Cộng đồng phong phú
Hệ vi sinh đường ruột là một cộng đồng các vi khuẩn cư trú trong lòng ống tiêu hóa (bao gồm thực quản, dạ dày, tá tràng, ruột non, ruột già và trực tràng). Các vi khuẩn có nhiều loại, nhiều hình dáng với nhiều kích cỡ khác nhau.
Qua các nghiên cứu khác nhau, người ta ước lượng có khoảng 400 loài trong cộng đồng các vi sinh này.
Tính từ lúc sinh ra, đến lúc trưởng thành và tới lúc qua đời, hệ thống vi sinh đường ruột có sự thay đổi về thành phần và tỉ lệ các loại vi khuẩn.
Với các em bé mới chào đời, đường ruột của em bé gần như không có vi khuẩn. Sau đó, đường ruột của bé bắt đầu tạp nhiễm thêm một số loại vi khuẩn từ sự tiếp nhận thức ăn bên ngoài (chủ yếu là sữa mẹ). Dù chúng ta có vệ sinh đến thế nào đi nữa, việc tạp nhiễm này là không tránh khỏi và hệ thống tiêu hóa được cấu trúc để thích ứng với điều này. Trong giai đoạn đầu đời, hệ vi sinh đường ruột chủ yếu là nhóm các vi khuẩn thuộc dòng Lactobacillus, cư trú chủ yếu trong đoạn đầu ruột non.
Đến thời điểm xoay quanh 6 tháng tuổi, dấu mốc của sự ăn dặm, đường ruột của em bé lại tiếp tục có sự thay đổi mới. Thay vì chỉ có chủ yếu loại Lactobacillus, đường ruột của em bé có thêm rất nhiều vi khuẩn Escherichia coli (vi khuẩn E. coli), đặc biệt trong đoạn cuối của ruột non, đoạn tiếp nối với ruột già (chúng ta gọi đoạn cuối này là hồi tràng).
Đến giai đoạn 1 tuổi, đường ruột của bé lại tiếp tục có sự thay đổi kế tiếp, cùng với sự có mặt của nhóm các vi khuẩn Lactobacillus trong đoạn đầu ruột non, vi khuẩn E. coli trong đoạn cuối ruột non, là sự có mặt của các vi khuẩn Bacteroides chiếm chủ yếu trong ruột già. Cơ cấu vi khuẩn này tiếp tục được duy trì cho đến khi chúng ta về già.
Với phân tích như trên, trong phân của người trưởng thành, có đủ 3 nhóm vi khuẩn là Lactobacillus, E coli, Bacteroides, nhưng thật ra trong phân của người trưởng thành, có tương đối nhiều các vi khuẩn Lactobacillus.
Tưởng vô dụng mà hữu dụng
Trong y học ứng dụng và y học lâm sàng, người ta ít quan tâm tới họ tên của từng loại vi khuẩn trong hệ vi sinh đường ruột. Thay vào đó, người ta quan tâm nhiều hơn tới bảng phân loại hệ vi sinh đường ruột. Theo bảng này, người ta chia thành 2 nhóm vi khuẩn là vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có hại.
Vi khuẩn có lợi là các vi khuẩn có ích cho việc tiêu hóa thực phẩm. Các vi khuẩn này chủ yếu bao gồm 2 loại cơ bản là Lactobacillus và Bifidobacterium bifidum. Trong đó, như đã nói ở trên, Lactobacillus chiếm chủ yếu ở đoạn đầu của ruột non, vi khuẩn Bifidobacterium bifidum định cư cả ở đoạn đầu ruột non và đoạn cuối của ruột non.
Vi khuẩn có hại là những vi khuẩn gây bệnh hoặc sẽ gây bệnh khi có cơ hội. Chúng bao gồm các loại vi khuẩn sau: Escherichia coli, Clostridium difficile, Enterococcus faecalis, Bacterioides and Staphylococcus aureus. Thật ra gọi là vi khuẩn có hại, nhưng chúng cũng không hoàn toàn có hại. Bởi với những loại vi khuẩn có hại gây bệnh cơ hội, chúng chỉ gây bệnh khi có cơ hội đến, còn bình thường chúng vẫn hữu ích ở một mặt nào đó. Đặc điểm chung của các vi khuẩn có hại là chúng chủ yếu sinh sống ở đoạn cuối của ruột non và trong ruột già.
Dù đứng ở góc nhìn nào, kết luận mà chúng tôi muốn đề cập: chúng ta sống không thể thiếu hệ vi sinh, đặc biệt là các vi sinh có lợi. Chúng ta cứ ngỡ chúng vô dụng, song chúng lại rất hữu dụng. Vậy chúng có ích lợi gì?
Thứ nhất, hệ vinh sinh đường ruột giúp chúng ta tiêu hóa nốt phần thực phẩm không tiêu hóa được và lấy nốt phần dinh dưỡng ở trong đó. Thực phẩm chúng ta ăn vào có nhiều loại khác nhau. Về mặt tiêu hóa, các thực phẩm này phải được tiêu hóa, gọi nôm na là bị bẽ gãy thành từng phần nhỏ và tiến tới thành những chất dinh dưỡng cơ sở để ruột có thể hấp thu. Thực hiện quá trình bẻ gẫy này là các enzym tiêu hóa do đường tiêu hóa tiết ra. Song thật đáng tiếc, dù đường tiêu hóa đã có vô cùng phong phú các loại enzym tiêu hóa khác nhau, chúng ta vẫn không có đủ chủng loại để tiêu hóa được tất cả các loại thực phẩm.
Một số đoạn, một số chất thuộc nhóm chất carbohydrate (vẫn thường quen gọi là tinh bột) đường ruột không tiêu hóa được. Lúc này chúng ta cần tới sự có mặt của hệ vi sinh nếu không chúng sẽ bị thải loại nguyên dạng qua phân. Những phần không tiêu hóa được gồm: một số tinh bột trong củ, chất xơ non, một số chuỗi oligosaccharide trong hạt, lactose, chất nhầy của đường ruột tự tiết ra, một ít chất protein (vẫn thường được gọi là chất đạm).
Các vi khuẩn tiêu hóa các phần trên bằng cách lên men và biến chúng từ phần không tiêu được thành axít acetic, axít propionic và axít butyric. Quá trình lên men này được gọi là sự lên men saccharolytic. Acetic sẽ được cơ sử dụng, propionic sẽ được gan sử dụng và butyric sẽ được tế bào ruột sử dụng để sản sinh năng lượng. Sự hấp thu axít béo chuỗi ngắn như butyric làm tăng khả năng hấp thu chất béo và vitamin K.
Người ta đã chỉ ra, nếu một cơ thể thiếu hệ vi sinh đường ruột, cơ thể đó sẽ hao hụt đi 30% dinh dưỡng và năng lượng ăn vào do không hấp thu được. Thiếu hệ vi sinh đường ruột, cơ thể đó cũng bị thiếu hụt đi chất béo và vitamin K do thiếu chất béo được tiêu hóa.
Thứ hai, hệ vi sinh đường ruột kích thích tế bào phát triển. Tác dụng này xuất hiện bắt nguồn từ các phân tử axít béo chuỗi ngắn. Các phân tử axít béo chuỗi ngắn, ví dụ như axít butyric, có tác dụng kích thích tế bào niêm mạc đường ruột phát triển (tế bào bề mặt lót bên trong lòng ống tiêu hóa), kích thích các tổ chức lympho nội tại tăng sinh. Người ta cũng nhận thấy các vi khuẩn có lợi trong đường ruột có tác dụng kích thích tế bào ruột hoàn chỉnh chức năng thông qua hiệu ứng kích thích sự trình diện các phân tử protein vận chuyển bề mặt như protein vận chuyển đường, protein vận chuyển muối. Nhờ sự xuất hiện của các protein này, tế bào đường ruột có khả năng hấp thu đường và muối dễ dàng, chúng tôi gọi đó là sự hoàn chỉnh chức năng cho tế bào đường ruột.
Thứ ba, vi khuẩn có lợi ức chế sự phát triển của các vi khuẩn có hại. Các vi khuẩn có hại gồm cả vi khuẩn gây bệnh hoặc vi khuẩn gây bệnh khi có cơ hội như E coli, Clostridium difficile. Nhờ có mặt của vi khuẩn có lợi, các vi khuẩn có hại bị ức chế, bị kiểm soát chặt chẽ và không được nhân lên quá mức.
Các vi khuẩn có lợi ức chế các vi khuẩn có hại bằng cách nào? Ức chế bằng cách cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, cạnh tranh vị trí bám bề mặt và tiết ra chất tiêu diệt.
Vi khuẩn có hại muốn gây bệnh được thì phải bám được vào bề mặt tế bào ruột, nếu không chúng sẽ bị đường ruột tống thải ra ngoài. Khi vi khuẩn có lợi bám vào bề mặt ruột, chúng sẽ cạnh tranh vị trí bám, chiếm vị trí của vi khuẩn có hại và buộc vi khuẩn có hại bị trôi theo phân. Mặt khác, một khi cộng đồng vi khuẩn có lợi phát triển nở rộ, chúng sẽ chiếm hết nguồn chất dinh dưỡng (không chiếm nguồn chất dinh dưỡng của cơ thể chủ) và làm cho vi khuẩn có hại bị thiếu hụt chất để phát triển. Thêm vào đó, một số loại vi khuẩn định cư sẵn trong ruột có khả năng tiết ra một số enzym tiêu diệt trực tiếp vi khuẩn có hại. Do đó, chúng hoặc bị chết, bị cơ thể tiêu diệt hoặc bị thải ra ngoài.
Vì thế, nếu chẳng may chúng ta có bị ốm yếu, hệ miễn dịch chưa đủ khỏe hoặc chúng ta tạp nhiễm từ ngoài thì chúng ta đã có sự phòng vệ từ bên trong đến từ nhóm vi khuẩn có lợi ở trên.
Thứ tư, hệ vi sinh đường ruột có khả năng tăng cường miễn dịch cho hệ tiêu hóa và cho toàn bộ cơ thể. Về khía cạnh này, có khá nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện. Bằng việc tạo ra nhóm chuột bị thiếu hụt miễn dịch, người ta đã nghiên cứu được vai trò của hệ vi sinh đường ruột trong khía cạnh tương tác với hệ miễn dịch. Và kết quả là, sau một thời gian điều trị bằng hệ vi sinh đường ruột, khả năng miễn dịch của chuột đã được tăng cường.
Có 2 điều người ta nhận thấy rõ nhất trong thí nghiệm này là: tăng tiết lớp chất nhầy bề mặt của đường ống tiêu hóa và tăng hoạt động của tế bào miễn dịch lympho T.
Nhờ vào tác dụng tăng tiết lớp dịch nhầy bề mặt, hệ thống đường tiêu hóa có khả năng bắt giữ mầm bệnh tốt hơn bởi lớp dịch nhầy có khả năng bám dính. Đồng thời, lớp dịch nhầy còn có khả năng trung hòa mầm bệnh bởi trong lớp dịch nhầy có kháng thể tự nhiên có tác dụng trung hòa.
Nhờ vào tác dụng làm tái hoạt động và phục hồi được tế bào miễn dịch lympho T, cơ thể của chuột có khả năng tiêu diệt mầm bệnh và các tế bào lạ. Tế bào lympho T là một tế bào rất quan trọng trong quá trình miễn dịch tế bào. Bất cứ một tế bào vi khuẩn nào lọt qua được hàng rào bảo vệ tiêu hóa cũng sẽ bị tế bào lympho T chốt chặt và tiêu hủy khi vừa xâm nhập vào máu. Bất cứ một tế bào bạch cầu đa nhân nào bắt giữ vi khuẩn, song không có khả năng tiêu diệt, chuẩn bị lây lan cho tế bào bạch cầu đa nhân khác thì cũng bị tế bào lympho T tiêu diệt luôn.
Một số nhà nghiên cứu còn nhận thấy, hệ vi sinh còn có khả năng tái phục hồi và tăng cường sức mạnh cho tế bào giết tự nhiên (tế bào NK) và tái phục hồi sự cân bằng các lớp cytokin Th1/Th2/Th3. Đây là một điều lý tưởng.
Thứ năm, hệ vi sinh đường ruột có khả năng phòng chống một số bệnh. Ví dụ bệnh tiêu chảy cấp, hệ vi sinh tỏ ra có tác dụng. Trong bệnh này, hệ vi sinh có khả năng làm giảm số lần tiêu chảy trong 1 ngày và làm phân se lại. Bằng chứng là nhiều trẻ em bị bệnh tiêu chảy cấp có thể thay đổi triệu chứng và cải thiện tình hình sau một vài ngày dùng gói men vi sinh. Cơ chế được đề xuất ở đây là do vi khuẩn có lợi sẽ ức chế vi khuẩn có hại xâm nhập từ bên ngoài, từ đó làm giảm lượng độc tố do các vi khuẩn có hại này tiết ra và giúp bình ổn chức năng của đường ruột.
Bifidobacterium bifidum.
Hệ vi sinh đường ruột cũng có ích lợi trong bệnh táo bón. Bằng chứng thực tế thu nhận được, một số trẻ em bị chứng bệnh khó tiêu, đầy hơi, táo bón, 2 - 3 ngày mới đi 1 lần, sau khi được dùng gói men vi sinh, tình hình đại tiện được thay đổi. Thay vì 2 - 3 ngày mới đi, sau khi điều trị, em bé sẽ đều đặn 1 - 2 ngày đi 1 lần. Cơ chế được lý giải ở đây là vi khuẩn có lợi kích thích đường ruột tăng sản xuất chất nhầy bề mặt có tác dụng làm mềm phân và làm tăng cường chức năng co bóp của ruột.
Hệ vi sinh đường ruột cũng được cho là có mối liên quan tới khả năng giảm tình trạng dị ứng và viêm nhiễm ở đường hô hấp. Tức là, hệ vi sinh đường ruột có khả năng giúp “ông chủ” tránh được viêm mũi dị ứng, viêm phế quản và viêm phổi. Cơ chế được tạm thời đề xuất ở đây là hệ vi sinh đường ruột kích thích tủy xương sản sinh tế bào đa năng đầu dòng đã bị biến đổi thông qua các axít béo chuỗi ngắn. Các tế bào đầu dòng này bị giảm bớt khả năng kích hoạt tế bào lympho T hỗ trợ ở phổi. Tế bào lympho T hỗ trợ chịu trách nhiệm phần nào đó trong việc mẫn cảm dị ứng. Do có sự biến đổi ở tế bào đầu dòng mà tình trạng dị ứng ở đường hô hấp được khắc phục.
Mối tương quan giữa hệ vi sinh đường ruột với vai trò phòng chống một số bệnh còn nhiều, chúng tôi chỉ xin trích ra đây một vài bằng chứng thực tế. Nhưng đó vẫn chưa là tất cả.