Các khoa học gia tại Caltech đã phát hiện ra trong bụng chuột có hai loại tế bào thần kinh khác nhau, kiểm soát các khía cạnh khác nhau của quá trình tiêu hóa. (Nguồn: Ảnh do trí tuệ nhân tạo (AI) tạo với sự hỗ trợ của ChatGPT từ OpenAI)
Quý vị có tin rằng không phải tất cả tế bào thần kinh đều nằm trong hộp sọ của chúng ta? Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature đã cho thấy một phát hiện đáng kinh ngạc: trong ruột của chúng ta có các tế bào thần kinh chuyên biệt!
Các khoa học gia tại Viện Công nghệ California (Caltech) đã phát hiện ra hai loại tế bào thần kinh khác nhau trong ổ bụng của chuột, dường như có vai trò kiểm soát các khía cạnh khác nhau của quá trình tiêu hóa. Nghiên cứu này làm sáng tỏ vai trò của các cụm tế bào thần kinh trong cơ thể đối với mối liên kết ruột-não, hệ thống giao tiếp hai chiều phức tạp giữa não bộ và hệ tiêu hóa.
Theo Yuki Oka, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, phát hiện mới cũng củng cố thêm bằng chứng cho thấy các tế bào thần kinh trong cơ thể có thể đảm nhiệm những chức năng chuyên biệt “giống như trong não bộ vậy.”
Frank Duca từ Đại học Arizona, người không tham gia vào nghiên cứu, nhận xét: “Hệ thống thần kinh ngoại biên (peripheral nervous system) thực sự rất thông minh. Trong hệ thống này, có những tế bào thần kinh đặc biệt thực hiện nhiều chức năng khác nhau, đôi khi với sự trợ giúp từ não bộ, nhưng cũng có lúc không cần đến tín hiệu từ não.”
Kiểm tra phản ứng “chống-hay-chạy” (fight or flight) trong ruột
Nghiên cứu tập trung vào một phần của hệ thần kinh ngoại biên, được gọi là hệ thần kinh giao cảm (sympathetic nervous system), được kích hoạt khi não bộ phát hiện có mối nguy hiểm. “Khi đó, cơ thể sẽ phản ứng bằng cách tăng mạnh lượng adrenaline và glucose trong máu để chuẩn bị cho tình huống chống hay chạy,” Yuki Oka giải thích.
Cùng lúc đó, hệ thần kinh giao cảm sẽ điều chỉnh các chức năng ít cấp bách hơn, như tiêu hóa và vận chuyển thức ăn qua đường ruột, nhằm ưu tiên năng lượng cho các chức năng quan trọng để sinh tồn.
Nhưng câu hỏi đặt ra là: Làm thế nào hệ thần kinh giao cảm có thể truyền đúng thông điệp đến từng cơ quan nội tạng trong cơ thể?
Nhóm nghiên cứu của Oka cho rằng câu trả lời có thể nằm ở các tế bào thần kinh chuyên biệt, có thể gửi những thông điệp khác nhau đến các cơ quan khác nhau. Để kiểm chứng giả thuyết này, họ tập trung nghiên cứu các cụm tế bào thần kinh lớn ở vùng bụng, gọi là hạch (ganglia).
“Chúng tôi nghiên cứu một trong những hạch thần kinh lớn có chức năng kiểm soát hoạt động của đường ruột dưới,” Oka giải thích. Cụm hạch này điều khiển nhiều cơ quan như ruột, lá lách, dạ dày và gan.
Nhờ các kỹ thuật di truyền tiên tiến, nhóm nghiên cứu đã phân loại được các tế bào thần kinh trong cụm hạch này. Họ phát hiện ra hai loại tế bào thần kinh riêng biệt có các nhiệm vụ khác nhau. Oka cho biết:“Hóa ra, các chức năng liên quan đến tiêu hóa được kiểm soát bởi một nhóm tế bào thần kinh chính, trong khi một nhóm khác lại chịu trách nhiệm điều chỉnh nhu động ruột.” (gut motility)
Khi nhóm nghiên cứu kích thích một trong hai loại tế bào thần kinh này, gan của chuột bắt đầu giảm sản xuất enzyme, bao gồm cả dịch mật – một loại dịch tiêu hóa quan trọng giúp làm tan chất béo. Ngược lại, khi kích thích loại tế bào còn lại, nhu động ruột của chuột diễn ra chậm hơn.
Mặc dù nghiên cứu này mới chỉ được thực hiện trên chuột, Oka tin rằng hệ thống tương tự rất có thể tồn tại ở người, bởi vì đường tiêu hóa của con người có nhiều điểm giống với của chuột.
Tiềm năng cho các phương pháp điều trị mới
Nghiên cứu này mở rộng thêm nhận thức của giới khoa học về vai trò của các tế bào thần kinh chuyên biệt trong cơ thể đối với sự kết nối giữa ruột và não. Mối liên kết này không chỉ điều chỉnh hoạt động của hệ tiêu hóa mà còn có thể tác động đến các yếu tố như cảm giác đói và tâm trạng.
Theo Duka, mặc dù nghiên cứu hiện tại tập trung vào các tín hiệu từ não bộ đến ruột, các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng các tế bào thần kinh chuyên biệt còn có thể gửi tín hiệu ngược lại từ ruột lên não bộ.
Ông giải thích: “Ruột có thể truyền tín hiệu đến não bộ về tình hình ăn uống hoặc các vấn đề viêm nhiễm. Sau đó, não bộ sẽ tạo ra phản hồi để điều chỉnh hoạt động của đường ruột cho phù hợp với tình hình.”
Không chỉ ruột, các cơ quan nội tạng khác cũng phụ thuộc vào những tế bào thần kinh đặc biệt nằm ngoài não bộ và tủy sống. Thí dụ, tim có một mạng lưới tế bào thần kinh riêng giúp điều chỉnh các hoạt động, ngay cả khi trái tim bị tách ra khỏi cơ thể.
Duca cho rằng những tế bào thần kinh chuyên biệt này có tiềm năng lớn trong việc phát triển các phương pháp điều trị mới cho nhiều bệnh lý, từ huyết áp cao, trầm uất chán đời cho đến bệnh tiêu hóa ruột kích động (irritable bowel syndrome).
Về lý thuyết, “các loại thuốc trong tương lai có thể được thiết kế để chỉ nhắm đến các nhóm tế bào thần kinh cụ thể, nhằm kích thích một chức năng duy nhất và không làm ảnh hưởng đến các chức năng khác.” Nếu thành công, phương pháp này có thể mở ra kỷ nguyên mới cho các loại thuốc có hiệu quả cao hơn và ít hiệu ứng phụ hơn.
Nguồn: “These neurons in the abdomen help form the gut-brain connection” được đăng trên trang NPR.org.
