Hội chứng ruột kích thích là một rối loạn chức năng tiêu hóa mãn tính được chẩn đoán theo các tiêu chí dựa trên triệu chứng được xác định bởi phân loại ROME IV. Hội chứng ruột kích thích là một rối loạn không đồng nhất với nhiều cơ chế sinh lý bệnh.
Bài viết được viết bởi ThS.BS Mai Viễn Phương - Bác sĩ nội soi tiêu hóa, Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.
Tiếp xúc với các sinh vật gây bệnh, những thay đổi trong tương tác giữa vật chủ và hệ vi khuẩn đường ruột và sự phá vỡ hàng rào ruột có thể ảnh hưởng đến trục ruột-não, kích hoạt tình trạng viêm thấp dai dẳng tại chỗ và làm thay đổi độ nhạy cảm của nội tạng. Các nghiên cứu về các cơ chế phân tử cơ bản giúp tăng cường quản lý hội chứng ruột kích thích và tạo điều kiện cho sự phát triển các phương pháp điều trị mới, nhắm mục tiêu cụ thể là rất quan trọng.
Trong nghiên cứu hiện tại, các tác giả đã nghiên cứu các phản ứng chức năng và phân tử của đường tiêu hóa đối với việc sử dụng chitin-glucan, đặc biệt liên quan đến các cơ chế bệnh sinh lý chính của hội chứng ruột kích thích. Các tác giả đã chỉ ra rằng chitin-glucan làm giảm nhận thức về cơn đau nội tạng và tình trạng viêm ruột nhanh chóng và đáng kể thông qua điều hòa gen chủ trong cơn đau, tình trạng viêm và chức năng hàng rào ruột, đồng thời có thể trung hòa các chất có hại trong lòng ruột, chẳng hạn như thành tế bào vi khuẩn.
Bài viết được viết bởi ThS.BS Mai Viễn Phương - Bác sĩ nội soi tiêu hóa, Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.
Chitin-glucan là hợp chất gì? Có vai trò gì trong việc cải thiện hội chứng ruột kích thích
Chitin-glucan là một hợp chất dinh dưỡng mới, không tiêu hóa được Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) coi là thành phần thực phẩm an toàn. Đây là thành phần chính của thành tế bào của sợi nấm Aspergillus niger ( A. niger ) và chủ yếu bao gồm β-1,3/1,6 glucan phân nhánh liên kết với chitin thông qua liên kết β-1,4. Các nghiên cứu tiền lâm sàng trước đây trên mô hình động vật gặm nhấm, đánh giá chức năng trong ống nghiệm bằng cách sử dụng Mô phỏng mô hình Hệ sinh thái vi khuẩn đường ruột của con người và thăm dò lâm sàng trên những người tình nguyện khỏe mạnh đã nhấn mạnh rằng việc uống chitin-glucan theo liều lượng do EFSA khuyến nghị sẽ tạo ra dấu hiệu vi khuẩn của một loại prebiotic.
Mô hình phân tử tương tác giữa lipopolysaccharide và chitin-glucan. A: Bẫy lipopolysaccharide (LPS) (phần kháng nguyên O có màu vàng và phần lipid A có màu đỏ tươi) bằng chitin-glucan (CG) (phần chitin có màu cam và phần glucan có màu xanh lá cây); B: CG gấp thành hình kẹp tóc cho thấy khoang chứa LPS ở giữa (phần chitin có màu cam và phần glucan có màu xanh lá cây); C: Tương tác của LPS (phần kháng nguyên O có màu đỏ tươi và phần lipid A có màu xanh lam) với CG (phần chitin có màu cam và phần glucan có màu xanh lá cây) thông qua mạng lưới gồm 18 liên kết hydro (đường đứt nét màu vàng).
Viêm ruột là một yếu tố nguy cơ chính dẫn đến tình trạng tăng nhạy cảm nội tạng kéo dài
Trong đường tiêu hóa, tình trạng viêm niêm mạc cấp độ thấp với hoạt hóa miễn dịch cường độ thay đổi có ở những bệnh nhân mắc hội chứng ruột kích thích, đặc biệt ở những bệnh nhân mắc hội chứng ruột kích thích sau nhiễm trùng hoặc hội chứng ruột kích thích kèm theo tiêu chảy. Ở những con chuột bị tăng nhạy cảm nội tạng kéo dài do dùng TNBS qua đường trực tràng, tình trạng viêm hoạt động của đại tràng xuất hiện vài ngày sau khi tiếp xúc với TNBS, sau đó là thời gian phục hồi từ 4-8 tuần, trong đó các dấu hiệu viêm rõ ràng biến mất, nhưng tình trạng tăng nhạy cảm với CRD vẫn tiếp diễn.
Để hiểu rõ hơn về các cơ chế cơ bản giúp cải thiện tình trạng tăng nhạy cảm nội tạng do TNBS ở chuột bằng chitin-glucan, các tác giả đã phân tích tác dụng của chitin-glucan đối với bệnh viêm đại tràng ở một trong những mô hình viêm ruột được sử dụng phổ biến nhất do dùng DSS qua đường uống. Các tác giả đã chỉ ra rằng việc dùng chitin-glucan đường uống mang lại lợi ích điều trị trong các tổn thương viêm đại tràng do DSS gây ra đã được xác định, làm giảm cường độ viêm xuống 50%, dẫn đến tái tạo hoàn toàn niêm mạc đại tràng mà không gây tổn thương hốc, giải quyết các biểu hiện lâm sàng và phục hồi độ đặc của phân ở hầu hết các loài động vật. Về tầm quan trọng của việc phát triển các phương pháp điều trị mới cho hội chứng ruột kích thích được hướng dẫn bởi sinh lý bệnh học, các đặc tính chống viêm của chitin-glucan có khả năng quan trọng, vì chúng nhắm mục tiêu vào một cơ chế sinh lý bệnh học có liên quan đến hội chứng ruột kích thích.
Chitin-glucan cũng có thể có tác dụng trực tiếp lên tế bào biểu mô để bảo vệ tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô ruột
Tăng tính thấm ruột là một quan sát bệnh sinh lý trong hội chứng ruột kích thích, chủ yếu được quan sát thấy ở nhóm bệnh nhân chủ yếu bị tiêu chảy. Biểu mô ruột là hàng rào bảo vệ chính được sử dụng để điều chỉnh sự tiếp xúc giữa các kháng nguyên trong lòng ruột, bao gồm các phân tử có nguồn gốc từ vi khuẩn và các tế bào miễn dịch nằm bên dưới lớp niêm mạc và lớp dưới niêm mạc. Hàng rào biểu mô này bao gồm các mối nối chặt nội bào tắc nghẽn bao gồm các protein xuyên màng, chẳng hạn như các phân tử claudin và zonula occludens, cũng như một lớp chất nhầy dày đặc chứa glycoprotein glycosyl hóa được gọi là mucin, trong đó MUC2, MUC3, MUC4 và MUC5AC nằm trong số những protein được biểu hiện nhiều nhất trong ruột kết hoặc ruột non của con người.
Trước đây, các tác giả đã chứng minh tác dụng bảo vệ của các sản phẩm lên men chitin-glucan đối với sự phá vỡ hàng rào biểu mô do viêm gây ra và sản xuất các cytokine gây viêm. Trong nghiên cứu hiện tại, quá trình ủ tế bào biểu mô HT-29 với chitin-glucan dẫn đến tăng mức MUC5AC, claudin-2 và mRNA ZO-2. Tế bào HT-29 có điểm tương đồng với tế bào ruột non của người và dòng tế bào này là mô hình in vitro có giá trị để nghiên cứu các phân tử tạo nên mối nối chặt, biểu hiện mucin và phản ứng của biểu mô ruột đối với nhiễm trùng do vi khuẩn. Tổng hợp lại, những phát hiện này cho thấy rằng ngoài các sản phẩm lên men chitin-glucan, chitin-glucan cũng có thể có tác dụng trực tiếp lên tế bào biểu mô để bảo vệ tính toàn vẹn của hàng rào.
Hoạt động kháng khuẩn của chitin-glucan
Thành tế bào vi khuẩn chứa lipid gây bệnh, bao gồm LPS và LTA, trong vi khuẩn gram âm và gram dương, và PLM trong nấm. Các hợp chất này có mặt với số lượng lớn trong lòng ruột và hoạt động như các phối tử chính cho các thụ thể giống Toll (TLR-2-4-6) và các thụ thể miễn dịch bẩm sinh khác kích hoạt phản ứng viêm. Các chiến lược điều trị liên quan đến việc cô lập và thanh thải các lipid gây bệnh này trong ruột đã được đánh giá thành công ở những bệnh nhân mắc hội chứng ruột kích thích bằng cách sử dụng diosmectite đất sét khoáng.
Các phân tử cô lập lipid gây bệnh khác đã được xác định trong các loài giáp xác và động vật giáp xác biển. Chitin được tìm thấy trong bộ xương ngoài của động vật không xương sống biển, côn trùng, hình nhện và thành tế bào của nhiều loại nấm và tảo. Mặc dù chitin-glucan có hoạt tính kháng khuẩn đối với một số lượng lớn các vi sinh vật, nhưng cơ chế cơ bản của các hoạt động kháng khuẩn và kháng nấm này vẫn chưa được biết rõ. Do đó, các tác giả đã phát triển một mô hình phân tử của chitin-glucan và thực hiện ghép nối phân tử và mô phỏng động lực học phân tử để đánh giá khả năng của chitin-glucan trong việc tạo phức với LPS, LTA và PLM.
Các phát hiện in silico cho thấy tính linh hoạt cao của chitin-glucan đã tạo thành một khoang xung quanh LPS thông qua mạng lưới gồm 18 liên kết hydro tương tác với cấu trúc lipid A của LPS, đây là thành phần hoạt động và được bảo tồn nhiều nhất của LPS, hoạt động như một kiểu phân tử liên quan đến mầm bệnh. Các tương tác tương tự đã được quan sát thấy giữa các phức hợp chitin-glucan và LTA hoặc PLM. Nhìn chung, những kết quả này cho thấy rằng hoạt động kháng khuẩn của chitin-glucan có thể liên quan, ít nhất là một phần, đến một đặc tính mới của phức hợp như một chất tạo phức với lipid gây bệnh.
Kết luận
Các phương pháp điều trị hội chứng ruột kích thích hiện tại thường không đủ, và chỉ một tỷ lệ nhỏ bệnh nhân được kê đơn thuốc, nhấn mạnh thị trường tiềm năng và nhu cầu về các lựa chọn điều trị bổ sung. Cơ chế sinh bệnh đa yếu tố của hội chứng ruột kích thích đã dẫn đến sự phát triển của nhiều chiến lược điều trị khác nhau.
Trong nghiên cứu hiện tại, chitin-glucan prebiotic tạo ra chất chống đau mạnh và không gây dung nạp, cùng với việc điều chỉnh tình trạng viêm ruột thông qua điều hòa gen chính của ruột và tạo phức với các sản phẩm vi khuẩn có hại trong đường tiêu hóa. Những kết quả này thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế hoạt động của chitin-glucan trong ruột và tăng cường việc triển khai các phương pháp điều trị chitin-glucan dựa trên bằng chứng ở những bệnh nhân mắc hội chứng ruột kích thích hoặc các triệu chứng giống hội chứng ruột kích thích.
Tài liệu tham khảo
1. Camilleri M, Choi MG. Review article: irritable bowel syndrome. Aliment Pharmacol Ther. 1997;11:3-15.
2. Fortea J, Prior M. Irritable bowel syndrome with constipation: a European-focused systematic literature review of disease burden. J Med Econ. 2013;16:329-341.
3. Valibouze C, Dubuquoy C, Chavatte P, Genin M, Maquet V, Modica S, Desreumaux P, Rousseaux C. Chitin-glucan improves important pathophysiological features of irritable bowel syndrome. World J Gastroenterol 2024; 30(16): 2258
