một nhóm các chất chuyển hóa đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát các con đường chuyển hóa ở gan và độ nhạy insulin, có thể góp phần vào các phương pháp điều trị béo phì và tiểu đường type 2 trong tương lai.
Trong những năm gần đây, hệ vi sinh vật đường ruột đã được xác định là một yếu tố trung gian quan trọng trong tương tác giữa gene và môi trường, dẫn đến các bệnh chuyển hóa. Sự khác biệt đáng kể trong thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột đã được phát hiện ở những cá thể bị và không bị béo phì, tiểu đường type 2, không dung nạp glucose và kháng insulin, cả ở loài gặm nhấm và người. Tuy nhiên, vẫn khó để xác định chính xác loại vi khuẩn hoặc hợp chất nào do chúng tạo ra là nguyên nhân dẫn đến những khác biệt này, hoặc cách chúng tương tác với đường ruột.
Nghiên cứu mới này đã phân tích các chất chuyển hóa trong máu của những con chuột có mức độ nhạy cảm khác nhau với béo phì và tiểu đường. Máu được lấy từ tĩnh mạch cửa gan, nối ruột với gan, cũng như từ máu ngoại vi, đi từ gan đến tim và sau đó được bơm đi khắp cơ thể.
“Thông thường, các nghiên cứu có xu hướng xem xét các chất chuyển hóa có trong phân hoặc máu ngoại vi, nhưng chúng không phản ánh chính xác chất nào đến mô gan – một cơ quan chuyển hóa quan trọng có liên quan đến nhiều bệnh khác nhau – đầu tiên”, Vitor Rosetto Muñoz, tác giả chính của nghiên cứu và là nghiên cứu viên sau tiến sĩ tại Trường Giáo dục Thể chất và Thể thao Ribeirão Preto, Đại học São Paulo (Brazil), giải thích.
Nghiên cứu phát hiện 111 chất chuyển hóa được làm giàu trong tĩnh mạch cửa gan và 74 chất trong máu ngoại vi ở chuột khỏe mạnh. Tuy nhiên, khi những con chuột dễ bị béo phì và tiểu đường type 2 được cho ăn chế độ ăn giàu chất béo, số lượng chất chuyển hóa giảm từ 111 xuống còn 48, cho thấy các yếu tố môi trường có thể quyết định đến sự điều hòa này.
Nhiều chất chuyển hóa này khác với những chất được tìm thấy trong máu thu thập từ cùng vị trí trên một loài chuột khác có khả năng kháng hội chứng chuyển hóa. Điều này cho thấy cơ sở di truyền cũng đóng vai trò quan trọng trong xác định cấu hình chất chuyển hóa trong tĩnh mạch cửa gan.
“Cả môi trường và di truyền của vật chủ đều có thể tương tác phức tạp với hệ vi sinh vật đường ruột. Kết quả của những tương tác này là các tổ hợp chất chuyển hóa khác nhau có thể được đưa đến gan và sau đó đến hệ tuần hoàn ngoại vi, đóng vai trò quan trọng trong điều hòa các tình trạng dẫn đến béo phì, tiểu đường và hội chứng chuyển hóa”, Muñoz nói.
Để hiểu rõ hơn loại vi khuẩn nào và các sản phẩm phụ của chúng góp phần tạo ra các chất chuyển hóa này, các nhà nghiên cứu đã điều trị cho những con chuột dễ bị béo phì và tiểu đường bằng một loại kháng sinh nhắm vào các vi sinh vật đường ruột cụ thể. Đúng như dự đoán, đã có sự thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột và tỷ lệ các chất chuyển hóa trong máu ngoại vi và tĩnh mạch cửa gan.
Phương pháp điều trị này làm tăng các chất chuyển hóa như mesaconate, có liên quan đến chu trình Krebs – một con đường chuyển hóa thiết yếu để sản xuất năng lượng trong tế bào.
Dựa trên kết quả này, các nhà nghiên cứu đã xử lý tế bào gan bằng mesaconate và các đồng phân của nó, giúp cải thiện tín hiệu insulin và điều chỉnh các gene liên quan đến quá trình tích tụ mỡ ở gan và quá trình oxy hóa axit béo, vốn thiết yếu cho quá trình trao đổi chất lành mạnh.
Muñoz cho biết: “Do đó, các chất chuyển hóa được tìm thấy trong máu của hai vị trí này đóng vai trò quan trọng trong điều hòa tác động của hệ vi sinh vật lên quá trình chuyển hóa ở gan và cơ chế sinh bệnh của tình trạng kháng insulin ở bệnh tiểu đường type 2, có liên quan đến chế độ ăn nhiều chất béo”.
Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm cách mô tả rõ hơn từng chất chuyển hóa và nghiên cứu cách chúng được hình thành để hiểu rõ hơn vai trò của hệ vi sinh vật trong quá trình trao đổi chất, mở ra khả năng phát hiện các phân tử có thể dùng để điều trị các bệnh chuyển hóa trong tương lai.
Đinh Hương dịch từ Quỹ FAPESP
