TRỤC THẦN KINH RUỘT – NÃO: TÁC ĐỘNG CỦA HỆ VI SINH ĐƯỜNG RUỘT LÊN ĐÁP ỨNG CẢM XÚC THẦN KINH DO CĂNG THẲNG TÂM LÝ

Giới thiệu:

Đường tiêu hóa, nơi sinh sống của một cộng đồng vi khuẩn phong phú gần 10¹⁴ tế bào được gọi là hệ vi sinh vật đường ruột (microbiota intestinale). Nó có mặt trong suốt đường tiêu hóa nhưng chính trong đại tràng dân cư chiếm đông nhất với số lượng khoảng 10¹¹ vi khuẩn/g, chiếm 80% các loài vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt thuộc về các nhóm Bacteroidetes, Firmicutes và Actinobacteria.

Rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột do nhiễm trùng, điều trị bằng kháng sinh, thay đổi chế độ ăn uống có thể làm mất cân bằng hệ vi sinh. Phần lớn trong cuộc sống sự mất cân bằng này là thoáng qua. Tuy nhiên đôi khi, nó vẫn tồn tại dẫn đến trạng thái ổn định nhưng xuống cấp, được gọi là rối loạn cân bằng vi sinh, có thể kích hoạt các bệnh lý. Ví dụ một hội chứng ruột kích thích có thể xuất hiện sau khi bị nhiễm trùng đường tiêu hóa và kéo dài trong vài năm (Dupont, 2011).

Gần đây, một số nhóm nghiên cứu đã chỉ ra bằng chứng rằng hệ vi sinh đường ruột là một yếu tố tích cực của trục thần kinh ruột-não (Collins và cộng sự 2012, Cryan & Dinan, 2012). Hiện nay người ta chấp nhận rằng hệ vi sinh vật đường ruột là một cơ quan thực thể, giúp tiêu hóa thức ăn và từ niêm mạc ruột. Nó trao đổi tín hiệu phân tử thông qua trục thần kinh ruột- não cho phép nó giao tiếp mật thiết với toàn bộ cơ thể (Delzenne và cộng sự 2011; Lozupone và cộng sự 2012).

So sánh giữa động vật không có mầm bệnh và động vật bình thường có mầm bệnh đã cung cấp bằng chứng ngoạn mục nhất, chẳng hạn sự vắng mặt của hệ vi sinh vật đường ruột gia tăng tác động trục thần kinh corticotrope, làm tăng tính thấm của hàng rào máu não và làm suy yếu sự trưởng thành của tế bào thần kinh đệm .

VẮNG MẶT CỦA HỆ VI SINH ĐƯỜNG RUỘT GIA TĂNG TÁC ĐỘNG TRỤC CORTICOTROPE

Một nghiên cứu tiên phong đã được thực hiện một thập kỷ trước tại Đại học Kyushu, Nhật Bản, bởi nhóm Nobuyuki Sudo. Nhóm này cho thấy mức độ corticosterone trong huyết tương. Được đo ở những con chuột không có mầm bệnh trải qua căng thẳng bất động trong một giờ, cao hơn gấp đôi so với chuột thông thường trong cùng một điều kiện (Sudo và cộng sự, 2004).

Sau đó, hiện tượng này đã được quan sát trong một nhóm khác (Clarke và cộng sự. 2013) tạo một sự căng thẳng trên chuột sơ sinh, trong đó chúng được đặt cô lập trong vòng 30 phút trong một cái lồng và thấy rằng tỉ lệ corticosterone máu từ chuột không có mầm bệnh cao gấp ba lần so với chuột thông thường hoặc sau khi tạo ra sự căng thẳng bằng cách đặt động vật vài phút trong một lồng được chiếu sáng cao độ. Tăng tỉ lệ corticosterone máu đi kèm với tăng biểu hiện của gen mã hóa giải phóng corticosteron ở vùng dưới đồi và giảm biểu hiện của gen mã hóa cho thụ thể glucocorticoid ở vùng hồi hải mã (Hình 1). Tất cả những dữ liệu này cho thấy sự vắng mặt của hệ vi sinh vật làm tăng các phản ứng của trục corticotrope, gây rối loạn điều chỉnh các tín hiệu thần kinh ở nhiều mức độ khi con vật bị căng thẳng

(Crumeyrolle-Arias và cộng sự 2014).

Các nghiên cứu thực nghiệm về tác dụng của hệ vi sinh vật trên trục corticotropic thường kèm với các xét nghiệm hành vi nhằm đánh giá mức độ lo lắng ở động vật đặt trong tình trạng bị căng thẳng. Các thử nghiệm này thường dựa trên mẫu điển hình là loài gặm nhấm, đo lường sự khác biệt của đáp ứng thần kinh của động vật vùng gây căng thẳng và vùng không gây căng thẳng (nơi chiếu sáng so với nơi tối trong thử nghiệm sáng và tối; trung tâm phòng chiếu sáng so với bên ngoài tối trong thử nghiệm mở; hay trong thử nghiệm mê cung hình chéo nhánh sáng so với nhánh tối).

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự kiểm soát hệ vi sinh vật đường ruột làm thay đổi khả năng phản ứng của trục corticotropic và hành vi lo lắng. Ví dụ điều trị bằng đường uống, từ một đến bốn tuần với kháng sinh không hấp thụ vào máu, làm giảm hành vi lo lắng ở chuột BALB /c - một dòng nhạy cảm với căng thẳng trải qua thử nghiệm cảm xúc lo lắng với "sáng và tối" và "hạ độ cao" (Bercik và cộng sự 2011a, Desbonnet và cộng sự, 2015).

Các nhóm thử nghiệm khác đã trải nghiệm tác dụng của men vi sinh. Ở chuột BALB/c, việc sử dụng men vi sinh Lactobacillus rhamnosus JB-1 trong một tháng làm giảm sự gia tăng corticosterone huyết tương và mức độ lo lắng trong thử nghiệm mê cung chéo tăng cao (Bravo và cộng sự 2011). Tiềm năng giải lo âu của men vi sinh đã được xác nhận trong dòng chuột này, cùng với các chủng vi khuẩn khác và các xét nghiệm lo âu khác (Savignac và cộng sự 2014). Điều tương tự cũng đúng với chuột thường. Một điều trị kéo dài hai tuần với Lactobacillus farciminis hoặc với sự kết hợp Lactobacillus helveticus R0052 và Bifidobac-terium longum R0175, làm giảm phản ứng của trục corticotropic và phản ứng cảm xúc với căng thẳng cấp tính (Messaoud Bỉ và cộng sự Ait Belgnaoui và cộng sự 2012)

NHỮNG CƠ CHẾ NÀO ĐỂ HỆ VI SINH RUỘT TÁC ĐỘNG LÊN ĐÁP ỨNG THẦN KINH DO CĂNG THẲNG ?

Các yếu tố vi khuẩn của mối liên hệ tín hiệu thần kinh giữa hệ vi sinh vật đường ruột và não có thể là: (i) các đại phân tử tế bào vi khuẩn như lipopolysacarit, peptidoglycan, flagellin; (ii) các sản phẩm của quá trình dị hóa vi khuẩn chẳng hạn như axit béo chuỗi ngắn, được bài tiết trong lòng ruột. Các yếu tố này có thể tương tác với não thông qua các con đường khác nhau, tham gia là các tế bào của niêm mạc ruột như là chất trung gian (Hình 2) (Cryan & Dinan, 2012):

- Con đường chuyển hóa: hấp thu bởi các tế bào ruột (tuyến ngoại bào) hoặc liên kết giữa các tế bào (tuyến nội bào), bài tiết vào máu. Sau đó đi qua hàng rào máu não.

- Con đường thần kinh: kích thích các tế bào thần kinh của hệ thần kinh ruột non và thành phần phó giao cảm của hệ thống thần kinh tự trị, chúng tác động trên các khu vực não tích hợp.

- Con đường miễn dịch: kích thích các tế bào miễn dịch đường ruột và điều chỉnh sự cân bằng của các cytokine tiền và chống viêm, được biết là ảnh hưởng đến hoạt động của não.

- Con đường nội tiết: kích thích sản xuất neuropeptide bởi các tế bào nội tiết ruột.

Trên cơ sở những con đường có thể này, các cơ chế hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột đối với đáp ứng nội tiết thần kinh và đáp ứng cảm xúc do căng thẳng đang bắt đầu được xác định.

Hình 2 : Các tuyến giao tiếp có thể có giữa hệ vi sinh vật đường ruột và não.

Các sản phẩm của vi khuẩn hoạt động có thể là các chất chuyển hóa hoặc các đại phân tử của tế bào (ví dụ: lipopolysacarit). Chúng có thể đến não thông qua máu, sau khi được hấp thụ bởi biểu mô ruột; kích thích sự bài tiết của neuropeptide bởi các tế bào enteroendocrine; kích thích tế bào miễn dịch đường ruột và sản xuất cytokine; kích thích tế bào thần kinh của hệ thần kinh ruột non và thành phần giao cảm của hệ thống thần kinh tự trị.

KẾT LUẬN

Việc phát hiện ra tác động của hệ vi sinh vật đường ruột lên não, trường hợp đáp ứng thần kinh do căng thẳng mang lại một quan điểm mới trong khoa học thần kinh. Nó cho thấy rằng, cũng như các hệ thống sinh lý khác, các vi sinh vật cộng sinh trong cơ thể duy trì mối quan hệ mật thiết, phát triển và chức năng với hệ thống thần kinh trung ương.

Trong bệnh lý của con người, đồng thời mắc bệnh các bệnh lý đường tiêu hóa, bệnh lý tâm thần và thoái hóa thần kinh ngày càng được nêu ra. Khả năng rằng thoái hóa thần kinh có điểm xuất phát từ ruột, liên quan đến chứng rối loạn cân bằng hệ vi sinh đường ruột, trở thành một giả thuyết thực tế, đáng được thử nghiệm. Nếu các khả năng đó là sự thật, các phương pháp điều trị mới nhắm vào hệ vi sinh vật đường ruột, có thể thấy trong một ngày nào đó, cho các bệnh mà nguyên nhân và sinh lý bệnh học vẫn chưa được hiểu rõ (Sampson & Mazmanian, 2015).

Tài liệu gốc tham khảo: AXE INTESTIN-CERVEAU: COMMENT LE MICROBIOTE

INTESTINAL INFLUENCE LA RÉPONSE AU STRES.

[http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/57938/AVF_168_3_10.pdf?sequence=1]