Hàng ngàn sinh vật cực nhỏ chia sẻ cơ thể của chúng ta, ảnh hưởng đến hành vi của chúng ta theo những cách kỳ lạ hơn bạn có thể tưởng tượng.
Cơ thể bạn đang bò đầy vi khuẩn và nấm. Nhưng đừng lo lắng: hầu hết chúng đều ở đó để giữ cho bạn sống sót – chào mừng bạn đến với thế giới tuyệt vời của hệ vi sinh vật của con người.
Hệ vi sinh vật là gì?
Trong bất kỳ cơ thể người nào có khoảng 30 nghìn tỷ tế bào người, nhưng hệ vi sinh vật của chúng ta ước tính có khoảng 39 nghìn tỷ tế bào vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi rút và nấm sống trong và ngoài cơ thể chúng ta.
Do kích thước nhỏ, những sinh vật này chỉ chiếm khoảng 1-3% khối lượng cơ thể chúng ta, nhưng điều này chứng tỏ sức mạnh và tiềm năng to lớn của hệ vi sinh vật.
Chúng ta có khoảng 20-25.000 gen trong mỗi tế bào của mình, nhưng hệ vi sinh vật của con người có khả năng chứa nhiều hơn gấp 500 lần.
Hơn nữa, khả năng vi sinh vật tiến hóa nhanh chóng, hoán đổi gen, nhân lên và thích nghi với hoàn cảnh thay đổi mang lại cho chúng – và chúng ta, vật chủ của chúng – những khả năng đáng chú ý mà bây giờ chúng ta mới bắt đầu hiểu được.
Hệ vi sinh vật ở đâu?
Cơ thể con người cung cấp nhiều loại môi trường và vi khuẩn có khả năng sống trong tất cả các môi trường đó.
Mỗi bộ phận của cơ thể là một kiểu hệ sinh thái khác nhau, giống như một hành tinh với các lục địa và khí hậu khác nhau, những cư dân ở đó đã thích nghi với đặc điểm của từng địa điểm.
Mặt và tay của chúng ta khô và mát. Chúng tiếp xúc với các yếu tố, chưa kể đến một luồng vi sinh vật nhập cư liên tục mỗi khi chúng ta chạm vào hoặc đến gần một thứ khác.
Những ngóc ngách như nách có rất nhiều nơi để vi khuẩn, ẩm, ấm và sẫm màu.
Bàn chân trung bình của con người thậm chí còn tốt hơn, với 600 tuyến mồ hôi trên mỗi cm vuông – nhiều hơn hàng trăm tuyến so với nách – tiết ra một loại muối, glucose, vitamin và axit amin, cung cấp chế độ ăn uống hoàn hảo cho một đàn vi khuẩn.
Sau đó là hệ vi sinh vật đường ruột, nơi hàng ngàn vi khuẩn bản địa sống hợp tác với chúng ta. Chúng tồn tại trong một môi trường thù địch với bóng tối, nồng độ axit cao và ít oxy, trong một dòng sông chảy xiết chảy qua dạ dày và ruột.
Những vi khuẩn này đến từ đâu?
3/4 hệ vi sinh vật của bạn có thể bắt nguồn từ mẹ của bạn. Tử cung là một nơi vô trùng, không có vi khuẩn (ít nhất là chúng tôi nghĩ như vậy vào lúc này). Nhưng khi thoát ra ngoài qua đường sinh, chúng ta được tắm trong vi khuẩn âm đạo.
Phép rửa vi khuẩn theo nghĩa đen này có thể rất quan trọng để có một khởi đầu lành mạnh trong cuộc sống – những đứa trẻ được sinh ra bằng phương pháp sinh mổ có nhiều khả năng bị dị ứng, hen suyễn, bệnh celiac và béo phì sau này trong cuộc sống.
Chúng ta cũng ăn khoảng 1 triệu vi sinh vật trong mỗi gam thức ăn và chế độ ăn uống của chúng ta có ảnh hưởng trực tiếp đến loài nào phát triển mạnh trong hệ vi sinh vật đường ruột của chúng ta. Nếu chúng ta thay đổi chế độ ăn uống, từ người ăn thịt sang người ăn chay, chẳng hạn, vi khuẩn đường ruột sẽ thay đổi theo.
Tương tự như vậy, khi chúng ta trải qua cuộc sống, di chuyển từ môi trường này sang môi trường khác, chúng ta tiếp xúc với vi khuẩn từ những người và địa điểm khác nhau.
Mỗi ngôi nhà đều có một hệ vi sinh vật đặc biệt đến từ những người sống trong đó. Chỉ 24 giờ sau khi chuyển đến một ngôi nhà mới, chúng ta đã xâm chiếm nó bằng vi sinh vật của mình.
Và những người lớn lên trong một gia đình có nuôi thú cưng sẽ tiếp xúc với một lượng vi khuẩn lớn hơn nhiều, đó không phải là điều xấu.
Các nhà khoa học nghi ngờ rằng rất nhiều bệnh dị ứng hiện đại phổ biến, chẳng hạn như sốt cỏ khô, được kích hoạt bởi một hệ thống miễn dịch không học cách sống chung với các vi sinh vật như vậy khi còn nhỏ.
Hệ vi sinh vật của chúng ta làm gì?
Rất nhiều. Hệ vi sinh vật đường ruột kiểm soát việc lưu trữ chất béo và hỗ trợ kích hoạt các gen trong tế bào của con người liên quan đến việc hấp thụ chất dinh dưỡng, phá vỡ độc tố và tạo ra các mạch máu.
Những vi sinh vật hữu ích này bổ sung các lớp lót của ruột và da, thay thế các tế bào bị hư hỏng và chết bằng những tế bào mới. Không kém phần quan trọng là vai trò của họ trong việc ngăn ngừa bệnh tật.
Các vi sinh vật bản địa của chúng ta cạnh tranh với các vi sinh vật xâm nhập, ngăn cản chúng có được chỗ đứng. Chúng ta được sinh ra với hệ thống phòng thủ miễn dịch chỉ được hình thành một phần.
Chính sự tương tác với các vi sinh vật đã hình thành nên nó, ảnh hưởng đến các lớp tế bào miễn dịch được tạo ra và sự phát triển của các cơ quan tạo ra và lưu trữ chúng.
Như Ed Yong đã nói trong cuốn sách Tôi chứa đựng nhiều thứ của mình, “Hệ thống miễn dịch bẩm sinh không được chăm chút để phân biệt giữa một sinh vật cộng sinh vô hại và một mầm bệnh đe dọa… chính vi khuẩn tạo ra sự phân biệt đó rõ ràng”.
Hệ vi sinh vật của con người thậm chí còn ảnh hưởng đến cách chúng ta ngửi. Các loài vi sinh vật khác nhau có thể chuyển mồ hôi thành mùi hành hoặc testosterone thành mùi hôi của nước tiểu, chúng hoạt động như những tín hiệu mạnh mẽ cho bạn bè và kẻ thù của chúng ta.
Những mùi này có tính cá nhân cao: các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng mọi người có thể được xác định chỉ từ chiếc áo phông ướt đẫm mồ hôi của họ.
Các nhà khoa học cũng nghĩ rằng hệ vi sinh vật của chúng ta có thể là một đóng góp đáng kể vào việc tại sao chúng ta nhận được jet lag.
Sự thay đổi trong cách ngủ khiến nhịp điệu của vi khuẩn đường ruột của chúng ta không đồng bộ với hành vi của chúng ta, vì vậy các loài khác nhau hoạt động sai thời điểm.
Trên thực tế, giấc ngủ chỉ là một trong nhiều cách mà vi khuẩn có thể ảnh hưởng đến tâm trạng và hành vi của chúng ta. Cuối cùng, hệ vi sinh vật của chúng tôi giúp loại bỏ chúng tôi trong thứ được mệnh danh là ‘quần thể vi sinh vật’. Sau khi chúng ta chết, hệ thống miễn dịch ngừng hoạt động, để các vi khuẩn của chúng ta tự do lây lan.
Vi khuẩn đường ruột của chúng ta bắt đầu tiêu hóa ruột và các mô xung quanh từ trong ra ngoài. Cuối cùng, chúng xâm nhập vào các mao mạch và các hạch bạch huyết, lan đến gan, lá lách, tim và não khi chúng ăn hỗn hợp hóa chất rò rỉ ra khỏi các tế bào bị tổn thương.
Hệ vi sinh vật có thực sự ảnh hưởng đến hành vi?
Thật khó để biết liệu hệ vi sinh vật chịu trách nhiệm cho những thay đổi về bệnh tật và hành vi, hay nếu bệnh tật và hành vi chịu trách nhiệm về hệ vi sinh vật.
Các chuyên gia đang phân tích cách vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến não bộ thông qua các hormone và phân tử chúng tạo ra nhưng không ai biết chúng quan trọng như thế nào.
Các công ty dược phẩm, quan tâm đến các phương pháp mới để điều trị chứng rối loạn thần kinh, đang đầu tư tiền vào nghiên cứu.
Tìm hiểu thêm: Những công ty dược phẩm lớn nhất thế giới.
Các vi sinh vật có giao thoa với nhau không?
Mạng lưới và sự xen kẽ giữa các loài vi khuẩn khác nhau vô cùng phức tạp.
Sau đó, các yếu tố bên ngoài phát huy tác dụng như thế nào. Ví dụ, chúng ta biết rằng sự cân bằng của hai nhóm vi khuẩn – Firmicutes và Bacteroidetes – ảnh hưởng đến bệnh béo phì, nhưng mối liên hệ vẫn chưa rõ ràng hoặc đủ nhất quán để biết chúng ta có thể ảnh hưởng đến nó như thế nào.
Và ngay cả khi chúng tôi đã tìm ra một phương pháp điều trị tiềm năng, thì vẫn không có gì cho biết liệu cơ thể có chấp nhận nó hay không.
Điều gì tạo nên một hệ vi sinh vật khỏe mạnh?
Làm thế nào để bạn biết nếu một quần xã vi sinh đang bị xáo trộn? Có phải ruột không có một loài cụ thể nào đó sẽ không khỏe mạnh? Và so với những gì?
Việc xác định thế nào là ‘bình thường’ hoặc ‘khỏe mạnh’ đối với hệ vi sinh vật ở người là rất quan trọng và điều này có thể khác nhau nhiều giữa các quốc gia, khu vực, cộng đồng, thành phố và cho dù ai đó trẻ hay già, giàu hay nghèo, hướng ngoại hay đơn độc.
Đây là một thách thức hơn nữa đối với giấc mơ về thuốc cá nhân hóa cho tất cả mọi người, nhưng trong thời gian chờ đợi, đây là một số mẹo để cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột của bạn.
Thuật ngữ khó hiểu
Thuốc kháng sinh – Đây là một loại thuốc ức chế sự phát triển hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Thuốc kháng sinh thực sự được sản xuất bởi chính vi khuẩn như một hình thức sinh tồn (hoặc, một số nhà khoa học nghĩ rằng, ‘giao tiếp’ giữa nhau).
Dysbiosis – Đây là sự phá vỡ sự hòa hợp của cộng sinh, nơi cộng đồng vi sinh vật thay đổi theo hướng gây hại cho vật chủ của nó. Cụm từ này thường được áp dụng cho hệ vi sinh vật đường ruột của con người, nơi nó mô tả tình trạng do quá ít vi khuẩn có lợi và sự phát triển quá mức của vi khuẩn xấu, nấm men và / hoặc ký sinh trùng.
Vi khuẩn – Các sinh vật đơn bào nhỏ đến mức hàng triệu con có thể nằm gọn trong mắt kim.
Microbiota – ‘Hệ vi sinh vật’ đề cập đến một tập hợp các sinh vật cực nhỏ. ‘Microbiome’ ban đầu dùng để chỉ bộ gen của chúng – tất cả là DNA của những sinh vật này – nhưng bây giờ đôi khi được sử dụng thay cho ‘microbiota’
Probiotic – Một chất kích thích sự phát triển của vi sinh vật.
Cộng sinh – Điều này đề cập đến sự tương tác giữa hai sinh vật khác nhau sống trong mối liên kết vật lý chặt chẽ, điển hình là lợi thế của cả hai.
Các sinh vật gọi cơ thể chúng ta là nhà (và tìm chúng ở đâu)
Trên da đầu
Theo các nghiên cứu gần đây, gàu là do sự cân bằng tinh vi của hai loại vi khuẩn da đầu phổ biến: Propionibacterium và Staphylococcus.
Ở nách của bạn
Khi một số vi khuẩn gặp mồ hôi, chúng tạo ra các hợp chất có mùi hăng gọi là thioalcohols. Staphylococcus hominis là một trong những đối tượng phạm tội nặng nhất.
Trong phân của bạn
Với số lượng khổng lồ vi khuẩn trong ruột, không có gì ngạc nhiên khi nhiều người tìm đường vào phân của chúng ta – ước tính khoảng 30% chất thải rắn là vi khuẩn chết.
Trên đôi chân của bạn
Nguyên nhân lớn nhất khiến bàn chân có mùi có thể là do vi khuẩn Staphylococcus epidermidis, chúng dường như luôn trùng hợp với axit isovaleric – mùi của pho mát Stilton lâu năm.
Trong miệng bạn
Streptococcus mutans biến đường thành axit ăn mòn men răng của chúng ta, gây ra sâu răng.
Trên toàn bộ làn da của bạn
Propionibacterium acnes sống sâu trong lỗ chân lông và nang lông của chúng ta, và có thể gây ra các đốm.
Trong ruột của bạn
Phần lớn hệ vi sinh vật của chúng ta sống ở đây, lên tới 400 nghìn tỷ vi sinh vật.
Âm đạo
Được thống trị bởi một loài, Lactobacillus. Vi khuẩn này bơm ra axit lactic, giữ cho môi trường âm đạo có độ pH thấp, có tính axit, ngăn cản các vi khuẩn, nấm men và vi rút khác phát triển.
Bạn có biết: Nguồn nước ngọt lớn nhất thế giới đến từ đâu?