Hệ vi sinh đường ruột bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng như thế nào?

Bối cảnh nghiên cứu

Trong nhiều năm, các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn đường ruột như E. coli hay Klebsiella pneumoniae thường được xem là vấn đề “ngẫu nhiên”, chỉ liên quan đến vệ sinh thực phẩm hoặc suy giảm miễn dịch. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy môi trường vi sinh vật trong ruột mới là yếu tố quyết định việc vi khuẩn gây bệnh có thể xâm nhập và phát triển hay không.

Trong bối cảnh kháng kháng sinh ngày càng nghiêm trọng, giới khoa học đang tìm kiếm những cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể. Một nghiên cứu quy mô lớn công bố trên Nature Microbiology đã cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng thành phần hệ vi sinh đường ruột và chế độ ăn giàu chất xơ có thể dự đoán và giảm đáng kể nguy cơ nhiễm khuẩn nguy hiểm.

Hệ vi sinh đường ruột và nguy cơ nhiễm trùng

Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu hệ vi sinh vật đường ruột của hơn 12.000 người thuộc 45 quốc gia, tạo nên một trong những cơ sở dữ liệu toàn cầu lớn nhất về microbiome cho đến nay. Kết quả cho thấy mỗi người sở hữu một “dấu vết vi sinh” (microbiome signature) riêng biệt.

Điều đáng chú ý là dấu vết này có thể dự đoán khả năng bị xâm nhập bởi vi khuẩn gây bệnh thuộc họ Enterobacteriaceae – nhóm vi khuẩn thường gây nhiễm trùng đường ruột, nhiễm trùng huyết, viêm phổi và viêm màng não. Nói cách khác, trước cả khi xuất hiện triệu chứng, hệ vi sinh đường ruột đã “báo trước” mức độ rủi ro nhiễm khuẩn của mỗi cá nhân.

Vai trò của các vi khuẩn “bảo vệ”

Một phát hiện quan trọng khác của nghiên cứu là việc xác định 135 loài vi khuẩn có lợi mang tính bảo vệ, trong đó có những nhóm nổi bật như Faecalibacterium. Những vi khuẩn này thường xuất hiện dày đặc ở những người không bị xâm nhập bởi vi khuẩn gây bệnh.

Cơ chế bảo vệ nằm ở khả năng phân giải chất xơ từ thực phẩm để tạo ra axit béo chuỗi ngắn (SCFA) như butyrate, acetate và propionate. Các SCFA này:

Làm giảm pH trong ruột, tạo môi trường bất lợi cho vi khuẩn gây bệnh

Cung cấp năng lượng cho tế bào ruột, giúp hàng rào niêm mạc ruột vững chắc hơn

Ức chế trực tiếp sự phát triển của vi khuẩn có hại

Nhờ đó, lợi khuẩn không chỉ “chiếm chỗ” mà còn chủ động kiểm soát hệ sinh thái ruột, ngăn vi khuẩn nguy hiểm bùng phát.

Chất xơ – “nhiên liệu” cho hệ miễn dịch đường ruột

Nghiên cứu cho thấy chế độ ăn giàu chất xơ là yếu tố then chốt giúp duy trì hệ vi sinh bảo vệ. Chất xơ từ rau xanh, đậu, ngũ cốc nguyên hạt và các loại hạt:

Nuôi dưỡng lợi khuẩn sinh SCFA

Giảm sự hiện diện của Enterobacteriaceae

Hạn chế nguy cơ nhiễm trùng không chỉ ở ruột mà còn ở các cơ quan khác như phổi và hệ thần kinh trung ương

Điều này lý giải vì sao các quần thể có chế độ ăn truyền thống giàu chất xơ thường có tỷ lệ nhiễm trùng và bệnh viêm thấp hơn so với chế độ ăn hiện đại nhiều thực phẩm siêu chế biến.

Probiotic không “thắng” được chế độ ăn

Một kết luận đáng chú ý của nghiên cứu là thực phẩm bổ sung men vi sinh (probiotic) không hiệu quả bằng thay đổi chế độ ăn. Trong khi probiotic chỉ bổ sung một vài chủng vi khuẩn trong thời gian ngắn, thì chất xơ tạo ra sự thay đổi bền vững của toàn bộ hệ sinh thái ruột.

Nói cách khác, ăn đúng cách giúp “xây hệ sinh thái”, còn probiotic chỉ là giải pháp tạm thời.

Ý nghĩa thực tiễn và y học

Trong bối cảnh kháng kháng sinh lan rộng toàn cầu, nghiên cứu này cho thấy:

Phòng ngừa nhiễm trùng không chỉ phụ thuộc vào thuốc

Can thiệp bằng dinh dưỡng là chiến lược rẻ, an toàn và dễ áp dụng

Hệ vi sinh đường ruột là một “hàng rào miễn dịch” quan trọng nhưng thường bị bỏ quên

Kết luận

Nghiên cứu trên Nature Microbiology củng cố bằng chứng rằng hệ vi sinh đường ruột đóng vai trò trung tâm trong phòng ngừa nhiễm trùng, và chất xơ chính là chìa khóa nuôi dưỡng cơ chế bảo vệ này. Thay vì chỉ tập trung điều trị khi bệnh xảy ra, việc đầu tư vào chế độ ăn giàu chất xơ có thể giúp tăng cường miễn dịch từ bên trong và giảm đáng kể nguy cơ nhiễm khuẩn nguy hiểm.

Nguồn nghiên cứu

Yin, Q. et al. (2025). Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations. Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-024-01912-6