Bản quyền hình ảnh Getty Images

Hệ vi khuẩn đường ruột gồm hàng tỉ vi khuẩn, và các nhà khoa học đã tìm cách hiểu chính xác chúng ảnh hưởng đến sức khỏe chúng ta và góp phần vào nguy cơ chúng ta mắc bệnh như thế nào, và làm thế nào chúng tương tác với các cơ quan và hệ cơ quan thiết yếu trong cơ thể, trong đó có não bộ.

Có rất nhiều thứ cần giải mã.

Mặc dù vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng thế nào là hệ vi khuẩn đường ruột khoẻ mạnh, nhưng điều được thừa nhận rộng rãi là các nhân tố môi trường, chẳng hạn như cách ăn uống, có thể làm nó biến đổi.

Nhưng có một giả thiết đang xuất hiện, đó là ô nhiễm không khí cũng là một trong những nhân tố, và nó có thể góp phần trong việc gây ra những căn bệnh khiến cơ thể hao mòn - đây là tin xấu cho đường ruột của chúng ta, do chất lượng không khí đang ngày càng tệ đi ở nhiều thành phố trên thế giới.

Thay đổi do tiếp xúc

Trong khi phần lớn sức khỏe chúng ta đã được định hình sớm trong giai đoạn đầu đời, thì hệ đường ruột lại khác, bà Marie Pedersen, phó giáo sư tại Đại học Copenhagen, nói.

"Hệ vi khuẩn đường ruột rất năng động và có thể thay đổi trong cuộc đời do tiếp xúc. Có rất nhiều tương tác qua lại giữa đường ruột và những gì chúng ta tiếp xúc," bà giải thích.

Những tiếp xúc này được biết đến là một nguyên nhân gây ra bệnh viêm ruột (IBD), vốn bao gồm những triệu chứng như là bệnh Crohn's và viêm loét đại tràng - cả hai đều là chứng bệnh suốt đời mà không có cách chữa trị.

Những căn bệnh này xảy ra khi hệ miễn dịch không làm việc đúng cách và cơ thể bắt đầu tự tấn công, gây ra viêm loét trong ruột.

"Hãy tưởng tượng bạn có một vết thương không bao giờ lành và nó nằm ở bên trong. Mỗi lần bạn ăn hay uống, nó giống như là xát muối vào vết thương đó vậy," Jaina Shah, giám đốc thông tin và xuất bản của Hội Bệnh Chrohn's và Viêm loét đại tràng Anh Quốc, nói.

Viêm loét đại tràng là triệu chứng cục bộ ảnh hưởng đến đại tràng, trong khi bệnh Crohn's ảnh hưởng khắp đường ruột.

Cả hai chứng bệnh này đều tác động đến gần như tất cả các cơ quan trong cơ thể, bao gồm hormone, hệ tiêu hóa, mức độ năng lượng và sức khỏe tâm thần.

Shah nói bệnh nhân cần phải uống thuốc trọn đời và, trong nhiều trường hợp, cần phải được phẫu thuật.

"Bệnh Chrohn's và viêm loét đại tràng là do một gien di truyền trong bệnh nhân gây ra, kết hợp với phản ứng bất thường của hệ miễn dịch đối với một số vi khuẩn trong ruột, nhiều khả năng là do bị cái gì đó trong môi trường kích hoạt," Shah nói.

Theo nghiên cứu, những yếu tố kích hoạt môi trường này bao gồm cách ăn uống và sự căng thẳng.

Giả thiết về vệ sinh thì cho rằng việc sống trong những môi trường sạch sẽ quá mức sẽ không giúp cho hệ miễn dịch của chúng ta phát triển tốt.

Một phần do di truyền

Cả gien di truyền và các yếu tố môi trường có thể gây ra những gián đoạn trong đường ruột theo những cách tương tự, theo lời Gilaad Kaplan, phó giáo sư Đại học Calgary và là tác giả của một số nghiên cứu về mối liên hệ giữa đường ruột và ô nhiễm không khí.

"Có hơn 200 gien hiện được biết là khiến ta dễ mắc bệnh viêm ruột. Những gien này có liên quan đến thành ruột; một số gien liên quan đến cách thức hệ miễn dịch (vốn nằm trên thành ruộ) đẩy lui vi khuẩn có hại," Kaplan giải thích.

"Cũng giống như những đột biến gien có thể làm gián đoạn khả năng phòng vệ của hàng rào đường ruột, sự tiếp xúc với môi trường cũng có tác động tương tự, bằng cách làm ngưng trệ những hàng rào này. Nếu bạn có một gien khiến cho hệ miễn dịch hay đường ruột phản ứng chậm chạp thì điều này có thể gây ra bệnh."

Những khuynh hướng giống nhau trong những ca mắc IBD đã khiến cho các nhà nghiên cứu tìm hiểu liệu ô nhiễm không khí có phải là một trong những yếu tố kích hoạt thuộc về môi trường không, bao gồm cả việc tìm hiểu những số liệu cho thấy căn bệnh này phổ biến ở vùng thành thị hơn là ở nông thôn và những quốc gia phát triển có tỷ lệ mắc IBD cao hơn.

Một phân tích nhận thấy rằng tỷ lệ mắc bệnh cao nhất là ở châu Âu và Bắc Mỹ, trong khi số ca mắc ở những quốc gia mới trở thành công nghiệp hóa ở châu Á, Phi và Nam Mỹ vẫn đang tăng đều đặn.

Người ta cho rằng ô nhiễm không khí góp phần vào sự phát triển bệnh IBD bằng cách thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột vốn gây ra phản ứng ở hệ miễn dịch và viêm tấy.

Hồi năm 2005, Kaplan dự một lớp học về cơ chế hoạt động của ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến tim và nhận ra nó cũng tác động đến IBD, lĩnh vực chuyên môn của ông.

"Phần đầu tiên trong nghiên cứu của tôi là phân tích số liệu để xem có phải là những khu vực ô nhiễm không khí nhiều hơn sẽ có nhiều ca mắc IBD hơn hay không," ông nói.

Khó xác định thủ phạm

Kaplan phân tích số liệu của trên 900 mắc IBD ở Anh trong thời gian ba năm. Mặc dù trên tổng thể ông không tìm thấy mối liên hệ giữa những ca mới được chẩn đoán mắc IBD và mức độ ô nhiễm không khí, nhưng ông đã phát hiện ra rằng bệnh Crohn's thường gặp nhiều hơn ở người trẻ tiếp xúc nhiều với nitrogen dioxide.

Kaplan cũng nhận thấy có những mối liên hệ tương tự giữa ô nhiễm không khí và bệnh đau ruột thừa và chứng đau thắt bụng.

Tuy nhiên, nhân tố làm phức tạp của những nghiên cứu này là con người có thể không sống quá lâu ở những khu vực bị ô nhiễm cao.

Ngoài ra, chúng không cho thấy được hệ dữ liệu này là nguyên nhân gây ra hệ dữ liệu kia. Do đó, điều quan trọng là phải tìm hiểu cơ chế phía sau những số liệu này, ông Kaplan nói.

Ô nhiễm không khí là do một số chất gây ra, trong đó có khí CO2, nitrogen oxide (do động cơ chạy bằng dầu diesel thải ra), ozone, sulphur dioxide và các hạt vật chất (bao gồm bụi, phấn hoa, bồ hóng và khói).

Tình trạng ô nhiễm không khí như trên là nguyên nhân gây bệnh tật và tử vong hàng đầu. Nó được gắn với nhiều chứng bệnh, bao gồm bệnh phổi, đau tim, đột quỵ, Alzheimer's, tiểu đường và hen suyễn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa biết cụ thể chất gây ô nhiễm nào là nguyên nhân.

"Hầu hết các nhà nghiên cứu đều sử dụng số liệu thu thập được từ những địa điểm giám sát cố định ở các thành phố. Tuy nhiên, việc nghiên cứu những chất gây ô nhiễm khác nhau lại chỉ mới được thực hiện rất hạn chế, trong lúc mỗi chất lại đại diện cho một dạng ô nhiễm khác nhau," Kaplan nói.

"Nitrogen dioxide thì đại diện cho những chất ô nhiễm giao thông, đó là một chỉ số mà các thành phố đo lường, do đó chúng tôi nghiên cứu để xem nó gây ra bệnh gì. Việc này cũng tương tự như cách chúng tôi nghiên cứu tác động của chất nicotine trong thuốc lá vốn có chứa nhiều hóa chất. Để thu hẹp lại tác nhân gây bệnh chính xác là rất khó khăn."

Tường thành trong ruột

Mọi người ai cũng biết rằng hít vào không khí ô nhiễm dưới dạng khói thuốc lá cũng là một nhân tố rủ ro khiến phát sinh bệnh Crohn's, vốn là nhân tố rủi ro môi trường được nghiên cứu nhiều nhất của bệnh IBD.

Tuy nhiên, vẫn còn những câu hỏi chưa có lời giải đáp trong lĩnh vực nghiên cứu này. Một trong những vấn đề gây ngạc nhiên là tại sao bản thân việc hút thuốc lại có thể giúp chống được bệnh viêm loét đại tràng.

Bên cạnh việc hít vào phổi những chất ô nhiễm trong không khí, chúng ta có thể hấp thu chúng qua thức ăn, vốn dễ dàng bị nhiễm độc thông qua cơ chế thải chất độc của cơ thể.

Cơ chế này lọc không khí chúng ta hít vào và đẩy nó ra dưới dạng đờm dãi, tiết ra theo đường miệng nằm trên cổ họng, rồi sau đó chúng ta lại nuốt vào trong và thế là nó đi vào ruột.

Kaplan tiếp tục nghiên cứu tác động của ô nhiễm không khí trong điều kiện phòng thí nghiệm. Cùng với một nhóm các nhà nghiên cứu, ông đã nhận thấy rằng việc tiếp xúc với vật chất dạng hạt có thể kích hoạt bệnh đường ruột.

Các nhà nghiên cứu cho những con chuột uống vào liều cao vật chất dạng hạt trong thời gian tối đa là 14 ngày và cho một nhóm những con chuột khác ăn 35 ngày với thức ăn được trộn với vật chất dạng hạt.

Các nhà nghiên cứu muốn bắt chước sự tiếp xúc liên tục với nồng độ cao vật chất dạng hạt và thức ăn nhiễm độc.

Họ nhận thấy những con chuột ăn những vật chất dạng hạt trong thời gian ngắn đã thay đổi những biểu hiện của gien miễn dịch; có bằng chứng cho thấy tình trang viêm tấy cùng phản ứng miễn dịch bẩm sinh trong ruột non tăng lên, và độ thẩm thấu qua đường ruột cũng tăng.

Tác động thẩm thấu qua đường ruột bên trong hàng rào của thành ruột được cho là một trong những nguyên nhân của bệnh IBD.

"Việc xếp các tế bào chặn trên thành ruột là nhằm để tạo thành một hàng rào để giữ các tế bào xấu không thâm nhập từ đường ruột vào cơ thể và cho phép các vi khuẩn tốt thực hiện chức năng của chúng," Kaplan giải thích.

"Nếu có gì đó xảy ra gây tác động đến tính toàn vẹn của hàng rào thành ruột thì nó sẽ tạo ra những lỗ nhỏ mà các vi khuẩn gây bệnh có thể thâm nhập, qua đó sẽ kích hoạt phản ứng miễn dịch."

Do đô thị hóa?

Những con chuột tiếp xúc vật chất dạng hạt trong 35 ngày cũng thể hiện các dấu hiệu viêm tấy trong ruột kết và có thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột.

Tuy nhiên, sự ô nhiễm không chỉ góp phần kích hoạt bệnh IBD mà nó còn có thể thay đổi bản chất của căn bệnh thông qua những thay đổi mà nó tạo ra đối với hệ vi khuẩn đường ruột.

Trong một nghiên cứu khác, Kaplan so sánh những trường hợp viêm ruột thừa thủng và viêm ruột thừa bình thường ở 13 thành phố, và nhận thấy rằng viêm ruột thừa thủng, vốn là dạng nguy hiểm hơn, có liên quan đến sự tiếp xúc cao độ với ô nhiễm không khí.

Ông kết luận rằng sự tiếp xúc với ô nhiễm có thể điều chỉnh dạng bệnh đường ruột.

"Nếu sống ở một khu vực có chất lượng không khí tốt, bạn có thể chỉ bị viêm ruột thừa thông thường, nhưng ô nhiễm không khí có thể làm căn bệnh tồi tệ hơn, trở thành viêm ruột thừa thủng," ông nói.

Các nghiên cứu vẫn chưa giải thích chính xác lý do tại sao IBD xảy ra thường xuyên hơn ở những khu vực đô thị, và mặc dù rõ ràng là đô thị hóa cũng là một phần nguyên do, đặc điểm của quá trình đô thị hóa gây ra IBD vẫn chưa được làm rõ.

Nhưng đó không phải là toàn bộ bức tranh. Một số công trình nghiên cứu đã gắn kết sự gia tăng bệnh IBD với cuộc cách mạng công nghiệp, do bệnh Crohn's lần đầu tiên được nhận diện là vào những năm 1930 khi bắt đầu kỷ nguyên ô tô.

Tuy nhiên, những ca viêm loét đại tràng đầu tiên xuất hiện vào cuối những năm 1800.

"Có cái gì đó chưa giải thích được về quá trình công nghiệp hóa; chúng ta phải tìm hiểu xem tại sao ở một số khu vực ô nhiễm nhất thế giới, chẳng hạn như ở các vùng đô thị của Nga và Trung Quốc, thì chứng IBD lại không phổ biến," Simon Travis, giáo sư lâm sàng tại Bệnh viện John Radcliffe ở Oxford, người có công trình nghiên cứu về bệnh IBD tại những quốc gia mới công nghiệp hóa, cho biết.

Ông phát hiện ra rằng những căn bệnh này xảy ra thường xuyên ở những thành phố lớn của Ấn Độ như Delhi và Mumbai, nhưng không hề hiện diện ở các thành phố khác.

Tuy nhiên, ông một mực cho rằng IBD chắc chắn là căn bệnh của quá trình công nghiệp hóa, dưới cách này hay cách khác.

Vào lúc này, ý kiến nhận được sự đồng thuận là tình trạng ô nhiễm không khí không phải là yếu tố hàng đầu gây ra bệnh đường ruột, nhưng là một trong các tác nhân gây bệnh.

Cần phải có thêm các nghiên cứu tập trung vào vấn đề này ở các nước công nghiệp hóa, Travis nêu quan điểm.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.