Tế bào thần kinh PRLH và GCG.

Khi bạn háo hức thưởng thức bữa tối mà mình đã chờ đợi từ lâu, thì các tín hiệu từ dạ dày đến não sẽ có nhiệm vụ ngăn bạn không ăn quá nhiều đến mức mà bạn sẽ phải hối hận. Lý thuyết này đã tồn tại từ lâu, tuy nhiên lại chưa bao giờ thực sự được kiểm chứng trực tiếp.

Cho đến gần đây, câu hỏi này đã thôi thúc một nhóm các nhà khoa học tại Đại học California San Francisco (Mỹ) đi tìm câu trả lời, và kết quả nghiên cứu mới đây đã được công bố trong bài báo “Sequential appetite suppression by oral and visceral feedback to the brainstem” mà TS. Truong Ly là tác giả thứ nhất trên tạp chí Nature. Hóa ra, lý thuyết mà chúng ta vẫn tin vào lâu nay lại có một chút khác biệt.

Những quan điểm mới về thân não

Cách đây hơn một thế kỷ, nhà khoa học Pavlov đã đưa ra quan điểm rằng, hình ảnh, mùi và hương vị của thức ăn rất quan trọng trong việc điều hòa quá trình tiêu hóa. Nhiều nghiên cứu gần đây hơn vào những năm 1970 và 1980 cũng cho thấy, mùi vị của thức ăn có thể hạn chế tốc độ ăn của chúng ta. Tuy nhiên, khi ấy các nhà khoa học không thể nghiên cứu hoạt động liên quan đến não trong quá trình ăn vì các tế bào não kiểm soát quá trình này nằm sâu trong thân não, khiến cho chúng rất khó được tiếp cận hoặc ghi lại khi động vật còn đang thức.

Nhiều năm trôi qua, ý tưởng này đã dần bị lãng quên, TS. Zachary Knight - Giáo sư sinh lý học của Đại học California, San Francisco và làm việc tại Viện Khoa học thần kinh cơ bản Kavli - cho biết.

Cho đến một ngày ông và TS. Truong Ly - nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của mình, đã phát triển các kỹ thuật để lần đầu tiên chụp ảnh và ghi lại cấu trúc thân não quan trọng tạo nên cảm giác no ở những con chuột thí nghiệm. Tiếp đó, họ đã sử dụng những kỹ thuật này để xem xét hai loại tế bào thần kinh có vai trò trong việc hấp thụ thức ăn, đã được biết đến trong nhiều thập kỷ.

Kết quả cho thấy, chính vị giác đã kéo chúng ta thoát khỏi bờ vực ăn quá nhiều thức ăn khi đang đói. Khi được kích thích bởi khả năng nhận biết mùi vị, một tập hợp các tế bào thần kinh - một loại tế bào não - gần như ngay lập tức chú ý để giúp chúng ta cắt giảm lượng thức ăn ăn vào.

“Chúng tôi đã phát hiện ra một logic mà thân não sử dụng để kiểm soát tốc độ và số lượng chúng ta ăn, sử dụng hai loại tín hiệu khác nhau, một đến từ miệng và một đến từ ruột”, TS. Knight - người cũng là điều tra viên của Viện Y tế Howard Hughes và là thành viên của Viện Khoa học thần kinh Weill UCSF - cho biết. “Khám phá này đã mang lại một cách tiếp cận mới để hiểu về cách thức chúng ta kiểm soát việc ăn uống của mình”.

Bộ não đang sử dụng mùi vị của thức ăn theo hai cách khác nhau cùng một lúc. Cách thứ nhất là: “Món này ngon đấy, ăn nhiều hơn đi” và cách thứ hai là theo dõi tốc độ ăn của chúng ta và ra chỉ thị: “Hãy ăn chậm lại, nếu không thì bạn sẽ bị ốm mất”. Việc cân bằng hai cách này sẽ quyết định tốc độ ăn của bạn, TS. Zachary Knight.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, khi họ đưa thức ăn trực tiếp vào dạ dày của chuột, các tế bào não có tên PRLH (hormone giải phóng prolactin) được kích hoạt bởi các tín hiệu dinh dưỡng được gửi từ đường tiêu hóa - một kết quả phù hợp với suy nghĩ truyền thống và kết quả của các nghiên cứu trước đây.

Tuy nhiên, khi họ cho chuột ăn thức ăn như bình thường, những tín hiệu như vậy từ ruột không xuất hiện. Thay vào đó, các tế bào não PRLH chuyển sang mô hình hoạt động mới hoàn toàn được điều khiển bằng tín hiệu từ miệng.

“Thật ngạc nhiên khi những tế bào này được kích hoạt nhờ nhận thức về vị”, TS. Truong Ly cho biết. “Kết quả này cho thấy có những thành phần khác trong hệ thống kiểm soát sự thèm ăn mà chúng ta nên nghĩ đến”.

Mặc dù việc bộ não của chúng ta làm giảm tốc độ ăn lại khi đói nghe có vẻ mâu thuẫn, nhưng thực ra, bộ não đang sử dụng mùi vị của thức ăn theo hai cách khác nhau cùng một lúc. Cách thứ nhất là: “Món này ngon đấy, ăn nhiều hơn đi” và cách thứ hai là theo dõi tốc độ ăn của chúng ta và ra chỉ thị: “Hãy ăn chậm lại, nếu không thì bạn sẽ bị ốm mất”.

“Việc cân bằng hai cách này sẽ quyết định tốc độ ăn của bạn”, TS. Zachary Knight giải thích.

Ngoài ra, theo TS. Truong Ly, hoạt động của các tế bào thần kinh PRLH dường như ảnh hưởng đến mức độ ngon miệng của chuột khi tìm thấy thức ăn. Phát hiện này cũng phù hợp với trải nghiệm của con người: chúng ta thường thấy thức ăn sẽ kém ngon hơn một khi đã ăn no.

Theo nhóm nghiên cứu, kết quả này cũng có thể giúp tiết lộ chính xác cách thức hoạt động của các loại thuốc giảm cân như Ozempic cũng như phương pháp để làm cho chúng hiệu quả hơn.

Tế bào não truyền cảm hứng cho thuốc giảm cân

Không chỉ vậy, việc tế bào thần kinh PRLH làm chậm tốc độ ăn cũng có ý nghĩa về mặt thời điểm. Mùi vị của thức ăn sẽ kích hoạt các tế bào thần kinh này chuyển đổi hoạt động trong vài giây, từ việc theo dõi đường ruột đến phản ứng với các tín hiệu từ miệng.

Trong khi đó, phải mất nhiều phút để một nhóm tế bào não khác, được gọi là tế bào thần kinh CGC, bắt đầu phản ứng với các tín hiệu từ dạ dày và ruột. Những tế bào này hoạt động trong khoảng thời gian chậm hơn nhiều - hàng chục phút - và có thể giúp kiềm chế cơn đói trong thời gian dài hơn nhiều.

“Hai bộ neurons này cùng nhau tạo ra một vòng lặp phản hồi tiến và phản hồi”, TS. Knight cho biết. Trong đó, “một bộ neurons sử dụng vị giác để làm chậm mọi thứ và dự đoán điều gì sắp xảy ra. Còn bộ neurons còn lại sử dụng tín hiệu từ ruột để nói rằng: Tôi đã ăn bằng này rồi, được rồi, tôi đã no rồi!”

Tế bào não CGC phản ứng đối với các tín hiệu từ ruột bằng cách giải phóng GLP-1 - loại hormone mà Ozempic, Wegovy và các loại thuốc giảm cân mới khác “bắt chước”.

Những loại thuốc này hoạt động trên cùng một vùng của thân não, và giờ đây, nhờ công nghệ của TS. Truong Ly, cuối cùng các nhà khoa học đã có thể nghiên cứu về vùng thân não ấy. “Bây giờ chúng tôi đã có cách để hiểu rõ điều gì đang xảy ra trong não mà khiến cho các loại thuốc này đem lại tác dụng”, anh chia sẻ.

Theo nhóm nghiên cứu, sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách các tín hiệu từ các bộ phận khác nhau của cơ thể kiểm soát sự thèm ăn cũng sẽ mở ra cánh cửa cho việc thiết kế các chế độ giảm cân phù hợp với cách ăn uống của mỗi người, bằng cách tối ưu hóa cách các tín hiệu từ hai bộ tế bào não tương tác.

Nhìn về tương lai, TS. Truong Ly và các đồng nghiệp đang có kế hoạch nghiên cứu những tương tác đó nhằm tìm hiểu rõ hơn cách tín hiệu vị giác từ thức ăn tương tác với phản hồi từ ruột để ngăn chặn sự thèm ăn của chúng ta trong bữa ăn.