Béo phì cũng có 'trí nhớ'

Bất chấp sự kỳ thị dai dẳng, khoa học đang bắt đầu làm sáng tỏ thực tế rằng béo phí không phải là vấn đề về ý chí hay thiếu nỗ lực. "Ký ức về béo phì được viết trong các tế bào. Một cơ chế phân tử trong mô mỡ khiến mọi người có xu hướng tăng cân sau khi đã giảm", nghiên cứu được công bố vào ngày 18/11 trên tạp chí Nature đã mô tả.

Các tác giả cho rằng phát hiện này có thể giúp giải thích "hiệu ứng yo-yo" hoặc sự phục hồi, trong đó những người béo phì nhanh chóng tăng cân trở lại sau các phương pháp như phẫu thuật bariatric (còn được gọi là phẫu thuật chuyển hóa hoặc phẫu thuật giảm cân).

Phát hiện mới

Béo phì đặc trưng bởi sự tích tụ mỡ quá mức trong cơ thể và ảnh hưởng đến 1/8 người trên toàn thế giới. Đây là tình trạng phức tạp và mạn tính vì những dấu ấn của nó vẫn tồn tại theo thời gian, ngay cả khi bệnh nhân đã trải qua các phương pháp điều trị hoặc chế độ ăn kiêng để giảm cân.

Cộng đồng khoa học từ lâu đã cho rằng có một loại trí nhớ trao đổi chất tạo điều kiện cho việc tăng cân, nhưng các cơ chế đằng sau hiện tượng này vẫn còn là bí ẩn cho đến gần đây.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature đã làm sáng tỏ vấn đề khi chứng minh rằng các tế bào mỡ, là các tế bào mô mỡ, vẫn giữ được ký ức về tình trạng béo phì thông qua những thay đổi biểu sinh vẫn tồn tại ngay cả sau khi giảm cân.

Béo phì ảnh hưởng đến 1/8 người trên thế giới.

"Phát hiện này tiết lộ một cơ chế phân tử trong các tế bào mỡ khiến chúng dễ tăng cân trở lại hiệu quả hơn sau khi tiếp xúc với lượng calo tiêu thụ tăng lên. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng khó khăn trong việc duy trì cân nặng giảm được sau khi can thiệp không chỉ đơn thuần là vấn đề thiếu nỗ lực hoặc ý chí, mà có thể do một hiện tượng sinh học tiềm ẩn nào đó thúc đẩy", Ferdinand von Meyenn, tác giả của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Zurich, tóm tắt.

Bên trong mỗi tế bào, có một cuốn sổ tay hướng dẫn cho sự sống: DNA. Trong cuốn sổ chứa 3 tỷ chữ cái hóa học, là những hướng dẫn để con người hoạt động và các gene giống như những trang giấy lưu giữ công thức cụ thể nhằm tạo ra các protein cần thiết. Trong bối cảnh đó, epigenome, được tạo thành từ các chất hóa học bám vào gene mà không làm thay đổi trình tự của chúng, sẽ giống như một loại hệ thống chính tả thêm dấu chấm, dấu phẩy và dấu nhấn để tinh chỉnh sự hiểu biết về các hướng dẫn. Do đó, nếu thêm dấu nhấn vào một từ hoặc di chuyển dấu phẩy, toàn bộ ý nghĩa của một câu có thể thay đổi.

Epigenome hoạt động như một công tắc, bật và tắt hoạt động của gene. Và nhóm của von Meyenn phát hiện ra rằng trong quá trình béo phì, những thay đổi rất cụ thể xảy ra trong epigenome của các tế bào mỡ, kích hoạt các gene không nên bật. Nhà khoa học giải thích những sửa đổi này "chuẩn bị cho tế bào mỡ nhanh chóng tăng cân trở lại khi lượng calo cao được tiếp tục nạp vào".

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy một số thay đổi này vẫn tồn tại sau khi giảm cân ở các gene hoặc vùng gene cụ thể. Epigenome của các tế bào mỡ trước đây tiếp xúc với béo phì có thể được lập trình để quay trở lại trạng thái béo phì nhanh hơn hoặc hiệu quả hơn do những thay đổi này", ông nói thêm.

Do những hạn chế về mặt kỹ thuật trong việc phân tích epigenome ở người, các nhà nghiên cứu đã bổ sung thí nghiệm trên mô hình động vật, Daniel Castellano, đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Nhóm nghiên cứu ung thư lâm sàng và chuyển dịch tại Viện nghiên cứu y sinh học Málaga (IBIMA), giải thích. "Chuột cho chúng ta cơ hội nghiên cứu epigenome vì chúng ta không thể làm như vậy ở người".

Các nhà nghiên cứu không biết trí nhớ béo phì được xác định trong tế bào mỡ kéo dài bao lâu. Phát hiện của họ cho thấy những thay đổi biểu sinh kéo dài ít nhất hai năm ở người sau phẫu thuật giảm cân và 8 tuần ở chuột, nhưng không có mốc thời gian rõ ràng. "Thời gian của trí nhớ này có thể phụ thuộc vào quá trình thay đổi tế bào của mô. Ví dụ, tế bào mỡ có chu kỳ bán rã là 10 năm, sau đó mô được bổ sung tế bào mới", von Meyenn nói.

Castellano cũng làm rõ rằng cơ chế phân tử được mô tả sẽ không giải thích được 100% hiệu ứng yo-yo. Trên thực tế, nghiên cứu không tiết lộ mối quan hệ nhân quả giữa sự hiện diện của trí nhớ béo phì này và hiệu ứng yo-yo.

"Về mặt cơ chế, chúng tôi không thể chứng minh rằng hiệu ứng yo-yo là do những thay đổi trong tế bào mỡ. Nhưng chúng tôi đã tìm thấy những thay đổi biểu sinh ở nhiều vùng khác nhau và thấy rằng có sự biểu hiện quá mức của các gene liên quan đến tình trạng viêm và quá trình trao đổi chất của chính tế bào mỡ. Về mặt chức năng, điều này có ý nghĩa với những gì xảy ra với mô mỡ trong tình trạng béo phì", ông giải thích.

Nhà nghiên cứu nói thêm rằng riêng tế bào mỡ sẽ không hoàn toàn chịu trách nhiệm cho hiệu ứng yo-yo. "Hiện tượng trí nhớ biểu sinh này cũng có thể tồn tại trong các tế bào khác. Các loại tế bào và cơ quan khác, chẳng hạn như não (có liên quan đến việc kiểm soát cảm giác no và thèm ăn), cũng có thể liên quan".

Ý nghĩa

Ông von Meyenn cho rằng nghiên cứu này mở ra cánh cửa cho sự phát triển của các chiến lược mới (dược lý, chế độ ăn uống...) để sửa chữa trí nhớ biểu sinh, từ đó giúp chữa béo phì hiệu quả hơn. "Hiện tại, không có chiến lược dược lý nào để xóa bỏ trí nhớ này. Những cách tiếp cận phổ biến hiện có không tập trung vào các vùng cụ thể của epigenome, nơi những thay đổi lâu dài có thể tồn tại. Có những chiến lược phân tử mới nổi để gây ra những thay đổi trong các vùng biểu sinh cụ thể, nhưng chúng cần được nghiên cứu thêm và vẫn chưa được chấp thuận để sử dụng ở người. Khi hiện tượng này được hiểu rõ hơn, các chiến lược khả thi có thể bao gồm các can thiệp dược lý, thay đổi chế độ ăn uống hoặc kết hợp các loại thực phẩm chức năng", ông gợi ý.

Tái phát béo phì không chỉ liên quan đến vấn đề ý chí hay thiếu nỗ lực.

Andreea Ciudin, Trưởng khoa Điều trị Béo phì Toàn diện tại Bệnh viện Vall d'Hebron ở Barcelona và là thành viên hội đồng quản trị của Hiệp hội Nghiên cứu Béo phì Tây Ban Nha, mô tả nghiên cứu này, mà bà không tham gia, là "thú vị về kết quả, nhưng đồng thời cũng đáng lo ngại". "Nghiên cứu này mở ra viễn cảnh về những nghiên cứu bất tận. Nơi nào có DNA, nơi đó có biểu sinh, vì trong chuỗi DNA sẽ luôn có các yếu tố điều chỉnh phiên mã của nó. Nhưng rất khó để khám phá biểu sinh và tôi không biết làm thế nào chúng ta có thể tác động đến biểu sinh theo cách lâu dài", bà nói.

Trong các tuyên bố trên trang web Trung tâm truyền thông khoa học, José Ordovás, Giám đốc khoa dinh dưỡng và di truyền học tại Đại học Tufts ở Boston (Mỹ), cũng nhấn mạnh rằng "mặc dù những phát hiện này là chắc chắn và được hỗ trợ bởi cả dữ liệu của con người và động vật, nghiên cứu này có những hạn chế, bao gồm việc thiếu phân tích biểu sinh trực tiếp trong các mẫu của con người, tính không đồng nhất trong các tập dữ liệu của con người và không có sự theo dõi lâu dài ở chuột.

"Nghiên cứu không thiết lập được mối quan hệ nhân quả giữa những thay đổi biểu sinh và tình trạng tăng cân trở lại, vì vậy cần phải nghiên cứu thêm để xác nhận các cơ chế", ông nói.

Dù vậy, ông thừa nhận rằng những phát hiện này trong thế giới thực là "đáng kể". "Nghiên cứu này làm nổi bật cơ sở sinh học của tình trạng tăng cân trở lại, giảm kỳ thị và nhấn mạnh đến nhu cầu can thiệp hỗ trợ lâu dài. Nghiên cứu mở ra con đường cho các liệu pháp nhắm mục tiêu, chẳng hạn như thuốc hoặc chỉnh sửa biểu sinh, để 'thiết lập lại' trí nhớ mô mỡ và cải thiện việc duy trì cân nặng đã giảm. Các chiến lược quản lý cân nặng được cá nhân hóa có thể dựa trên hồ sơ di truyền và biểu sinh của một cá nhân, trong khi các chính sách y tế công cộng có thể ưu tiên phòng ngừa và can thiệp sớm để tránh hình thành trí nhớ gây béo phì".