Mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột và bệnh tiêu chảy
Đường ruột được xem như là bộ não thứ hai của cơ thể chúng ta, trong đó hệ vi sinh đường ruột đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa và giữ cho hệ thống miễn dịch mạnh. Mật độ và thành phần của vi sinh vật thay đổi dọc theo đường tiêu hóa và thực hiện các chức năng của chúng ở các bộ phận khác nhau. Tương tác cân bằng nội môi và cộng sinh thúc đẩy sự chung sống hòa bình giữa hệ vi sinh vật và vật chủ, giúp ức chế hơn nữa sự xâm chiếm của hầu hết các mầm bệnh và tham gia vào quá trình hấp thụ dinh dưỡng và các chức năng sinh lý.
Ví dụ, hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh có thể bảo vệ chống lại tổn thương tế bào biểu mô và cải thiện khả năng đào thải các mầm bệnh khỏi ruột khi bị tiêu chảy do Salmonella gây ra. Ngoài ra, vai trò cân bằng vi sinh vật trong sự phát triển và trưởng thành của hệ thống miễn dịch niêm mạc và tính toàn vẹn của hàng rào ruột cũng đã được báo cáo trong nhiều nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, thành phần và sự đa dạng của hệ vi sinh vật đường ruột dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau như chế độ ăn, thuốc, mầm bệnh và các yếu tố môi trường…, những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe [2].
Vi khuẩn và nấm gây bệnh tiêu chảy
E. coli là một loại vi khuẩn gram âm hiếu khí và có một số chủng có khả năng gây bệnh tiêu chảy. Các chủng E.coli khác nhau có biểu hiện dịch tễ tiêu chảy khác nhau và đã được phân loại là E.coli gây bệnh đường ruột (EPEC- nguyên nhân chính gây ra tiêu chảy ở trẻ sơ sinh, EHEC/ STEC – nguyên nhân gây viêm đại tràng xuất huyết, ETEC – nguyên nhân gây bệnh kiết lỵ). Sau khi lây nhiễm, E. coli bám vào các tế bào biểu mô ruột thông qua các sợi kết dính, sau đó tiết ra độc tố có khả năng gắn bám đặc hiệu vào các tế bào niêm mạc ruột và phát huy tác dụng gây bệnh [5].
Hình 3: Mô hình cấu tạo vi khuẩn E.coli gây bệnh
Salmonella, một loại vi khuẩn gram âm, kỵ khí, là nguyên nhân phổ biến thứ ba gây tử vong do tiêu chảy và nhiễm trùng. Ngoài việc gây tiêu chảy, Salmonella cũng có thể gây sốt và các biến chứng đường tiêu hóa như viêm tụy.
C. difficile là một loại vi khuẩn kỵ khí gram dương có khả năng hình thành bào tử, xuất hiện phổ biến trong ruột người và động vật. Nhiễm C. difficile đã trở thành nguyên nhân chính gây tiêu chảy liên quan đến kháng sinh phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước Châu Âu.
Các triệu chứng lâm sàng của nhiễm C. difficile là khác nhau, từ người mang mầm bệnh không có triệu chứng đến tiêu chảy ở nhiều mức độ khác nhau, thậm chí còn gây tử vong. Khi hệ vi sinh đường ruột bị mất cân bằng, C. difficile bắt đầu xâm nhập và chiếm ưu thế trong ruột bắt đầu giải phóng ra các độc tố enterotoxin A và cytotoxin B.
Những độc tố này tiếp tục làm hỏng các tế bào biểu mô, gây viêm ruột nghiêm trọng, tiêu chảy và viêm đại tràng. Với việc sử dụng rộng rãi kháng sinh phổ rộng, sự kháng thuốc của các chủng đã tăng lên và các chủng có độc lực cao đã xuất hiện làm tăng lên đáng kể tỷ lệ mắc nhiễm trùng do C. difficile [6].
Shigella là vi khuẩn gram âm hiếu khí có khả năng gây tiêu chảy cho động vật và người. Người ta ước tính rằng Shigella gây ra khoảng 125 triệu đợt tiêu chảy và khoảng 160.000 ca tử vong mỗi năm, chiếm 1/3 ở trẻ nhỏ. Shigella sinh tổng hợp độc tố ruột, xâm nhập và phá hủy biểu mô của ruột, cuối cùng dẫn đến tiêu chảy mất nước hoặc phân có nhầy, máu [7].
Vibrio cholerae là một loại vi khuẩn gram âm gây tiêu chảy phân nước cho vật chủ. Các độc tố tả do V. cholerae tiết ra gây kích hoạt bài tiết anion và phá hủy chức năng bảo vệ ruột, gây tiêu chảy nặng [8,9].
Ngoài các vi khuẩn đã đề cập ở trên, nấm cũng là một phần quan trọng của vi sinh vật đường ruột và một số loài nấm nhất định đã được xác nhận là có liên quan nhiều đến bệnh tiêu chảy.
Ví dụ, Candida thường được coi là một trong các nguyên nhân gây tiêu chảy, nhưng cơ chế gây tiêu chảy của nó vẫn chưa rõ ràng. Ngoài ra, nấm Candida krusei, Candida Tropicalis, Candida glabrata, Candida guilliermondii, Candida parapsilosis cũng là những mầm bệnh chính gây ra bệnh nấm Candida xâm lấn có thể liên quan đến tiêu chảy, nhưng cơ chế chi tiết cần được nghiên cứu thêm [10].
Virus gây bệnh tiêu chảy kéo dài.
Rotavirus là tác nhân virus gây bệnh tiêu chảy phổ biến nhất ở trẻ sơ sinh và động vật non, gây ra hơn 200.000 ca tử vong hàng năm [11]. Các nghiên cứu trước đây cho thấy một số loại virus gây ra một số triệu chứng lâm sàng bao gồm sốt, nôn mửa [12]. Ngoài ra, virus gây tiêu chảy cũng bao gồm Norovirus, Astrovirus, Enterovirus và Bocavirus, trong khi nhiễm Rotavirus thường nghiêm trọng hơn so với các nguồn lây nhiễm khác [13].
Hình 3: Hình ảnh virut Rotavirus gây bệnh tiêu chảy
Probiotic trong phòng ngừa và hỗ trợ điều trị tiêu chảy kéo dài
Tiêu chảy kéo dài liên quan đến sự mất cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và lúc đó hệ vi sinh vật đường ruột không còn khả năng chống lại sự xâm nhập của các mầm bệnh tiêu chảy. Nếu tái tạo được cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh, sự xâm chiếm của các mầm bệnh tiêu chảy có thể được đẩy lùi và các triệu chứng của bệnh tiêu chảy kéo dài sẽ được kiểm soát [14].
Probiotic đã được chứng minh có tác dụng hỗ trợ điều trị tiêu chảy do mầm bệnh gây ra bằng cách duy trì hoặc cải thiện sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột và các cơ chế có thể liên quan đến tác dụng ức chế sự xâm nhập của vi khuẩn có hại bằng cách cạnh tranh chất dinh dưỡng và sản xuất các hoạt chất tự nhiên có tác dụng kháng khuẩn.
Tài liệu tham khảo
⦁ Li, Y., Xia, S., Jiang, X., Feng, C., Gong, S., Ma, J., ... & Yin, Y. (2021). Gut microbiota and diarrhea: an updated review. Frontiers in cellular and infection microbiology, 301.
⦁ Vogt S. L., Finlay B. B. (2017). Gut microbiota-mediated protection against diarrheal infections. J. Travel Med. 24 (suppl_1), S39–S43. 10.1093/jtm/taw086.
⦁ Saha DR, Guin S, Krishnan R, et al. Inflammatory diarrhea due to enteroaggregative Escherichia coli: evidence from clinical and mice model studies. Gut Pathog. 2013;5(1):36. doi:10.1186/1757-4749-5-36.
⦁ Wen H, Yin X, Yuan Z, Wang X, Su S. Comparative analysis of gut microbial communities in children under 5 years old with diarrhea. J Microbiol Biotechnol. 2018;28(4):652-662. doi:10.4014/jmb.1711.11065.
⦁ Levine M. M. (1987). Escherichia coli that cause diarrhea: enterotoxigenic, enteropathogenic, enteroinvasive, enterohemorrhagic, and enteroadherent. J. Infect. Dis. 155 (3), 377–389. 10.1093/infdis/155.3.377
⦁ McDonald L. C., Killgore G. E., Thompson A., Owens R. C., Kazakova S. V., Sambol S. P., et al.. (2005). An epidemic, toxin gene-variant strain of Clostridium difficile. New Engl. J. Med. 353 (23), 2433–2441. 10.1056/NEJMoa051590. C.OMMAJ.R.X.X.X.
⦁ Liu G., Pilla G., Tang C. M. (2019). Shigella host: Pathogen interactions: Keeping bacteria in the loop. Cell Microbiol. 21 (11), e13062. 10.1111/cmi.13062
⦁ Vezzulli L., Baker-Austin C., Kirschner A., Pruzzo C., Martinez-Urtaza J. (2020). Global emergence of environmental non-O1/O139 Vibrio cholerae infections linked with climate change: a neglected research field? Environ. Microbiol. 22 (10), 4342–4355. 10.1111/1462-2920.15040.
⦁ Ramamurthy T., Nandy R. K., Mukhopadhyay A. K., Dutta S., Mutreja A., Okamoto K., et al.. (2020). Virulence Regulation and Innate Host Response in the Pathogenicity of Vibrio cholerae. Front. Cell Infect. Mi. 30 10, 572096. 10.3389/fcimb.2020.572096
⦁ Sangster W., Hegarty J. P., Schieffer K. M., Wright J. R., Hackman J., Toole D. R., et al.. (2016). Bacterial and Fungal Microbiota Changes Distinguish C. difficile Infection from Other Forms of Diarrhea: Results of a Prospective Inpatient Study. Front. Microbiol. 7, 789. 10.3389/fmicb.2016.00789
⦁ Goodgame R. W. (2001). Viral causes of diarrhea. Gastroenterol. Clin. N. 30 (3), 779–795. 10.1016/s0889-8553(05)70210-7
⦁ Ramig R. F. (2004). Pathogenesis of intestinal and systemic rotavirus infection. J. Virol. 78 (19), 10213–10220. 10.1128/JVI.78.19.10213-10220.2004
⦁ Szajewska H., Mrukowicz J. Z. (2001). Probiotics in the treatment and prevention of acute infectious diarrhea in infants and children: a systematic review of published randomized, double-blind, placebo-controlled trials. J. Pediatr. Gastr. Nutr. 33, S17–S25. 10.1097/00005176-200110002-00004.
⦁ Szychowiak P, Villageois-Tran K, Patrier J, Timsit JF, Ruppé É. The role of the microbiota in the management of intensive care patients. Ann Intensive Care. 2022;12(1):3. doi:10.1186/s13613-021-00976-5
