Tóm tắt
Cảm giác đau hoặc nóng rát vùng bụng trên, đầy bụng, nhanh no và buồn nôn trong giai đoạn căng thẳng không nên bị xem là phản ứng tâm lý hay cảm giác tưởng tượng. Não và đường tiêu hóa trao đổi tín hiệu liên tục theo cả hai chiều qua hệ thần kinh ruột, hệ thần kinh tự chủ, dây thần kinh phế vị, cùng các đường nội tiết và miễn dịch. Khi cơ thể nhận diện nguy cơ hoặc áp lực, đáp ứng căng thẳng có thể làm thay đổi nhu động, bài tiết, khả năng giãn chứa thức ăn, thời gian vận chuyển và mức độ nhạy của đường tiêu hóa. Những thay đổi này có thể góp phần làm xuất hiện hoặc làm nặng triệu chứng ở một số người.
Hệ vi sinh vật đường ruột cũng nằm trong mạng lưới này. Căng thẳng có thể làm thay đổi môi trường sống của vi sinh vật thông qua nhu động, dịch tiết và lớp chất nhầy. Ngược lại, vi sinh vật và các sản phẩm của chúng có thể tương tác với tế bào thần kinh, nội tiết và miễn dịch. Nghiên cứu tế bào và động vật còn gợi ý rằng một số vi khuẩn có thể đáp ứng với các phân tử liên quan đến căng thẳng, như catecholamine. Lĩnh vực nghiên cứu hiện tượng này được gọi là vi sinh vật học nội tiết (microbial endocrinology). Tuy nhiên, các kết quả trên chưa thể suy rộng trực tiếp cho người. Dữ liệu hiện tại chưa đủ để xác định một kiểu hệ vi sinh cụ thể là nguyên nhân trực tiếp của triệu chứng tiêu hóa liên quan căng thẳng.
Từ khóa: trục não – ruột; căng thẳng; dây thần kinh phế vị; hệ thần kinh ruột; trục HPA; catecholamine; vi sinh vật nội tiết.
1. Đặt vấn đề
“Căng thẳng là đau dạ dày” là cách diễn đạt phổ biến, nhưng “đau dạ dày” không phải một chẩn đoán y khoa. Cảm giác đau hoặc nóng rát vùng bụng trên, đầy bụng, khó chịu sau ăn, nhanh no, buồn nôn hay ợ hơi có thể xuất hiện do khó tiêu chức năng, trào ngược dạ dày – thực quản, loét dạ dày – tá tràng hoặc những tình trạng khác. Vì vậy, không nên mặc định mọi triệu chứng tiêu hóa xuất hiện trong giai đoạn áp lực đều bắt nguồn từ căng thẳng.
Dù vậy, bằng chứng sinh lý học cho thấy não và đường tiêu hóa có mối liên hệ hai chiều. Các tín hiệu thần kinh, nội tiết và miễn dịch giúp não điều chỉnh nhu động, bài tiết và cảm nhận nội tạng; theo chiều ngược lại, đường tiêu hóa liên tục truyền thông tin về trạng thái bên trong cơ thể lên hệ thần kinh. Hệ vi sinh vật cũng có thể tham gia mạng lưới này thông qua những thay đổi của môi trường ruột và các sản phẩm chuyển hóa, nhưng vai trò nhân quả cụ thể ở người vẫn đang được nghiên cứu.
Điều này giúp giải thích vì sao một người trong giai đoạn áp lực có thể cảm nhận rõ hơn sự căng giãn của dạ dày, xuất hiện cảm giác đầy bụng hoặc buồn nôn, trong khi người khác có thể thay đổi đại tiện. Sự khác biệt có thể liên quan đến đặc điểm sinh lý cá thể, đáp ứng thần kinh–nội tiết, độ nhạy nội tạng, bệnh nền, thuốc đang sử dụng, giấc ngủ, môi trường sống và nhiều yếu tố khác.
2. Cơ sở giải phẫu và sinh lý của trục não – ruột
2.1. Hệ thần kinh ruột và hệ thần kinh tự chủ
Hệ thần kinh ruột (enteric nervous system, ENS) là mạng lưới tế bào thần kinh nằm trong thành đường tiêu hóa. Hệ này tiếp nhận các tín hiệu như sự căng giãn của dạ dày, ruột và những thay đổi trong lòng ống tiêu hóa; sau đó điều phối co bóp cơ trơn, nhu động, bài tiết và lưu lượng máu tại chỗ. Hệ thần kinh ruột có thể tạo ra nhiều phản xạ ngay trong thành ruột, nhưng vẫn liên lạc chặt chẽ với não.
Hệ thần kinh tự chủ (autonomic nervous system, ANS) là một trong những hệ thống kết nối não với các cơ quan nội tạng, qua hai nhánh chính là giao cảm và phó giao cảm. Nhánh giao cảm thường tăng hoạt động khi cơ thể ứng phó với nguy cơ hoặc áp lực; nhánh phó giao cảm tham gia điều hòa hoạt động tiêu hóa trong trạng thái nghỉ và phục hồi. Hai nhánh không hoạt động như hai công tắc “tắt” và “bật”, mà phối hợp theo từng cơ quan, thời điểm và loại kích thích.
Sinh lý học y khoa ghi nhận hệ thần kinh tự chủ tham gia điều chỉnh nhu động, thời gian vận chuyển, bài tiết dịch tiêu hóa, chất nhầy và lưu lượng máu của đường tiêu hóa. Khi các hoạt động này thay đổi, cảm giác và chức năng tiêu hóa có thể bị ảnh hưởng. Những thay đổi về nhu động và bài tiết cũng có thể làm thay đổi môi trường sống của hệ vi sinh vật đường ruột, nhưng mức độ và ý nghĩa của tác động này ở người còn phụ thuộc nhiều yếu tố.
2.2. Dây thần kinh phế vị
Dây thần kinh phế vị (vagus nerve) là một thành phần quan trọng của hệ thần kinh phó giao cảm và trục não – ruột. Phần lớn sợi phế vị mang tín hiệu hướng tâm, tức truyền thông tin từ cơ quan nội tạng lên thân não. Những tín hiệu đó có thể phản ánh sự căng giãn, áp lực và hoạt động của đường tiêu hóa, cũng như các phân tử tín hiệu do tế bào ruột hoặc tế bào miễn dịch tạo ra.
Các đầu tận cùng thần kinh thường không tiếp xúc trực tiếp với vi sinh vật trong lòng ruột. Thay vào đó, thông tin từ hệ vi sinh có thể được truyền gián tiếp thông qua tế bào biểu mô, tế bào nội tiết, tế bào miễn dịch và các sản phẩm chuyển hóa. Nghiên cứu cơ chế và tiền lâm sàng gợi ý rằng một số phân tử có nguồn gốc từ ruột có thể tác động lên sợi thần kinh phế vị hoặc các đường cảm giác đi về tủy sống. Cơ chế và mức độ đóng góp của con đường này ở người vẫn chưa được xác định đầy đủ.
Theo chiều ngược lại, các sợi ly tâm truyền tín hiệu từ não xuống đường tiêu hóa. Những tín hiệu này tham gia điều chỉnh nhu động, bài tiết, lưu lượng máu tại chỗ và các phản xạ tiêu hóa. Qua đó, não cũng có thể gián tiếp làm thay đổi môi trường sống của hệ vi sinh vật.
Dây thần kinh phế vị là một đường liên lạc quan trọng nhưng không phải con đường duy nhất. Các đường thần kinh đi qua tủy sống, hệ giao cảm, hormone và tín hiệu miễn dịch cùng tham gia vào quá trình trao đổi thông tin giữa não, đường tiêu hóa và hệ vi sinh vật. Vì vậy, dữ liệu hiện tại chưa đủ để quy mọi tác động của hệ vi sinh lên não, hoặc mọi triệu chứng tiêu hóa liên quan căng thẳng, cho riêng dây thần kinh phế vị.
2.3. Trục hạ đồi – tuyến yên – thượng thận
Trục hạ đồi – tuyến yên – thượng thận (hypothalamic–pituitary–adrenal axis, HPA axis) là một trong những hệ nội tiết trung tâm của đáp ứng căng thẳng. Khi não nhận diện nguy cơ hoặc áp lực, vùng hạ đồi phát tín hiệu đến tuyến yên. Tuyến yên tiếp tục truyền tín hiệu đến tuyến thượng thận, làm tăng giải phóng cortisol.
Cortisol giúp cơ thể huy động năng lượng và thích nghi với tình huống căng thẳng. Trong thời gian ngắn, đây là một phản ứng sinh lý bình thường. Khi căng thẳng kéo dài hoặc tái diễn, hoạt động của hệ thần kinh và nội tiết có thể góp phần làm thay đổi nhu động, bài tiết và mức độ nhạy cảm của đường tiêu hóa. Tuy nhiên, cortisol không phải nguyên nhân trực tiếp duy nhất của đau hoặc khó chịu vùng bụng, và phản ứng không giống nhau ở mọi người.
Nghiên cứu trên động vật không có hệ vi sinh bước đầu gợi ý rằng các tín hiệu vi sinh trong giai đoạn đầu đời có thể tham gia định hình đáp ứng căng thẳng. Những kết quả này chưa thể suy rộng trực tiếp cho người. Vai trò cụ thể của hệ vi sinh đối với trục HPA ở người vẫn chưa được xác định rõ, và hiện chưa có một cấu hình hệ vi sinh nào có thể dùng để dự báo phản ứng căng thẳng của từng cá thể.
3. Căng thẳng tác động lên sinh lý đường tiêu hóa
3.1. Nhu động, giãn chứa và thời gian vận chuyển
Khi cơ thể căng thẳng, sự điều hòa của hệ thần kinh tự chủ có thể thay đổi, từ đó góp phần làm biến đổi hoạt động của dạ dày và ruột ở một số người. Tuy nhiên, kiểu và mức độ thay đổi không giống nhau giữa các cá thể.
Ở một bộ phận người mắc khó tiêu chức năng, các nghiên cứu sinh lý ghi nhận phần trên của dạ dày giãn chứa thức ăn kém hiệu quả hơn, khiến cảm giác no hoặc đầy khó chịu xuất hiện sớm. Tốc độ làm rỗng dạ dày và vận chuyển ruột cũng có thể thay đổi, nhưng những bất thường này không giải thích toàn bộ triệu chứng và không nhất thiết do căng thẳng trực tiếp gây ra.
Thời gian vận chuyển làm thay đổi lượng nước, nguồn dinh dưỡng và thời gian vi sinh vật lưu lại trong từng đoạn ruột. Một số nghiên cứu ở người ghi nhận mối liên hệ giữa các yếu tố này với đặc điểm hệ vi sinh, nhưng chưa xác định rõ chiều nguyên nhân – kết quả.
Căng thẳng cũng có thể làm hệ thần kinh trở nên nhạy hơn với tín hiệu từ đường tiêu hóa. Khi đó, sự căng giãn hoặc co bóp vốn là hoạt động sinh lý bình thường có thể được cảm nhận rõ hơn hoặc trở nên khó chịu. Cơ chế này gọi là tăng nhạy cảm nội tạng (visceral hypersensitivity) và được ghi nhận ở một bộ phận người mắc các rối loạn tương tác ruột – não. Tuy nhiên, đây không phải cơ chế duy nhất và không xuất hiện ở tất cả mọi người.
3.2. Lớp bảo vệ bề mặt ruột
Bề mặt đường ruột được bảo vệ bởi lớp tế bào biểu mô và lớp chất nhầy. Các tế bào biểu mô nằm sát nhau, được kết nối bằng những cấu trúc gọi là mối nối chặt (tight junctions), giúp kiểm soát các chất đi qua thành ruột. Phía trên biểu mô là lớp chất nhầy do tế bào hình đài tiết ra. Tại đại tràng, lớp nhầy phía ngoài có thể là nơi cư trú của một phần hệ vi sinh, trong khi lớp gần biểu mô góp phần giữ khoảng cách giữa vi sinh vật và tế bào ruột.
Hệ thần kinh tự chủ tham gia điều chỉnh sự bài tiết chất nhầy. Nghiên cứu trên động vật bước đầu gợi ý rằng đáp ứng căng thẳng có thể làm thay đổi lượng và thành phần chất nhầy, đồng thời ảnh hưởng khả năng kiểm soát các chất đi qua biểu mô. Tuy nhiên, mức độ thay đổi khác nhau giữa từng mô hình nghiên cứu và từng đoạn ruột.
Một số thí nghiệm trên chuột ghi nhận căng thẳng cấp tính hoặc kéo dài có thể làm tăng tính thấm biểu mô tại một số vị trí. Các kết quả về mối nối chặt chưa hoàn toàn thống nhất và chưa thể suy rộng trực tiếp cho người. Vì vậy, có thể nói căng thẳng có khả năng ảnh hưởng đến chức năng bảo vệ tại chỗ của niêm mạc ruột, nhưng dữ liệu hiện tại chưa đủ để khẳng định căng thẳng tâm lý trong đời sống thường ngày luôn gây một “hội chứng rò rỉ ruột” có ý nghĩa bệnh lý ở người.
4. Vòng phản hồi giữa căng thẳng và hệ vi sinh vật
4.1. Vi sinh vật đáp ứng với môi trường do vật chủ tạo ra
Não không cần tác động trực tiếp lên từng vi khuẩn để làm thay đổi hệ vi sinh đường ruột. Thông qua hệ thần kinh tự chủ, căng thẳng có thể làm thay đổi nhu động, thời gian vận chuyển, dịch tiết, chất nhầy và hoạt động miễn dịch tại niêm mạc. Những thay đổi này có thể làm môi trường sống trong ruột trở nên thuận lợi hơn cho một số nhóm vi sinh vật và kém thuận lợi hơn cho những nhóm khác.
Nghiên cứu trên động vật bước đầu ghi nhận stress xã hội hoặc thay đổi môi trường có thể làm biến đổi cấu trúc hệ vi sinh. Tuy nhiên, những kết quả này chưa thể suy rộng trực tiếp cho người. Ở người, dữ liệu hiện nay chủ yếu cho thấy mối liên hệ giữa căng thẳng và một số đặc điểm hệ vi sinh, chưa xác định rõ chiều nguyên nhân–kết quả.
Theo chiều ngược lại, các sản phẩm chuyển hóa của vi sinh vật có thể tương tác với tế bào biểu mô, tế bào nội tiết, tế bào miễn dịch và các đầu tận cùng thần kinh trong thành ruột. Qua đó, chúng có thể tham gia truyền tín hiệu từ đường tiêu hóa về hệ thần kinh. Tuy nhiên, một chất được tạo ra trong lòng ruột chưa chắc đã được hấp thu, đến đúng vị trí hoặc đạt nồng độ đủ để gây tác động đến cơ quan ở xa. Hiện vẫn chưa rõ nhiều phân tử có tác động trực tiếp lên não hay chủ yếu truyền tín hiệu gián tiếp qua các đường thần kinh, nội tiết và miễn dịch.
4.2. “Vi sinh vật nội tiết”: vi khuẩn có thể cảm nhận hormone của vật chủ?
Vi sinh vật nội tiết (microbial endocrinology) là khung nghiên cứu cách vi sinh vật phản ứng với các phân tử tín hiệu do cơ thể tạo ra. Trong đáp ứng căng thẳng, cơ thể giải phóng các catecholamine như epinephrine và norepinephrine. Một số nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy một số vi khuẩn có thể nhận biết những thay đổi hóa học này và điều chỉnh hoạt động gene, khả năng di chuyển hoặc một số đặc tính liên quan đến độc lực.
Tuy nhiên, phần lớn bằng chứng hiện nay đến từ nghiên cứu tế bào, nuôi cấy và mô hình động vật. Không phải mọi vi khuẩn đều có cùng khả năng đáp ứng với catecholamine, và kết quả ở một chủng gây bệnh không đại diện cho toàn bộ hệ vi sinh đường ruột. Dữ liệu hiện tại chưa đủ để khẳng định cơ chế này trực tiếp gây đau, khó tiêu hoặc các triệu chứng tiêu hóa liên quan đến căng thẳng ở người.
5. Những khoảng trống khoa học
Các nghiên cứu trên động vật bước đầu gợi ý rằng hệ vi sinh có thể tham gia vào sự phát triển và điều hòa đáp ứng căng thẳng. Động vật không có hệ vi sinh từ đầu đời hoặc động vật trải qua stress sớm có thể biểu hiện những thay đổi về thần kinh–nội tiết, hành vi và cấu trúc hệ vi sinh. Tuy nhiên, các mô hình này khác đáng kể với cơ thể người và chưa thể đại diện đầy đủ cho trải nghiệm căng thẳng trong đời sống.
Ở người, các nghiên cứu về căng thẳng, triệu chứng tiêu hóa và hệ vi sinh vẫn cho kết quả không đồng nhất. Chưa xác định được một dấu ấn vi sinh chung, ổn định và có giá trị chẩn đoán cho triệu chứng tiêu hóa liên quan đến căng thẳng.
Do đó, dữ liệu hiện tại chưa đủ để khẳng định một kiểu hệ vi sinh cụ thể gây đau hoặc khó chịu tiêu hóa khi căng thẳng. Một xét nghiệm phân đơn lẻ cũng chưa thể chẩn đoán tình trạng này hoặc phản ánh chính xác mức độ căng thẳng của một cá thể. Tương tự, các phát hiện trong phòng thí nghiệm về việc một số vi khuẩn phản ứng với catecholamine chưa đủ để chuyển thành khuyến nghị điều trị ở người.
Các nghiên cứu trong tương lai cần theo dõi người tham gia trong thời gian dài, có quy mô lớn và kiểm soát tốt những yếu tố có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh. Khi chưa có các dữ liệu này, vai trò của hệ vi sinh nên được trình bày như một hướng nghiên cứu có tiềm năng, không phải một nguyên nhân đã được xác nhận hay một mục tiêu điều trị chung.
6. Kết luận
Căng thẳng có thể đi kèm đau, đầy bụng, nhanh no hoặc buồn nôn vì não và đường tiêu hóa liên lạc với nhau theo cả hai chiều. Thông qua các đường thần kinh, nội tiết và miễn dịch, đáp ứng căng thẳng có thể làm thay đổi sự co bóp của dạ dày và ruột, khả năng dạ dày giãn ra để tiếp nhận thức ăn, tốc độ di chuyển của chất chứa và mức độ nhạy cảm với tín hiệu nội tạng. Những thay đổi này không giống nhau ở mọi người và không có nghĩa căng thẳng là nguyên nhân của mọi triệu chứng tiêu hóa.
Hệ vi sinh vật cũng có thể tham gia mạng lưới này. Căng thẳng có khả năng làm thay đổi môi trường trong ruột, trong khi các sản phẩm của vi sinh vật có thể tương tác với tế bào ruột, miễn dịch và thần kinh. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và trên động vật còn gợi ý rằng một số vi khuẩn có thể phản ứng với các phân tử liên quan đến căng thẳng. Tuy nhiên, những kết quả này chưa thể suy rộng trực tiếp cho người. Dữ liệu hiện tại chưa đủ để xác định một kiểu hệ vi sinh riêng là nguyên nhân gây đau hoặc khó tiêu khi căng thẳng.
Hiểu rõ trục não–ruột giúp khẳng định rằng triệu chứng tiêu hóa liên quan đến căng thẳng là có thật, đồng thời tránh quy mọi cơn đau cho trạng thái tâm lý hoặc hệ vi sinh. Triệu chứng mới xuất hiện, kéo dài, thay đổi rõ hoặc đi kèm nôn ra máu, phân đen, nuốt khó, sụt cân không chủ ý hay đau dữ dội cần được nhân viên y tế đánh giá để xác định nguyên nhân.
Bài viết nhằm mục đích cung cấp kiến thức khoa học và giáo dục sức khỏe, không thay thế cho việc thăm khám, chẩn đoán hoặc tư vấn y tế cá nhân.
Tài liệu tham khảo
- Martin CR, Osadchiy V, Kalani A, Mayer EA. The Brain-Gut-Microbiome Axis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2018;6(2):133–148. doi: 10.1016/j.jcmgh.2018.04.003.
- Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CSM, Sandhu KV, Bastiaanssen TFS, Boehme M, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019;99(4):1877–2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018.
- Black CJ, Paine PA, Agrawal A, Aziz I, Eugenicos MP, Houghton LA, et al. British Society of Gastroenterology guidelines on the management of functional dyspepsia. Gut. 2022;71(9):1697–1723. doi: 10.1136/gutjnl-2022-327737.
- Moayyedi P, Lacy BE, Andrews CN, Enns RA, Howden CW, Vakil N. ACG and CAG Clinical Guideline: Management of Dyspepsia. Am J Gastroenterol. 2017;112(7):988–1013. doi: 10.1038/ajg.2017.154.
- Sudo N, Chida Y, Aiba Y, Sonoda J, Oyama N, Yu XN, et al. Postnatal microbial colonization programs the hypothalamic-pituitary-adrenal system for stress response in mice. J Physiol. 2004;558(Pt 1):263–275. doi: 10.1113/jphysiol.2004.063388.
- Procházková N, Falony G, Dragsted LO, Licht TR, Raes J, Roager HM. Advancing human gut microbiota research by considering gut transit time. Gut. 2023;72(1):180–191. doi: 10.1136/gutjnl-2022-328166.
- Lyte M. Microbial endocrinology in the microbiome-gut-brain axis: how bacterial production and utilization of neurochemicals influence behavior. PLoS Pathog. 2013;9(11):e1003726. doi: 10.1371/journal.ppat.1003726.
- De Palma G, Blennerhassett P, Lu J, Deng Y, Park AJ, Green W, et al. Microbiota and host determinants of behavioural phenotype in maternally separated mice. Nat Commun. 2015;6:7735. doi: 10.1038/ncomms8735.
