LÝ THÚ CÂU CHUYỆN VỀ HỆ VI SINH VẬT Ở NGƯỜI Phần 1

Hệ VSV ở người là gì?

Trong những bài học môn sinh chắc bạn từng học về tế bào. Bạn biết rằng cơ thể con người được tạo thành từ nhiều loại tế bào khác nhau, chẳng hạn như tế bào da, tế bào cơ, tế bào thần kinh và tế bào máu. Thậm chí, bạn có thể nhớ rằng mỗi loại tế bào này phát triển và hoạt động theo các hướng được mã hóa bởi một bộ gene duy nhất được chia sẻ bởi tất cả các tế bào người, và tập hợp đầy đủ các gene này được gọi là bộ gene người.

Điều mà có thể bạn chưa nghe nói đến là cơ thể con người cũng chứa hàng nghìn tỷ tế bào không phải là con người, mà là vi sinh vật, mỗi tế bào này đều có những gene bổ sung riêng. Cùng với nhau, những vi khuẩn này tạo thành hệ VSV của con người và các nhà khoa học hiện phát hiện ra rằng chúng đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người. 

  Điểm mấu chốt là cơ thể con người chứa một số lượng lớn các vi khuẩn thuộc nhiều loại khác nhau. Những vi khuẩn này đóng vai trò không nhỏ trong nhiều quá trình sống cơ bản. Việc tập hợp các VSV tạo thành quần thể vi sinh không phải là ngẫu nhiên; hệ VSV của con người được tạo thành từ một nhóm VSV cụ thể bổ sung cho nhau mà vật chủ là con người.

 Nghiên cứu có hệ thống về hệ VSV ở người là một ngành khoa học còn rất non trẻ và các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu giải quyết các câu hỏi về những gì cấu thành một hệ VSV bình thường, cách hệ VSV này thay đổi theo thời gian, thành  phần và hoạt động của hệ VSV ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật như thế nào. 

Một điều đã trở nên rõ ràng là ảnh hưởng của hệ VSV đối với vật chủ là con người là hết sức sâu sắc và nhiều mặt. Thật vậy, sẽ hợp lý hơn khi mô tả hệ VSV như một cơ quan mới, với những hoạt động trao đổi chất ở một tầm mức rất rộng.

Hệ VSV của chúng ta đến từ đâu?

Thế giới VSV hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng nó rộng lớn gần như ngoài sức tưởng tượng.  Bạn cứ hình dung có hàng trăm nghìn loại vi khuẩn khác nhau (không tính các loại: vi khuẩn cổ, virus, nấm và sinh vật nguyên sinh), đang sinh sống trong mọi môi trường, bao gồm cả đáy biển sâu, trên mây, trong các suối nước nóng gần 100 độ C của Công viên Quốc gia Yellowstone (Mỹ), thậm chí trong hệ thống thoát nước có tính axit cao từ các mỏ khai thác tài nguyên.

Hàng tỷ năm trước, khi các sinh vật đa bào xuất hiện, VSV dường như đã chiếm giữ mọi ngóc ngách sinh thái có thể có. Sự xuất hiện của các sinh vật đa bào đã tạo ra một nhóm môi trường sống hoàn toàn mới – trong và trên – tất cả các loài động vật và thực vật trên đời. Các loại quan hệ đối tác giữa động vật, thực vật và VSV của chúng chỉ mới bắt đầu được khám phá, nhưng điều quan trọng cần nhận ra là những mối quan hệ này không phải là ngẫu nhiên. Qua thời gian, mỗi sinh vật đã tiến hóa để có mối liên hệ mật thiết với các loại VSV cụ thể – có lẽ không phải loài hoàn toàn giống nhau trong mọi trường hợp, nhưng với các loại đặc trưng. Con người cũng không ngoại lệ; trong số hàng trăm nghìn loại vi khuẩn trên Trái đất, chỉ có khoảng 1.000 loại được tìm thấy có liên quan đến con người.

Câu hỏi được đặt ra là, trong hàng trăm nghìn loại VSV khác nhau trên thế giới, và trong 1000 loại khác nhau thường được tìm thấy trong hệ VSV của con người, làm thế nào để chúng ta có được những loại phù hợp? Và chúng đến từ đâu?

Câu trả lời ngắn gọn là chúng ta hầu như nhận được vi sinh từ những người chung quanh. Trẻ sơ sinh gặp vi khuẩn lần đầu tiên trong quá trình được sinh ra. Khi em bé đến với thế giớ, nó được bao phủ bởi các vi khuẩn từ tử cung và cửa mình của người mẹ. Trẻ sinh mổ, lần đầu tiên tiếp nhận vi khuẩn từ da của người mẹ và từ những người khác tiếp xúc với bé. Chúng tôi vẫn chưa biết liệu chế độ sinh thường hay sinh mổ có ảnh hưởng vĩnh viễn đến thành phần của hệ VSV trưởng thành hay không, nhưng các kết quả ban đầu cho thấy tác động có thể lâu dài. Nguồn vi sinh tiếp theo là sữa mẹ. Ngạc nhiên chưa? Đa phần chúng ta thường nghĩ vi khuẩn là nguy hiểm, vì vậy việc phát hiện ra sữa mẹ có chứa vi khuẩn có thể khiến bạn bị sốc.

Trẻ sơ sinh cũng tiếp thu vi sinh từ cha, anh chị em và người chăm sóc của chúng. Khi em bé chập chững biết đi và bắt đầu khám phá thế giới, bé tiếp nhận cả vi sinh trong môi trường (sống trong đất và nước) và VSV truyền sang bởi người khác, vật nuôi và thực vật. Bé cũng ăn các vi khuẩn có trong thức ăn khi chế độ ăn của bé trở nên đa dạng hơn. Phần lớn các VSV trong môi trường sẽ không trở thành một phần của quần thể vi sinh – chúng không có khả năng sống trong môi trường sống do cơ thể con người cung cấp. 

Các vi sinh mà có thể sống trong cơ thể người phải cạnh tranh với các VSV đã được hình thành trong và trên cơ thể trẻ sơ sinh. Một khái niệm quan trọng cần nhớ là “chọn lọc tự nhiên” – khi hệ VSV của con người được thành lập, sẽ có sự chọn lọc diễn ra theo nhiều hướng – “dân nhập cư” phải tìm kiếm một môi trường thích hợp, bao gồm cả các điều kiện tại vị trí cụ thể trên cơ thể người và chúng phải cạnh tranh “dân ngụ cư” đã “nhập tịch” từ trước. 

Đồng thời, con người cũng lựa chọn các VSV để nhận được các dịch vụ cần thiết và không gây hại. Vi khuẩn cảm nhận và tương tác với các dấu hiệu cụ thể do tế bào tiết ra hoặc được tìm thấy trên bề mặt của chúng và sử dụng các dấu hiệu này để “quyết định” nơi chúng sẽ sinh sống. Do đó, chúng đóng một vai trò đối không nhỏ đối với di truyền học của con người trong cấu trúc cuối cùng của quần thể VSV. Các cơ chế chính xác chi phối các quá trình chọn lọc này cũng đang được nghiên cứu tích cực, nhưng chắc chắn bao gồm rất nhiều thông tin về liên lạc hóa học, cũng như các dấu hiệu vật lý như nhiệt độ và độ ẩm. Trong bất kỳ trường hợp nào, tập hợp các vi khuẩn cuối cùng tạo thành một quần thể vi sinh trưởng thành không phải là ngẫu nhiên – nhất là trong hai năm đầu tiên của cuộc đời.