Hệ vi sinh có vai trò gì với thành tích chạy bộ?

Vi khuẩn đường ruột đóng vai trò quan trọng với người tập luyện điền kinh, hệ vi sinh có thể tác động tích cực từ những thay đổi và bổ sung hành vi. 

Chức năng của hệ vi sinh

Một bài báo khoa học xuất bản năm 2020 trên tạp chí Dinh dưỡng Khoa học Quốc tế (JISSN) dưa ra cái nhìn về mức độ phức tạp của hệ vi sinh vật đường ruột các VĐV điền kinh. Hệ vi sinh bao gồm hàng nghìn nhóm vi khuẩn, hàng triệu gen, tế bào không phải vi khuẩn và virus. Tất cả hoạt động cùng nhau – mỗi nhóm thay ca tuần tự và ăn khớp nhưng lắm khi vẫn thực hiện những chức năng lãng xẹt. Ngoài nhu động ruột, hệ vi sinh rất thiết yếu với chức năng “hấp thu dinh dưỡng, tổng hợp vitamin, thu hoạch năng lượng, điều tiết viêm nhiễm và phản ứng miễn dịch của cơ thể”. Các nghiên cứu trên chuột cho thấy hệ vi sinh không đầy đủ sẽ kéo theo hệ lụy sức khỏe và tình hình chỉ khá lên khi hệ vi sinh được bổ sung.

Hệ vi sinh luôn tiến hóa và chịu ảnh hưởng của gen, môi trường và hành vi, kể cả chạy bộ. Ảnh hưởng từ các hoạt động điền kinh lên ruột rất thu hút giới nghiên cứu do quá trình trao đổi chất rất lớn. Hãy tưởng tượng về sự căng thẳng mà hệ vi sinh phải chịu trong cữ chạy ultra marathon do người chạy tiêu thụ hàng nghìn calo để giải tỏa áp lực. Điều này tương tự tình trạng phải liên tục thích nghi của nồi áp suất, đặc biệt là trong các tế bào và vi khuẩn có tốc độ luân chuyển nhanh!

Và không chỉ là thích nghi với trao đổi chất trực tiếp. Các nghiên cứu khác phát hiện ra rằng hệ vi sinh vật ảnh hưởng đến mọi thứ từ hệ miễn dịch đến hệ hiếu khí, hệ nội tiết, hệ thần kinh,…

Kết hợp những yếu tố này lại với nhau và ta sẽ có một cơn bão hoàn hảo các cơ hội khoa học. Hàng nghìn biến số với sự khác biệt lớn giữa các quần thể; một hiểu biết mới về các chức năng sinh lý liên quan đến nhau của các biến số đó; tổng hợp các kết quả sức khỏe có thể tương quan với phương sai của từng cá nhân – điều cực kỳ thú vị nhưng cũng đầy phức tạp.

Có thể lượng nhiễu thống kê sẽ rất lớn (các biến gây nhiễu ta sẽ che khuất sự thật), nhưng với những tiến bộ gần đây trong sắp xếp và phân tích trình tự thì tiềm năng đạt được đột phá khoa học là không nhỏ. Điều đó có thể định hình lại cách chúng ta nghĩ về thành tích thể thao hay không?

Biến thể của hệ vi sinh

Nghiên cứu hiện tại đang hướng tới hiểu biết chung về cách hệ vi sinh thay đổi các quần thể phụ. Một nghiên cứu xuất bản năm 2017 trên tạp chí PLoS One cho thấy ở phụ nữ tiền mãn kinh ít vận động thì quần thể sinh vật ít đa dạng hơn – đây là sự thích nghi thụ động trong hầu hết các trường hợp. Một nghiên cứu xuất bản năm 2019 trên tạp chí BMJ Open cho thấy đa dạng sinh học ở những người chơi bóng bầu dục chuyên nghiệp cao hơn nhiều người bình thường. Nhiều quần thể sinh vật có liên quan đến quá trình chuyển hóa axit amin và carbohydrate.

Một nghiên cứu ra mắt năm 2016 cho thấy chỉ riêng chỉ số VO₂ max đã giải thích được 20% thay đổi về số lượng loài trong hệ vi sinh, có khả năng cho thấy mối liên hệ nào đó giữa sức khỏe tim mạch và hệ sinh vật đường ruột. Khi rèn luyện cơ thể, chúng ta cũng đang rèn luyện vi khuẩn. Đối với các vận động viên, loại hình thể thao có thể ảnh hưởng đến hệ vi sinh, một nghiên cứu công bố năm 2017 phát hiện hệ vi sinh của những người tập thể hình và người chạy bền khác nhau đáng kể, có thể liên quan đến chiến lược dinh dưỡng khác nhau.

Ngoài sự đa dạng của quần thể vi sinh, các nghiên cứu cũng tìm ra một số vi sinh vật mang tính chỉ báo có vai trò đặc biệt quan trọng đối với thành tích thể thao đỉnh cao. Một nghiên cứu về hệ vi sinh công bố năm 2017 đã xem xét những người đạp xe nghiệp dư và các ngôi sao, không tìm thấy khác biệt đáng kể nào về tính đa dạng nhưng nhóm ngôi sao có mức độ phong phú của chi Prevotella hơn hẳn. Một trong những vai trò của chi này là chuyển hóa carbohydrate và axit amin – những thứ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng thích ứng. 

Các vận động viên dường như thích nghi thuận lợi với quá trình chuyển hóa carbohydrate phức tạp và cả các chất dinh dưỡng khác. Điều đó có nghĩa là hàng tá sinh vật cụ thể có khả năng được tìm thấy với tỷ lệ cao hơn ở các vận động viên, từ chi Prevotella đến A. muciniphilia. Thiếu các loại sinh vật này dẫn đến gia tăng tình trạng béo phì ở chuột và có thể liên quan đến cả viêm ruột. Nhưng điều đó tô đậm thêm khó khăn của nghiên cứu này – khi có hàng nghìn biến số hoạt động cùng nhau và riêng biệt thì tách biệt nguyên nhân và kết quả là một thách thức vô cùng lớn.

Thêm vào đó là một vấn đề khác: hệ sinh vật có thể thay đổi cấp tính, chẳng hạn như một nghiên cứu công bố năm 2014 trên tạp chí Genome Biology phát hiện được thay đổi trước và sau một cuộc đua bán marathon, hoặc một bài báo xuất bản năm 2021 trên tạp chí Frontiers of Nutrition xem xét mức độ tập thể dục cường độ cao có thể làm hỏng thành ruột (trong vài trường hợp).

Can thiệp của hệ vi sinh

Câu hỏi lớn là kiến thức về hệ vi sinh vật có thể ảnh hưởng thế nào đến các can thiệp cá nhân? Vẫn chưa có một giao thức đo lường và can thiệp thống nhất. Một nghiên cứu công bố năm 2019 trên tạp chí Nature phát hiện thấy Veillonella (được biết là có khả năng chuyển hóa lactic) tăng đột biến sau cuộc đua marathon. Sau khi cô lập Veillonella trong người chạy, các nhà nghiên cứu tiêm nó cho chuột và những con chuột đó có thể chạy xa hơn 13% trên máy chạy bộ.

Một đánh giá công bố năm 2019 trên Tạp chí JISSN đã xem xét khoa học hiện tại về men vi sinh, và phát hiện được một số lợi ích tiềm năng nhưng độ chắc chắn còn hạn chế. Một đánh giá năm 2020 về Chất dinh dưỡng đối với chế phẩm sinh học và hiệu suất thể thao củng cố thêm nhận định đó khi tìm thấy lợi ích tiềm năng nhưng cho rằng cần có thêm nghiên cứu khác.

Thuốc viên (hoặc thuốc tiêm) giải quyết các vấn đề về đường tiêu hóa đồng thời cải thiện thành tích thể thao, chức năng miễn dịch và sức khỏe tổng thể có thể sẽ xuất hiện vào một thời điểm nào đó, nhưng không chắc là sau 5 năm hay 50 năm nữa. 

Tương lai nào?

Trong tương lai, có thể cộng đồng khoa học sẽ hiểu biết chi tiết về cách thức hoạt động của hệ vi sinh, giống như cách bộ gen của con người đã được làm sáng tỏ bằng công nghệ giải trình tự ADN. Chúng ta có thể sẽ thấy không chỉ mức độ của từng loại vi khuẩn mà cả cách thức điều đó liên quan đến chức năng như thế nào và cách chúng ta có thể tạo ra những thay đổi lâu dài thông qua điều chỉnh hành vi (và nếu cần, bằng thuốc). 

Tuy nhiên, hiện tại, chúng ta biết rằng hệ vi sinh thực sự rất quan trọng và trở thành vận động viên là có ích cho mức độ đa dạng và chức năng của hệ sinh vật. Ăn uống ngon lành, lý tưởng nhất là thực phẩm toàn phần. Tập thể dục đầy đủ, nhưng đừng quá mức. Cân nhắc sử dụng men vi sinh, nhưng phải theo khuyến nghị của bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng và đảm bảo rằng loại men đó đã được nghiên cứu kỹ lưỡng.

Và hơn hết, hãy theo dõi. Hiểu biết về hệ vi sinh đang mở rộng từng ngày và chúng ta chờ đợi những nghiên cứu mới.

(VnRun dịch từ Trailrunnermag)