“Butyrate, một sản phẩm chuyển hóa từ chất xơ trong thức ăn bởi vi khuẩn đường ruột, có thể đi vào não và trực tiếp điều hòa cảm giác thèm ăn – một phát hiện mới mở rộng sự hiểu biết về kết nối trục ruột – não”. Đây là phát hiện từ một đề tài nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications do nhóm tác giả, trong đó có TS. Đoàn Văn Khánh hiện đang công tác tại Khoa Khoa học Sức khỏe – Trường Đại học Quốc tế Miền Đông (EIU), là một trong bốn tác giả chính.
Công trình nghiên cứu với tiêu đề: “Lông mao nguyên phát của các tế bào thần kinh AgRP vùng hạ đồi điều hòa kết nối tác dụng chuyển hóa của butyrate” cho thấy rằng acid béo chuỗi ngắn (SCFA) butyrate – tạo ra bởi các vi khuẩn ruột – tác động lên chuyển hóa của cơ thể ký chủ không chỉ ở đường tiêu hóa, mà còn trên não bộ trong sự điều hòa cảm giác ngon miệng và cân bằng năng lượng. Tuy nhiên, kiến thức/hiểu biết về cơ chế tác động của những tác dụng này của butyrate trên thần kinh trung ương là chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chứng minh rằng lông mao nguyên phát của các tế bào thần kinh tiết agouti-related peptide (AgRP) trong nhân cung vùng hạ đồi là cần thiết cho các tác động gây giảm thèm ăn và điều hòa cân bằng glucose của butyrate. Cụ thể, đưa butyrate vào cơ thể chuột từ đường ngoại vi hay trực tiếp vào trong não đều làm tăng quá trình hình thành lông mao ở các tế bào thần kinh vùng hạ đồi, có thể là do làm tăng quá trình acetyl hóa histone và hoạt hóa các yếu tố phiên mã điều hòa biểu hiện các gene liên quan đến sự hình thành lông mao nguyên phát, gây giảm lượng thức ăn và cải thiện chuyển hóa. Phá vỡ cấu trúc/chức năng của lông mao nguyên phát ở các tế bào thần kinh vùng hạ đồi – cụ thể là ở các tế bào thần kinh AgRP của nhân cung, không phải ở các tế bào thần kinh bụng giữa – làm triệt tiêu tác động của butyrate. Ở mức độ tế bào, butyrate ức chế hoạt tính tế bào thần kinh AgRP, và tác động ức chế này của butyrate bị suy giảm rõ rệt khi tế bào thần kinh mất đi lông mao nguyên phát, cho thấy lông mao nguyên phát quyết định tác động ức chế thần kinh của butyrate. Những kết quả này thiết lập vai trò thiết yếu của lông mao nguyên phát ở tế bào thần kinh AgRP cho các tác dụng chuyển hóa của butyrate.
Toàn văn bài nghiên cứu: https://doi.org/10.1038/s41467-026-71745-w
TS Đoàn Văn Khánh – Giảng viên khoa Khoa học sức khỏe EIU
Chia sẻ thêm về công trình nghiên cứu này, TS. Đoàn Văn Khánh cho biết:
Về ý nghĩa khoa học và tính mới, chúng ta đều biết rằng ăn đủ chất xơ giúp giảm thói quen ăn uống quá độ (cuồng ăn), kiểm soát cân nặng và đường huyết. Rất nhiều nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng những tác động có lợi trên chuyển hóa này của việc ăn đủ chất xơ tới từ nhiều tác động khác nhau. Chất xơ không được tiêu hóa ở dạ dày và ruột non nên khi ăn sẽ tạo cảm giác no lâu vì kích thích tế bào ruột tiết ra các hormone cholecystokinin (CCK) và peptide tyrosine tyrosine (PYY) – là những hormone làm giảm cảm giác ngon miệng và thèm ăn (J Gibbs 1973 Oct 12) (Dagbasi 2024 Jun 19), và vì thế làm giảm lượng thức ăn tiêu thụ. Ngoài ra, khi xuống tới ruột già, chất xơ được chuyển hóa một phần bởi vi khuẩn ruột, tạo ra các acid béo chuỗi ngắn (SCFA) như acetate, propionate và butyrate. Những acid béo chuỗi ngắn này được hấp thu vào hệ tuần hoàn theo máu đi khắp cơ thể và ảnh hưởng lên chuyển hóa của nhiều cơ quan khác nhau, trong đó butyrate có khả năng cao nhất băng qua hàng rào máu não và tác động trực tiếp lên các tế bào thần kinh (O’Riordan 2022 April), đặc biệt là nhóm các tế bào thần kinh vùng hạ đồi xung quanh não thất ba, có vai trò đặc biệt quan trọng điều hòa cân bằng nội môi toàn cơ thể (chuyển hóa, nội tiết, thần kinh). Hiện thời các acid béo chuỗi ngắn này đang được nghiên cứu bổ sung vào chế độ ăn, gồm cả các sản phẩm sữa công thức, nhằm cải thiện sức khỏe tiêu hóa, miễn dịch, và chức năng thần kinh-nhận thức của con người (Stinson 2020 Jul 21) (Paparo 2021 May). Vì vậy, hiểu biết sâu sắc về cơ chế tác động của các acid béo chuỗi ngắn, cụ thể là butyrate, lên chuyển hóa của tế bào trong cơ thể, đặc biệt trên tế bào thần kinh là rất cần thiết và quan trọng. Đây chính là điểm mới quan trọng, mấu chốt quyết định kết quả nghiên cứu từ bài báo được chấp nhận công bố trên một tạp chí khoa học đa ngành hàng đầu như Nature Communications.
Bài báo được hoàn thiện và công bố trong thời gian tôi công tác tại Trường Đại học Quốc tế Miền Đông (EIU). Vì vậy, việc ghi nhận EIU trong công bố không chỉ thể hiện sự minh bạch trong hoạt động khoa học mà còn là trách nhiệm cá nhân của tôi trong việc đóng góp vào sự phát triển chung của Nhà trường. Hiện tại, nhằm phù hợp với định hướng đào tạo và phát triển khoa học công nghệ của Nhà trường trong lĩnh vực Khoa học Sức khỏe, tôi đang từng bước chuyển hướng từ nghiên cứu y sinh cơ bản sang nghiên cứu chuyển dịch và lâm sàng. Đây là một hành trình nhiều thách thức nhưng cũng đầy cơ hội. Với sự quyết tâm cá nhân và sự hỗ trợ từ Nhà trường, tôi kỳ vọng trong tương lai sẽ thực hiện được các công trình nghiên cứu mà kết quả hoàn toàn được hình thành và phát triển tại EIU.
Trích dẫn tham khảo:
- Dagbasi, Aygul. 2024 Jun 19. “Diet shapes the metabolite profile in the intact human ileum, which affects PYY release.” Science Translational Medicine 16(752):eadm8132. doi: 10.1126/scitranslmed.adm8132.
- J Gibbs, R C Young, G P Smith. 1973 Oct 12. “Cholecystokinin elicits satiety in rats with open gastric fistulas.” Nature 245(5424):323-5. doi: 10.1038/245323a0.
- O’Riordan, Kenneth J. 2022 April. “Short chain fatty acids: Microbial metabolites for gut-brain axis signalling.” Molecular and Cellular Endocrinology 15:546:111572. doi: 10.1016/j.mce.2022.111572.
- Paparo, Lorella. 2021 May. “Butyrate as a bioactive human milk protective component against food allergy.” Allergy 76(5):1398-1415. doi: 10.1111/all.14625.
- Stinson, Lisa F. 2020 Jul 21. “Human Milk From Atopic Mothers Has Lower Levels of Short Chain Fatty Acids.” Frontier Immunology 11:1427. doi: 10.3389/fimmu.2020.01427.
