Nghiên cứu về chuột đề xuất vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến kết quả ăn kiêng Yo-Yo

Nhiều người sẽ chứng thực, sự chăm chỉ và kỷ luật đi kèm với chế độ ăn kiêng và giảm cân có thể nhanh chóng bị xóa sổ bởi sự phục hồi cân nặng. Đối với những người béo phì, tình trạng khó xử có thể đe dọa đến sức khỏe.

Hiện tượng này được gọi là béo phì “tái phát” hoặc “yo-yo” và đối với những người béo phì, đại đa số cá nhân không chỉ phục hồi về trọng lượng trước khi ăn kiêng mà còn tăng thêm cân sau mỗi chu kỳ ăn kiêng.

Trong mỗi giai đoạn ăn kiêng và lấy lại cân nặng, tỷ lệ chất béo trong cơ thể của họ tăng lên, và do đó nguy cơ phát triển các biểu hiện của hội chứng chuyển hóa, bao gồm bệnh tiểu đường khởi phát ở tuổi trưởng thành, gan nhiễm mỡ và các bệnh liên quan đến béo phì khác.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Weizmann đã chỉ ra ở chuột rằng vi khuẩn đường ruột - được gọi chung là quần xã vi sinh đường ruột - đóng một vai trò quan trọng không ngờ trong việc tăng cân trầm trọng sau khi ăn kiêng.

Các nhà điều tra tin rằng hiện tượng phổ biến này trong tương lai có thể được ngăn chặn hoặc điều trị bằng cách thay đổi thành phần hoặc chức năng của hệ vi sinh vật. Nghiên cứu xuất hiện trong Thiên nhiên.

Tiến sĩ Eran Elinav thuộc Khoa Miễn dịch học và Giáo sư Eran Segal thuộc Khoa Khoa học Máy tính và Toán Ứng dụng dẫn đầu nhóm nghiên cứu. Các nhà điều tra phát hiện ra rằng sau một chu kỳ tăng và giảm cân, tất cả các hệ thống cơ thể của chuột hoàn toàn trở lại bình thường - ngoại trừ hệ vi sinh vật. Trong khoảng sáu tháng sau khi giảm cân, những con chuột sau béo phì vẫn giữ lại một hệ vi sinh vật “béo phì” bất thường.

Elinav cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh ở những con chuột béo phì rằng sau khi ăn kiêng và giảm cân thành công, hệ vi sinh vật vẫn giữ được‘ ký ức ’về chứng béo phì trước đó.

“Hệ vi sinh vật bền bỉ này đã đẩy nhanh quá trình lấy lại cân nặng khi những con chuột được đưa trở lại chế độ ăn nhiều calo hoặc ăn thức ăn thông thường với lượng quá nhiều.” Segal giải thích thêm, "Bằng cách tiến hành phân tích chức năng chi tiết của hệ vi sinh vật, chúng tôi đã phát triển các phương pháp điều trị tiềm năng để giảm bớt tác động của nó đối với việc lấy lại cân nặng."

Trong một loạt các thí nghiệm, các nhà khoa học đã chứng minh rằng cấu tạo của hệ vi sinh vật “béo phì” là động lực chính thúc đẩy tăng cân nhanh sau khi ăn kiêng. Ví dụ, khi các nhà nghiên cứu làm cạn kiệt vi khuẩn đường ruột ở chuột bằng cách cho chúng dùng thuốc kháng sinh phổ rộng, sự tăng cân quá mức sau khi ăn kiêng đã bị loại bỏ.

Trong một thí nghiệm khác, khi đưa vi khuẩn đường ruột từ những con chuột có tiền sử béo phì vào những con chuột không có vi trùng (theo định nghĩa, chúng không mang vi sinh vật nào của riêng chúng), thì sự tăng cân của chúng đã tăng nhanh khi cho ăn với chế độ ăn nhiều calo, so với cho những con chuột không có mầm bệnh đã được cấy vi khuẩn đường ruột từ những con chuột không có tiền sử tăng cân.

Tiếp theo, các nhà khoa học đã phát triển một thuật toán máy học, dựa trên hàng trăm thông số của hệ vi sinh vật cá thể, giúp dự đoán thành công và chính xác tốc độ tăng cân ở mỗi con chuột, dựa trên các đặc điểm của hệ vi sinh vật sau khi tăng cân và ăn kiêng thành công.

Sự kết hợp của các phương pháp tiếp cận gen và trao đổi chất đã giúp các nhà khoa học xác định được hai phân tử thúc đẩy tác động của hệ vi sinh vật trong việc lấy lại cân nặng. Các phân tử này - thuộc loại hóa chất hữu cơ gọi là flavonoid thu được khi ăn một số loại rau - bị phân hủy nhanh chóng bởi hệ vi sinh vật “sau ăn kiêng”.

Việc giảm nhanh chóng làm cho mức độ của các phân tử này ở những con chuột sau khi ăn kiêng thấp hơn đáng kể so với những con chuột không có tiền sử béo phì.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong những trường hợp bình thường, hai flavonoid này thúc đẩy tiêu hao năng lượng trong quá trình chuyển hóa chất béo. Mức độ thấp của các flavonoid này trong quá trình đạp xe tăng trọng lượng đã ngăn cản sự giải phóng năng lượng có nguồn gốc từ chất béo này, khiến những con chuột sau khi ăn kiêng tích tụ thêm chất béo khi chúng quay trở lại chế độ ăn nhiều calo.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng những hiểu biết này để phát triển các phương pháp điều trị bằng chứng mới cho bệnh béo phì tái phát.

Đầu tiên, họ cấy những con chuột bị béo phì trước đây với vi khuẩn đường ruột từ những con chuột chưa bao giờ bị béo phì. Việc cấy ghép vi sinh vật trong phân này đã xóa “ký ức” về bệnh béo phì ở những con chuột này khi chúng được tiếp xúc với chế độ ăn nhiều calo, ngăn ngừa béo phì tái phát quá mức.

Tiếp theo, các nhà khoa học sử dụng một cách tiếp cận có thể không gây khó chịu cho con người: Họ bổ sung flavonoid cho chuột sau khi ăn kiêng vào nước uống của chúng.

Điều này đã đưa mức flavonoid của họ, và do đó mức tiêu thụ năng lượng của họ, trở lại mức bình thường. Kết quả là, ngay cả khi quay lại chế độ ăn nhiều calo, những con chuột không bị tăng cân nhanh.

Segal nói, “Chúng tôi gọi cách tiếp cận này là can thiệp‘ hậu sinh vật ’. Trái ngược với men vi sinh, đưa các vi sinh vật hữu ích vào ruột, chúng tôi không giới thiệu bản thân vi sinh vật mà là các chất bị ảnh hưởng bởi hệ vi sinh vật, có thể được chứng minh là an toàn và hiệu quả hơn ”.

Béo phì tái phát là một đại dịch với tỷ lệ lớn, theo mọi nghĩa của từ này. Elinav nói: “Béo phì ảnh hưởng đến gần một nửa dân số trưởng thành trên thế giới và khiến mọi người dễ mắc các biến chứng nguy hiểm đến tính mạng như bệnh tiểu đường và bệnh tim ở người trưởng thành.

“Nếu các kết quả nghiên cứu trên chuột của chúng tôi được phát hiện có thể áp dụng cho con người, chúng có thể giúp chẩn đoán và điều trị bệnh béo phì tái phát, và điều này có thể giúp giảm bớt đại dịch béo phì”.

Nguồn: Viện Khoa học Weizmann