Béo phì ở trẻ em là mối quan tâm toàn cầu đang gia tăng về sức khỏe với tỷ lệ mắc ngày càng tăng trên toàn thế giới. Tình trạng này liên quan đến nhiều hậu quả sức khỏe bất lợi, bao gồm bệnh tiểu đường loại 2, bệnh tim mạch và rối loạn tâm lý.
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.
Nguyên nhân phức tạp của tình trạng béo phì ở trẻ em liên quan đến các yếu tố di truyền, môi trường và hành vi. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ giải trình tự, đặc biệt là giải trình tự gen 16S rRNA, đã cho phép các nhà nghiên cứu khám phá toàn diện thành phần và chức năng của hệ vi khuẩn đường ruột. Các nghiên cứu ở người lớn đã nêu bật mối liên hệ giữa sự thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột và bệnh béo phì; tuy nhiên, nghiên cứu ở trẻ em là điều cần thiết để hiểu được các yếu tố thời thơ ấu góp phần gây ra bệnh béo phì.
Có mối quan hệ nhân quả giữa sự gián đoạn trong hệ vi sinh vật đường ruột và tình trạng béo phì hoặc thiếu cân
Nhiều thí nghiệm trên động vật đã chứng minh vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột của vật chủ trong việc thu thập và lưu trữ năng lượng, có khả năng dẫn đến tình trạng béo phì hoặc thiếu cân. Ví dụ, những con chuột không có vi khuẩn được cho ăn chế độ nhiều chất béo tăng cân ít hơn những con chuột được cho ăn chế độ thông thường cùng chế độ ăn. Những con chuột không có vi khuẩn được cấy ghép hệ vi khuẩn đường ruột từ những người béo phì biểu hiện các triệu chứng béo ph, trong khi những con chuột được cấy ghép hệ vi khuẩn đường ruột từ trẻ em suy dinh dưỡng biểu hiện các triệu chứng kém phát triển và thiếu cân. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra sự thay đổi về thành phần và tính đa dạng của hệ vi khuẩn đường ruột ở người lớn béo phì so với những người có cân nặng bình thường. Tuy nhiên, vẫn tồn tại sự không nhất quán liên quan đến những thay đổi về tỷ lệ Firmicutes / Bacteroidetes trong hệ vi khuẩn đường ruột của những người béo phì so với những người có cân nặng bình thường.
Hệ vi khuẩn đường ruột và các chất chuyển hóa của nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến triển của tình trạng thừa cân và béo phì ở trẻ em
Tỷ lệ thừa cân và béo phì ở trẻ em và thanh thiếu niên đang trở thành mối quan tâm ngày càng nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng. Thừa cân và béo phì ở trẻ em là do nhiều yếu tố gây ra, bao gồm nền tảng di truyền, chế độ ăn uống và lối sống. Hơn nữa, hệ vi khuẩn đường ruột và các chất chuyển hóa của nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến triển của tình trạng thừa cân và béo phì ở trẻ em. Sự đa dạng Alpha đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu về hệ vi khuẩn đường ruột ở trẻ em béo phì.
Sự đa dạng Alpha chủ yếu phản ánh sự phong phú và đa dạng của các loài vi khuẩn trong một cá thể. Theo các nghiên cứu được tiến hành trong và ngoài nước, sự đa dạng alpha của hệ vi khuẩn đường ruột ở người lớn béo phì thường thấp, điều này đã được xác nhận rộng rãi.
Tương tự như vậy, trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi quan sát thấy rằng các chỉ số ACE và Chao1 (được sử dụng để ước tính tổng số loài trong một cộng đồng) thấp hơn đáng kể ở trẻ em béo phì so với trẻ em cân nặng bình thường, đặc biệt là ở trẻ trai béo phì, trong đó chỉ số Chao1 giảm đáng kể hơn. Tuy nhiên, phù hợp với một số phát hiện nghiên cứu, sự khác biệt về chỉ số Shannon và Simpson giữa nhóm béo phì và nhóm đối chứng là không đáng kể.
Sự thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột cho thấy sự mất cân bằng trong hệ sinh thái ở trẻ em béo phì
Kết quả của các tác giả chứng minh sự khác biệt đáng kể trong thành phần hệ vi khuẩn đường ruột giữa trẻ em béo phì và trẻ em cân nặng bình thường. Ở trẻ em béo phì, có sự gia tăng về số lượng tương đối của Firmicutes và Clostridia , trong khi số lượng của Bacteroidetes , Bifidobacteria và Lactobacilli lại giảm. Những thay đổi này có thể bắt nguồn từ nhiều yếu tố khác nhau; ví dụ, trẻ em béo phì thường trải qua nhiều đợt điều trị bằng kháng sinh hơn trong giai đoạn đầu đời, điều này có thể ảnh hưởng lâu dài đến thành phần hệ vi khuẩn đường ruột của trẻ. Những thay đổi này có thể dẫn đến rối loạn chức năng hàng rào niêm mạc ở ruột của trẻ em béo phì, bao gồm các protein liên kết canxi S100 là S100A8 và S100A9. Đồng thời, quá trình sản xuất và hấp thụ bất thường các chất chuyển hóa cụ thể như SCFA và axit mật có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa năng lượng và kiểm soát cân nặng.
Hệ vi khuẩn đường ruột và các chất chuyển hóa của nó khác biệt đáng kể giữa những người béo phì và những người cân nặng bình thường
Sự suy giảm số lượng các loài Akkermansia khác nhau chuyển hóa glutamate có liên quan đến nguy cơ béo phì cao hơn. Ngoài ra, hệ vi khuẩn đường ruột của thanh thiếu niên béo phì biểu hiện khả năng oxy hóa carbohydrate tăng cường. Những thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột có liên quan đến tình trạng béo phì ở trẻ em và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu. Quá trình tổng hợp sinh học của SCFA, axit amin và lipopolysaccharides có mối tương quan tiêu cực với tình trạng kháng insulin (IR), trong khi các con đường tổng hợp peptidoglycan có mối tương quan tích cực với IR. Do đó, việc nghiên cứu những thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột của trẻ em béo phì có ý nghĩa rất lớn.
Nghiên cứu cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa trẻ em béo phì và trẻ em cân nặng bình thường, bao gồm BMI và tỷ lệ mỡ cơ thể cao hơn ở trẻ em béo phì
Trong khi các chỉ số Ace và Chao1 chỉ ra sự phong phú về loài thấp hơn ở nhóm béo phì, các chỉ số Shannon và Simpson không cho thấy sự khác biệt đáng kể về tính đa dạng. Hơn nữa, các xét nghiệm Kruskal-Wallis làm nổi bật sự khác biệt đáng kể về khoảng cách UniFrac không có trọng số và có trọng số giữa hệ vi khuẩn đường ruột của trẻ em cân nặng bình thường và trẻ em béo phì ( P < 0,01). Prevotella và Firmicutes phổ biến hơn ở trẻ em béo phì, trong khi Bacteroides và Sanguibacteroides phổ biến ở trẻ em cân nặng bình thường, như bằng chứng là kết quả bản đồ nhiệt. Những phát hiện này cho thấy các cấu hình vi khuẩn riêng biệt liên quan đến béo phì ở trẻ em, ngụ ý tiềm năng của các biện pháp can thiệp có mục tiêu để điều chỉnh thành phần hệ vi khuẩn đường ruột và cung cấp thông tin cho các chiến lược điều trị cá nhân hóa cho tình trạng béo phì ở trẻ em.
Theo dõi dọc theo hệ vi khuẩn đường ruột cùng với những thay đổi về BMI có thể cung cấp thông tin chi tiết về hiệu quả can thiệp và hướng dẫn điều chỉnh các kế hoạch điều trị theo thời gian
Mặc dù nghiên cứu đã đưa ra một số phát hiện quan trọng khi so sánh hệ vi khuẩn đường ruột của trẻ em béo phì và trẻ em cân nặng bình thường, nhưng vẫn có một số hạn chế. Đầu tiên, quy mô mẫu của nghiên cứu tương đối nhỏ, chỉ bao gồm 30 trẻ béo phì và 30 trẻ cân nặng bình thường, điều này có thể hạn chế khả năng khái quát hóa và ý nghĩa thống kê của kết quả. Thứ hai, nghiên cứu chỉ sử dụng công nghệ giải trình tự 16S rDNA để phân tích thành phần vi khuẩn, điều này có thể hạn chế việc hiểu biết về chức năng của vi khuẩn và hoạt động trao đổi chất.
Ngoài ra, nghiên cứu không kiểm soát toàn diện thói quen ăn uống, lối sống và các yếu tố môi trường của trẻ em, những yếu tố có thể ảnh hưởng đến thành phần và sự phong phú của hệ vi khuẩn đường ruột. Hơn nữa, nghiên cứu không khám phá mối quan hệ nhân quả giữa hệ vi khuẩn đường ruột và tình trạng béo phì ở trẻ em, khiến việc thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột là nguyên nhân hay kết quả của tình trạng béo phì vẫn chưa rõ ràng. Do đó, các nghiên cứu trong tương lai cần có quy mô mẫu lớn hơn, các phương pháp chuyên sâu hơn và các biện pháp kiểm soát toàn diện để xác nhận và mở rộng những phát hiện này, do đó nâng cao hiểu biết của chúng ta về mối quan hệ giữa tình trạng béo phì ở trẻ em và hệ vi khuẩn đường ruột.
Tài liệu tham khảo
1. Sender R, Fuchs S, Milo R. Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans. Cell. 2016;164:337-340.
2. Bäckhed F, Manchester JK, Semenkovich CF, Gordon JI. Mechanisms underlying the resistance to diet-induced obesity in germ-free mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104:979-984.
3. Li XM, Lv Q, Chen YJ, Yan LB, Xiong X. Association between childhood obesity and gut microbiota: 16S rRNA gene sequencing-based cohort study. World J Gastroenterol 2024; 30(16): 2249-2257
