Chất lượng không khí kém có thể khiến bạn tăng cân?

Ô nhiễm không khí có tác động đáng kể đến sức khỏe con người và được xác định là yếu tố rủi to thứ năm gây tử vong trên toàn thế giới [1, 2]. Hầu hết các bệnh được quy cho ô nhiễm không khí như bệnh mạn tính không truyền nhiễm, bao gồm bệnh hô hấp và tiểu đường tuýp 2. Ngoài tác động tiêu cực dẫn đến tử vong, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tiếp xúc lâu dài với các hạt bụi có đường kính ≤2,5 µm (PM2.5), nitơ đioxit (NO₂), ozôn (O₃) và nitơ oxit (NO_x) làm tăng nguy cơ mắc bệnh béo phì, rối loạn chuyển hóa đường và tiểu đường tuýp 2. Các cơ chế liên kết này được cho là bao gồm tăng mức độ viêm nhiễm toàn thân, sự thay đổi chuyển hóa mô cũng như tác động đến hệ vi sinh vật đường ruột [3, 4]. Nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học thuộc Trường Đại học Colorado Boulder (Mỹ) cho thấy, hít thở không khí ô nhiễm có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho hệ vi khuẩn đường ruột, làm tăng nguy cơ béo phì, tiểu đường, rối loạn tiêu hóa và các bệnh mạn tính khác.

Cơ chế tác động của PM2.5 và ozôn vào cơ thể

Nghiên cứu cho thấy, các chất gây ô nhiễm không khí có thể ảnh hưởng xấu đến đường tiêu hóa khi các hạt bụi siêu mịn được vận chuyển đến ruột qua đường hô hấp và khuếch tán từ phế nang vào hệ tuần hoàn hoặc tiêu hóa các hạt bụi hít vào qua thanh thải của niêm mạc từ đường thở [5, 6]. Khi ở trong ruột, các PM có thể thay đổi thành phần và chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột bằng cách hỗ trợ hoặc ức chế sự phát triển của các vi khuẩn đặc trưng. Ngoài ra, PM2.5 và O₃ đã được chứng minh là có tác dụng bên ngoài phổi có thể làm thay đổi trục vùng hạ đồi - tuyến yên (HPA) thông qua kích hoạt dây thần kinh phế vị hoặc các hiệu ứng trên vùng hồi hải mã, điều này có thể làm tăng nồng độ catecholamine (chất dẫn truyền thần kinh) và hoocmon steroid [7]. Các nghiên cứu trên động vật và người đã chỉ ra rằng, tăng phơi nhiễm với ozôn dẫn đến tăng nồng độ corticosterone trong huyết tương cũng như nồng độ cortisol và corticosterone trong huyết tương [8]. Do đó, ozôn kích hoạt trục HPA có thể làm tăng sản xuất cortisol và norepinephrine, làm thay đổi thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột thông qua các thụ thể có hoạt động tương tự với các thụ thể adrenergic. Norepinephrine cũng có thể gây ra những thay đổi trong hệ thống thần kinh ruột, có thể làm thay đổi nhu động của đường tiêu hóa, bài tiết chất nhầy và vận chuyển ion. Những thay đổi như vậy trong môi trường dẫn đến sự thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột. 

Minh chứng cụ thể của ô nhiễm không khí tại Mỹ 

Kết quả nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học thuộc Trường Đại học Colorado Boulder (Mỹ) do Alderete là tác giả chính được công bố trên tạp chí Environment International (tạp chí uy tín thuộc danh mục ISI/SCIE, chỉ số ảnh hưởng IF=7,943) [10] cho thấy, ô nhiễm không khí có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Đây được xem là nghiên cứu đầu tiên liên kết ô nhiễm không khí với những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột của con người - hệ chứa hàng nghìn tỷ vi sinh vật sống trong cơ thể người.

Ô nhiễm khí ozôn tạo nên "đám mây nâu" của Denver (thành phố lớn nhất của tiểu bang Colorado) - khí ozôn này đặc biệt nguy hại; nghiên cứu đã chỉ ra rằng, những người trẻ tuổi tiếp xúc với nồng độ ozôn cao hơn cho thấy sự kém đa dạng hơn vi khuẩn đường ruột và xuất hiện nhiều loại vi sinh vật liên quan đến béo phì và bệnh tật hơn. Điểm nổi bật của bài báo này là đã chứng minh một số trong những ảnh hưởng đó có thể do những thay đổi trong ruột. Kết quả nghiên cứu đã củng cố nhận định về liên kết khói bụi với bệnh tiểu đường type 2, tăng cân và bệnh viêm ruột. Nghiên cứu được đưa ra vào thời điểm chất lượng không khí ở nhiều thành phố của Mỹ đang xấu đi sau nhiều thập kỷ cải tiến. Vào tháng 12/2019, Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ đã hạ mức độ ô nhiễm không khí vùng đô thị Denver và các vùng Front Range phía bắc từ mức “vừa phải” xuống "nghiêm trọng" do không đáp ứng các tiêu chuẩn ozôn của quốc gia.

Các vùng thuộc 8 tiểu bang khác, bao gồm một số ở California, Texas, Illinois, Connecticut, Indiana, New Jersey, New York và Wisconsin cũng bị phạt vì nồng độ ozôn cao. Trên toàn thế giới, theo nghiên cứu được công bố trong tháng 3/2020, ô nhiễm không khí giết chết 8,8 triệu người mỗi năm - nhiều hơn cả bệnh tật do hút thuốc hay chiến tranh. Trong khi sức khỏe đường hô hấp nhận được nhiều sự chú ý, các nghiên cứu trước đây của Alderete cho thấy, ô nhiễm cũng có thể làm giảm khả năng điều chỉnh lượng đường trong máu của cơ thể và ảnh hưởng đến nguy cơ béo phì. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tại các phòng cấp cứu, những ca liên quan đến bệnh đường tiêu hóa tăng đột biến vào những ngày không khí bị ô nhiễm cao và thanh thiếu niên tiếp xúc nhiều với khí thải giao thông có nguy cơ mắc bệnh Crohn cao hơn.

Để điều tra những gì có thể xảy ra bên trong ruột, nhóm nghiên cứu của Alderete đã sử dụng giải trình tự cả bộ gen tiên tiến (Whole-genome sequencing - WGS) để phân tích các mẫu phân của 101 thanh niên ở nam California. Các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu từ các trạm quan trắc không khí gần các đối tượng nghiên cứu để tính toán mức phơi nhiễm ozôn trong năm trước đó của họ (hình thành khi khí thải từ các phương tiện tiếp xúc với ánh sáng mặt trời), các hạt bụi (các hạt lơ lửng nguy hại trong không khí) và nitơ oxit (phụ phẩm độc hại sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch).

Trong số tất cả các chất gây ô nhiễm đã quan trắc, ozôn có tác động lớn nhất đến ruột, chiếm khoảng 11% biến thể quan sát thấy trong các đối tượng nghiên cứu - tác động nhiều hơn so với yếu tố về giới tính, dân tộc hoặc thậm chí là chế độ ăn uống. Những người tiếp xúc với ozôn ở nồng độ cao hơn có ít loại vi khuẩn sống trong ruột của họ hơn. Phát hiện này được xem là rất quan trọng vì sự kém đa dạng vi khuẩn có liên quan đến bệnh béo phì và bệnh tiểu đường tuýp 2.

Các đối tượng tiếp xúc với ozôn ở nồng độ cao hơn cho thấy sự phong phú hơn của một chủng vi khuẩn có tên gọi là Bacteroides caecimuris. Đây là minh chứng quan trọng bởi một số nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa nồng độ cao của Bacteroides với sự béo phì. Trong tất cả các mẫu nghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định 128 loài vi khuẩn bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng ozôn. Một số có thể tác động đến việc giải phóng insulin, hoocmon giữ nhiệm vụ vận chuyển đường vào cơ để lấy năng lượng. Các loài khác có thể tạo ra các chất chuyển hóa bao gồm axit béo, giúp duy trì và bảo vệ hàng rào ruột và tránh viêm. Ozôn có khả năng thay đổi môi trường đường ruột của bạn để ưu tiên một số vi khuẩn hơn những vi khuẩn khác và điều đó có thể gây ra hậu quả về sức khỏe.

Mặc dù cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu khác nhưng những kết quả này đã  bổ sung minh chứng cho thấy rằng, việc con người tiếp xúc với ô nhiễm không khí có thể có những tác động lâu dài, có hại cho sức khỏe, đặc biệt là những bệnh lý liên quan đến đường tiêu hóa như béo phì hay tiểu đường tuýp 2.