Mối liên hệ bí ẩn giữa vi khuẩn đường ruột và chất lượng giấc ngủ

Trước đây, các nhà khoa học từng cho rằng vi sinh vật đường ruột khó có khả năng ảnh hưởng đến quá trình điều hòa giấc ngủ sinh lý.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Frontiers in Neuroscience đã chỉ ra rằng, các thành phần của thành tế bào vi khuẩn, cụ thể là peptidoglycan, đã xuất hiện tại các vùng não quan trọng như thân não, hành khứu giác và vùng dưới đồi - những khu vực có liên quan đến kiểm soát giấc ngủ và nhịp sinh học.

Peptidoglycan, còn được gọi là murein theo thuật ngữ khoa học, là một lớp cấu trúc dạng lưới bền chắc, bao bọc bên ngoài màng sinh chất của hầu hết các tế bào vi khuẩn.

Lớp vỏ này giúp vi khuẩn duy trì hình dạng và độ cứng. Nếu không có peptidoglycan, vi khuẩn sẽ mất cấu trúc và trở nên dễ vỡ như những quả bóng nước.

Nghiên cứu chỉ ra rằng, nồng độ peptidoglycan trong não có xu hướng tăng lên trong các giai đoạn thiếu ngủ hoặc khi nhịp ngủ bị xáo trộn. Phát hiện này cho thấy, hệ vi sinh vật đường ruột có thể đóng vai trò nhất định đối với chất lượng giấc ngủ.

Nghiên cứu này được thực hiện trên 9 con chuột đực, được nuôi trong chu kỳ 12 giờ sáng - tối. Các nhà khoa học đã theo dõi hoạt động não bộ của chuột liên tục trong 48 giờ, ghi lại chu kỳ hoạt động của não trong trạng thái ngủ và nghỉ ngơi.

Sau đó, những con chuột này được gây mê và những vùng não khác nhau được tách riêng ngay lập tức để đo nồng độ peptidoglycan một cách độc lập.

Mặc dù nghiên cứu được triển khai một cách nghiêm ngặt nhưng mới chỉ được thử nghiệm trên chuột đực trưởng thành.

Môi trường sống của chuột và con người khác biệt rất lớn, nên các kết quả thu được từ động vật chỉ phản ánh một phần nhỏ những gì xảy ra trong cơ thể người.

Ví dụ, một nghiên cứu mang tính đột phá năm 2006 đã nuôi những con chuột trong điều kiện vô trùng hoàn toàn, sau đó cấy ghép hệ vi sinh vật đường ruột từ chuột béo phì sang một số cá thể.

Kết quả cho thấy những con chuột nhận hệ vi sinh này tăng lượng mỡ cơ thể nhiều hơn so với chuột được cấy vi sinh từ cá thể gầy.

Tuy nhiên, các thử nghiệm sau đó ở người, khi cấy ghép vi sinh từ người gầy sang thanh thiếu niên béo phì, lại không dẫn đến hiệu quả giảm cân như kỳ vọng. Điều này cho thấy những cơ chế phát hiện ở chuột không nhất thiết dự báo chính xác kết quả ở con người.

Bên cạnh đó, nghiên cứu mới về giấc ngủ này cũng chưa xem xét ở phụ nữ. Khoảng trống trong nghiên cứu này có thể khiến hiểu biết về mối liên hệ giữa vi khuẩn đường ruột và sức khỏe giấc ngủ trở nên thiếu toàn diện.

Não bộ được coi là môi trường vô trùng và được bảo vệ bởi hàng rào máu não (blood-brain barrier). Hệ thống này có chức năng ngăn vi sinh vật và nhiều phân tử xâm nhập vào não ở người khỏe mạnh. Hiện chưa có bằng chứng cho thấy tồn tại một “hệ vi sinh não bộ” giống như ở đường tiêu hóa hay trên da.

Tuy vậy, nhiều nghiên cứu trước đây đã phát hiện các mảnh có nguồn gốc từ vi khuẩn, như peptidoglycan và lipopolysaccharide, ở trong não. Nguyên nhân có thể là do các mảnh này nhỏ hơn rất nhiều so với vi khuẩn nguyên vẹn.

Các liên kết giữa những tế bào cấu tạo nên thành ruột có thể thay đổi theo nhịp sinh học hằng ngày. Những liên kết này hoạt động như một “con dấu”, kiểm soát việc các phân tử và ion đi qua giữa các tế bào.

Khi các liên kết này bị giãn, vi sinh vật trong đường tiêu hóa có thể xâm nhập vào máu và được vận chuyển khắp cơ thể. Hiện vẫn chưa rõ hiện tượng này mang lại lợi ích hay tác hại, nhưng tình trạng “rò rỉ ruột” đã được liên hệ với bệnh viêm ruột.

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về trục ruột - não trên chuột, các bằng chứng có giá trị tham chiếu trên con người vẫn còn rất hạn chế.

Điều này đồng nghĩa với việc giới khoa học cần đầu tư nhiều hơn vào các nghiên cứu can thiệp trên người để hiểu rõ cách hệ vi sinh vật đường ruột tương tác với các cơ quan não bộ và các hệ sinh lý khác.

Dù còn nhiều câu hỏi chưa có lời giải, nghiên cứu mới này phản ánh mối quan tâm ngày càng gia tăng của cả giới khoa học lẫn công chúng đối với mối giao thoa giữa vi sinh học và khoa học thần kinh./.