Hướng tiếp cận an toàn hơn giúp tế bào đốt cháy nhiều calo

Bối cảnh nghiên cứu

Trong lĩnh vực sức khỏe và chuyển hóa, béo phì luôn là mối quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học. Tỷ lệ người thừa cân tăng nhanh trên toàn thế giới kéo theo nguy cơ cao mắc các bệnh mạn tính như tiểu đường, rối loạn tim mạch, tăng huyết áp và nhiều dạng ung thư. Phần lớn các loại thuốc giảm cân hiện nay tập trung vào việc giảm hấp thu năng lượng hoặc phải sử dụng dưới dạng tiêm, gây tốn kém và tiềm ẩn tác dụng phụ.

Từ rất sớm, giới khoa học đã biết đến khái niệm khiến cơ thể tiêu hao năng lượng nhiều hơn thông qua các hợp chất gọi là “chất tách cặp ty thể” (mitochondrial uncouplers). Tuy nhiên, các phiên bản đầu tiên của nhóm chất này như 2,4-Dinitrophenol (DNP) đã bị cấm sử dụng vì cực kỳ độc hại. Do đó, nhu cầu cấp thiết đặt ra là tìm được phương pháp kích hoạt đốt calo mà không làm tổn thương tế bào hay gây nguy hiểm cho người dùng.

Mới đây, các nhà nghiên cứu từ University of Technology Sydney (UTS) đã công bố một bước tiến quan trọng. Nghiên cứu của họ cho thấy có thể khuyến khích tế bào đốt cháy nhiều calo hơn theo cách tinh chỉnh và kiểm soát tốt hơn, mở ra tiềm năng phát triển các liệu pháp điều trị béo phì hoàn toàn mới.

Nghiên cứu thuộc loại nào?

Công trình này là nghiên cứu thực nghiệm tiền lâm sàng kết hợp giữa thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và đánh giá trên mô hình động vật (chuột). Mục tiêu chính là khám phá cơ chế sinh học và thiết kế các phân tử mới có hoạt tính tương tự DNP nhưng ở mức độ “nhẹ” và an toàn hơn cho tế bào.

Nguyên lý hoạt động của ty thể và việc đốt calo

Ty thể được ví như “nhà máy năng lượng” bên trong mỗi tế bào. Chúng chuyển hóa chất béo, đường và protein thành ATP – dạng năng lượng mà cơ thể sử dụng cho mọi hoạt động sống. Các chất tách cặp ty thể làm gián đoạn quá trình tạo ATP, khiến một phần năng lượng bị thất thoát dưới dạng nhiệt. Kết quả là tế bào phải tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn để bù lại – đồng nghĩa với việc cơ thể đốt cháy thêm calo.

Phó Giáo sư Tristan Rawling giải thích cơ chế này bằng hình ảnh dễ hiểu: giống như một đập thủy điện. Thông thường nước chảy qua turbine để tạo điện. Các phân tử uncoupler hoạt động như một “lỗ rò” trong đập, để năng lượng của nước thoát ra thành nhiệt thay vì điện. Khi hiện tượng này được điều chỉnh hợp lý, tế bào sẽ tăng cường đốt mỡ mà không bị quá nóng.

Lịch sử nguy hiểm của DNP

DNP từng được phát hiện từ hiện tượng lạ: các công nhân sản xuất đạn dược tại Pháp trong Thế chiến I sụt cân nhanh, sốt cao và một số trường hợp tử vong. Đến thập niên 1930, DNP được bán ra thị trường như thuốc giảm cân đầu tiên và cho hiệu quả rất mạnh. Nhưng vì khoảng cách giữa liều có tác dụng và liều gây chết quá gần nhau, chất này đã bị cấm hoàn toàn do độc tính nghiêm trọng.

Bài học lịch sử đó khiến các nhà khoa học hiện đại vô cùng thận trọng khi nghiên cứu bất kỳ hợp chất nào tác động lên ty thể.

Thiết kế các phân tử “uncoupler nhẹ” an toàn hơn

Nhóm nghiên cứu của UTS cùng các cộng sự từ Memorial University of Newfoundland (Canada) đã phát triển một loạt hợp chất thử nghiệm mới. Họ thay đổi cấu trúc hóa học của các phân tử arylamide-substituted fatty acids nhằm kiểm soát tốc độ vận chuyển proton qua màng ty thể – yếu tố quyết định mức độ tách cặp.

Kết quả cho thấy một số phân tử mới có khả năng:

_ Kích hoạt ty thể tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn
_ Thúc đẩy quá trình đốt chất béo
_ Không gây tổn thương tế bào
_ Không làm giảm sản xuất ATP cần thiết cho chức năng bình thường

Công trình này giúp xác định chính xác điều gì làm nên sự khác biệt giữa phân tử an toàn và phân tử độc hại, từ đó đưa ra “bản đồ chỉ đường” cho phát triển thuốc trong tương lai.

Lợi ích tiềm năng ngoài giảm cân

Không chỉ dừng lại ở việc kiểm soát trọng lượng, các uncoupler nhẹ còn được ghi nhận có thể làm giảm stress oxy hóa trong tế bào. Điều này rất có ý nghĩa vì stress oxy hóa là cơ chế chung góp phần gây ra lão hóa sớm, MASLD (gan nhiễm mỡ do chuyển hóa), bệnh tim mạch và các rối loạn thoái hóa thần kinh như Alzheimer.

Nếu được phát triển thành công, nhóm chất này có thể hỗ trợ:

_ Điều trị béo phì theo đường uống
_ Cải thiện sức khỏe chuyển hóa
_ Giảm viêm và tổn thương gan
_ Hỗ trợ quá trình lão hóa khỏe mạnh
_ Bảo vệ não bộ khỏi thoái hóa

Kết luận

Đây là một phát hiện quan trọng trong khoa học dinh dưỡng và dược lý: có thể tăng cường đốt calo bằng cách điều chỉnh hoạt động của ty thể theo mức độ nhẹ và an toàn. Nghiên cứu vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng mang lại hy vọng về các phương pháp điều trị béo phì hiệu quả hơn, ít tác dụng phụ hơn và dễ tiếp cận hơn so với những liệu pháp hiện có.

Hành trình tìm kiếm một “công tắc đốt năng lượng an toàn” cho cơ thể con người đang dần tiến gần hơn đến đích – lần này với nền tảng khoa học vững chắc và hướng đi thận trọng.

Nguồn tham khảo

Materials provided by University of Technology Sydney
Journal Reference: Pacchini et al., Chemical Science, 2026.