Nghiên cứu khám phá vai trò của vi khuẩn đường ruột trong bệnh béo phì ở trẻ em

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Clinical Nutrition ESPEN , các nhà nghiên cứu đã khám phá mối liên hệ nhân quả giữa hệ vi sinh vật đường ruột và tình trạng béo phì ở trẻ em.

Béo phì ở trẻ em là một mối quan tâm ngày càng tăng liên quan đến một số vấn đề sức khỏe ở trẻ em và người lớn. Di truyền, môi trường, lối sống và hệ vi khuẩn đường ruột góp phần đáng kể vào tình trạng béo phì ở trẻ vị thành niên. Các biến số về lối sống như dinh dưỡng và tập thể dục ảnh hưởng đến tình trạng béo phì ở trẻ em. Tuy nhiên, mối liên hệ nhân quả giữa tình trạng béo phì và vi khuẩn đường ruột vẫn chưa rõ ràng.

Vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến tình trạng béo phì bằng cách thay đổi quá trình trao đổi chất của vật chủ. Các nghiên cứu đã báo cáo sự mất cân bằng trong các vi khuẩn đường ruột như Clostridium và Eubacterium rectale ở những người dễ bị béo phì. Mối liên hệ giữa ruột và não được giả định ngụ ý rằng việc cấy ghép hệ vi khuẩn đường ruột và bổ sung prebiotic là những phương pháp điều trị chống béo phì tiềm năng.

Về nghiên cứu

Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp ngẫu nhiên Mendel (Random Mendel – MR) để điều tra xem vi khuẩn đường ruột có liên quan nhân quả với tình trạng béo phì ở trẻ em hay không. Họ xác nhận mối liên quan bằng cách sử dụng thông tin giải trình tự từ các cuộc điều tra ca-đối chứng.

Các nhà nghiên cứu đã thu thập được số liệu thống kê tóm tắt về hệ vi sinh vật đường ruột từ dữ liệu của liên đoàn MiBioGen quốc tế, bao gồm kiểu gen toàn bộ hệ gen và thông tin vi khuẩn đường ruột axit ribonucleic ribosome 16S (rRNA) do 100.18.340 người cung cấp. Họ đã thu thập được dữ liệu tóm tắt về nghiên cứu liên kết toàn bộ hệ gen (GWAS) về tình trạng béo phì ở trẻ em từ các phân tích tổng hợp cấp độ hệ gen hợp tác của Châu Âu, Úc và Bắc Mỹ của 14 nghiên cứu với thiết kế theo nhóm.

14 nghiên cứu này bao gồm

• Nghiên cứu Nhóm sinh năm 1966 ở Bắc Phần Lan,
• Nghiên cứu theo chiều dọc về trẻ em và cha mẹ ở Avon,
• Nghiên cứu Nhóm sinh năm 1958 – Nhóm đối chứng của tổ chức Welcome Trust tại Anh,
• Nghiên cứu Nhóm sinh năm 1958 – Nhóm di truyền bệnh tiểu đường loại 1 tại Anh,
• Nghiên cứu về dị ứng hệ thống miễn dịch lối sống,
• Nghiên cứu của French Young,
• Nghiên cứu tại Bệnh viện nhi Philadelphia,
• Nghiên cứu Nhóm thai kỳ Tây Úc,
• Nghiên cứu Nhóm sinh Helsinki (HBCS),
• Nghiên cứu béo phì Essen,
• Nghiên cứu triển vọng về bệnh hen suyễn ở trẻ em tại Copenhagen (COPSAC),
• Nghiên cứu về nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở trẻ em Phần Lan,
• Nghiên cứu thế hệ R và Nghiên cứu CM GOYA.

Nghiên cứu bao gồm 16 trẻ em béo phì và 16 trẻ em không béo phì để đánh giá cân nặng, chỉ số khối cơ thể (BMI), chu vi bụng (AC), nồng độ lipid huyết thanh [triglyceride (TG), cholesterol toàn phần (TC), lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL), lipoprotein tỷ trọng rất thấp (VLDL) và lipoprotein tỷ trọng cao (HDL)] và hệ vi sinh vật đường ruột. Những người tham gia cũng cung cấp mẫu phân để giải trình tự gen thông lượng cao bằng chiến lược birdshot toàn bộ hệ gen.

Những người tham gia có độ tuổi từ 9 đến 12, không có tiền sử bệnh tuyến giáp hoặc bệnh gan, rối loạn bẩm sinh hoặc khiếm khuyết di truyền và chưa dậy thì. Trẻ em béo phì được can thiệp giảm cân trong ba tháng, bao gồm hạn chế calo và tăng cường hoạt động thể chất. Để xác nhận những thay đổi trong hệ vi khuẩn đường ruột do béo phì gây ra, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra các macrogene của hệ vi khuẩn đường ruột trước và sau khi giảm cân ở những người tham gia béo phì.

Kết quả và thảo luận

Phân tích ngẫu nhiên Mendelian xác định được 16 mối liên hệ nhân quả giữa vi khuẩn đường ruột và tình trạng béo phì ở trẻ em. Nghiên cứu ca-đối chứng cho thấy năm sự khác biệt về vi khuẩn đường ruột giữa những người tham gia bị béo phì và những người không bị béo phì. Nhóm nghiên cứu ghi nhận sự gia tăng số lượng Romboutsia, Turicibacter và Clostridium sensustricto sau khi giảm cân ở trẻ béo phì.

Trong phân tích, 10 loại vi khuẩn đường ruột có liên quan nhân quả với tình trạng béo phì ở trẻ em, bao gồm các loài Lentisphaeria (OR, 1.1), các loài Deltaproteobacteria (OR, 1.2), các loài Bacteroidaceae (OR, 1.3), các loài Desulfovibrionaceae (OR, 1.2), các loài Bacteroides (OR , 1.2), các loài Butyricicoccus (OR, 1.2), các loài Eubacterium oxidoreducens (OR, 0.8), các loài Rikenellaceae RC9 (OR, 1.1), các loài NB1n (OR, 1.1) và các loài Victivallales (OR, 1.1).

Phân tích MR ngược cho thấy mối liên hệ gợi ý giữa béo phì ở trẻ em và sáu loại vi khuẩn đường ruột , bao gồm Barnesiella (OR, 0,9), Clostridium sensustricto (OR, 0,9), Marvinbryantia (OR, 0,9 ), Oscillospira (OR, 0,1), Romboutsia (OR, 0,9) và Turicibacter (OR, 0,9). Các phát hiện cho thấy Deltaproteobacteria, Bacteroidaceae, Desulfovibrionaceae, Bacteroides và Butyricoccus có nhiều hơn ở trẻ em béo phì so với trẻ em không béo phì.

Vi khuẩn đường ruột tạo ra nhiều hợp chất khác nhau trong quá trình tiêu hóa, như axit béo chuỗi ngắn (SCFA), ảnh hưởng đến quá trình tạo mỡ và tổng hợp hormone. Giảm sự đa dạng của vi khuẩn đường ruột có thể làm tăng tình trạng kháng insulin và mức độ dấu hiệu gây viêm. Vi khuẩn liên quan đến béo phì góp phần vào sự phát triển của bệnh béo phì bằng cách ảnh hưởng đến sự cân bằng năng lượng của vật chủ và cơn đói trung tâm thông qua tương tác giữa ruột và não.

Nghiên cứu chỉ ra rằng 16 loại vi khuẩn đường ruột, bao gồm Bacteroides, Butyricicoccus, Clostridium, Romboutsia và Turicibacter , có liên quan đến tình trạng béo phì ở trẻ em. Deltaproteobacteria, Bacteroidaceae, Desulfovibrionaceae, Bacteroides và Butyricicoccus là những loại vi khuẩn phổ biến nhất được phát hiện ở trẻ em béo phì. Giảm cân cũng làm tăng tỷ lệ mắc Clostridium sensustricto , Romboutsia và Turicibacter . Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận những thay đổi về BMI, chu vi bụng và mức cholesterol ở trẻ béo phì sau khi giảm cân. Những khám phá này có thể giúp chúng ta hiểu được mối quan hệ di truyền giữa hệ vi khuẩn đường ruột và tình trạng béo phì ở trẻ vị thành niên, làm giảm tỷ lệ mắc bệnh.