Vi nhựa và đường ruột của chúng ta: một đánh giá có hệ thống mới tiết lộ điều gì về hệ vi sinh vật và rủi ro sức khỏe

Vi nhựa (các hạt <5 mm) và thậm chí cả các hạt nano nhựa nhỏ hơn đã hiện diện khắp nơi, từ nước, thực phẩm đến không khí trong nhà. Trong những năm gần đây, chúng đã được tìm thấy trong phổi, nhau thai, phân và máu của con người. Một câu hỏi hợp lý tiếp theo là những hạt này ảnh hưởng như thế nào đến hệ vi sinh vật đường ruột, vốn tham gia vào quá trình miễn dịch, chuyển hóa và bảo vệ hàng rào ruột. Một nghiên cứu mới trên tạp chí BMC Gastroenterology là nghiên cứu đầu tiên thu thập dữ liệu một cách có hệ thống về con người và "liên quan đến con người" về chủ đề này, cung cấp một bức tranh toàn diện về cách thức thành phần và chức năng của hệ vi sinh vật bị phá vỡ do tiếp xúc với vi nhựa.

Bối cảnh của nghiên cứu

Việc sản xuất và tích tụ rác thải nhựa đã gia tăng trong nhiều thập kỷ, và sự phân mảnh của chúng dẫn đến sự hình thành các hạt vi nhựa (hạt <5 mm) và thậm chí cả các hạt nano nhựa nhỏ hơn. Những hạt này tồn tại dai dẳng trong môi trường, có khả năng di chuyển xa và tích tụ trong các sinh vật, bao gồm cả con người. Việc phát hiện vi nhựa và nano nhựa trong không khí, nước, thực phẩm và các sản phẩm gia dụng khiến việc tiếp xúc hàng ngày gần như là không thể tránh khỏi. Hơn nữa, các hạt này đã được tìm thấy trong phổi, nhau thai, phân và máu, làm gia tăng mối lo ngại về tác động sinh học của chúng.

Các tuyến đường tiếp xúc và lý do tại sao nước và thực phẩm lại quan trọng

Con người tiếp xúc với vi nhựa qua đường ăn uống, hít thở và tiếp xúc với da, nhưng đường miệng được coi là đường chính: các hạt vi nhựa hiện diện rộng rãi trong chuỗi thức ăn và hệ thống nước uống - cả nước máy và nước đóng chai. Do lượng nước tiêu thụ hàng ngày lớn, kênh này trở thành nguồn hấp thụ vi nhựa "mãn tính" và khó tránh khỏi. Sau khi ăn vào, các hạt vi nhựa tương tác với đường tiêu hóa trước khi được bài tiết và có thể làm thay đổi môi trường tại chỗ, bao gồm cả hệ vi sinh vật.

Tại sao hệ vi sinh vật đường ruột là mục tiêu

Hệ vi sinh vật đường ruột đóng vai trò thiết yếu đối với cân bằng miễn dịch, chuyển hóa và tính toàn vẹn của biểu mô. Hoạt động enzyme của hệ vi sinh vật đường ruột tạo ra các axit béo chuỗi ngắn (SCFA) và các phối tử AhR, các chất chuyển hóa hỗ trợ hàng rào bảo vệ và chuỗi phản ứng chống viêm. Rối loạn vi khuẩn đường ruột (sự thay đổi liên tục về thành phần/chức năng) có liên quan đến rối loạn chức năng hàng rào bảo vệ, viêm mạn tính mức độ thấp và rối loạn chuyển hóa. Do đó, bất kỳ yếu tố nào làm biến dạng quần thể vi khuẩn và các chất chuyển hóa của chúng đều gây ra hậu quả toàn thân.

Những gì đã được biết trước khi đánh giá này

Cho đến gần đây, tài liệu nghiên cứu chủ yếu tập trung vào môi trường và mô hình động vật. Các thí nghiệm trên động vật có vú và sinh vật thủy sinh đã chỉ ra rằng các polyme như PS, PE, PVC và PET tích tụ trong ruột, làm giảm sự đa dạng của hệ vi sinh vật, tăng viêm và làm trầm trọng thêm tình trạng viêm đại tràng. Việc tiếp xúc với vi nhựa đã dẫn đến việc rút ngắn đại tràng, giảm tiết chất nhầy và tăng nguy cơ ung thư đại trực tràng. Điều này đã dẫn đến nhu cầu về một phương pháp tổng hợp "liên quan đến con người": những thay đổi về vi sinh vật và suy giảm chức năng nào được quan sát thấy ở người và các mô hình dựa trên con người.

Cơ chế đề xuất ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật

• Kích ứng lý hóa: diện tích bề mặt riêng cao và khả năng phản ứng của các hạt (đặc biệt là các hạt nano) có khả năng gây tổn thương biểu mô và thay đổi ổ vi khuẩn tại chỗ.
• Chất mang theo chất ô nhiễm và mầm bệnh: Vi nhựa có thể hấp thụ chất độc và đóng vai trò như một “bè” cho vi khuẩn, phá vỡ sự cân bằng hệ sinh thái trong lòng ruột.
• Sự thay đổi trong thành phần và quá trình chuyển hóa: sự thay đổi trong tỷ lệ các cộng đồng “khung” lớn (Firmicutes/Bacteroidetes) và sự suy giảm các nhà sản xuất SCFA dẫn đến sự sụt giảm buterate/propionate và làm suy yếu chức năng hàng rào và điều hòa miễn dịch.
• Chất chuyển hóa khí và tình trạng viêm: Tỷ lệ vi khuẩn sản sinh H₂S tăng lên (ví dụ: Desulfobacterota) có liên quan đến tiêu chảy/táo bón, IBS và duy trì tình trạng viêm.

Tính không đồng nhất của các lần tiếp xúc: Tại sao 'Loại, Kích thước, Hình dạng và Liều lượng' lại quan trọng

Tác động sinh học thay đổi tùy thuộc vào loại polymer (PE, PS, PET, PVC, PLA, v.v.), kích thước (micro hay nano), hình dạng (hình cầu, sợi, mảnh) và nồng độ. Các hạt nhỏ hơn có khả năng xuyên thấu mạnh hơn và động học tương tác với tế bào và vi khuẩn khác nhau. Các thông số này, cùng với nền tảng thức ăn/nước, quyết định mức độ loạn khuẩn và mức độ nghiêm trọng của các rối loạn chức năng.

Ý nghĩa lâm sàng và giả thuyết rủi ro

Xét đến vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột, chứng loạn khuẩn do MP gây ra có liên quan logic với các bệnh lý đường tiêu hóa (IBD, IBS, viêm đại tràng), rối loạn chuyển hóa và viêm toàn thân. Ở cấp độ giả thuyết, sự đóng góp của vi nhựa như một tác nhân môi trường thúc đẩy sự phát triển sớm của ung thư đại trực tràng thông qua sự kết hợp của các khiếm khuyết hàng rào, tình trạng viêm và các đồng yếu tố (chất lạ hấp phụ) được thảo luận. Cần có các nhóm nghiên cứu triển vọng để định lượng những mối quan hệ này.

Những thách thức về phương pháp luận của lĩnh vực này

• Đo lường phơi nhiễm: chuẩn hóa việc phân lập/nhận dạng hạt trong các mẫu sinh học của con người.
• Khả năng so sánh dữ liệu vi sinh vật: các giao thức giải trình tự và phân tích (đa dạng α/β, phân loại, chuyển hóa) rất khác nhau.
• Thiết kế nghiên cứu: thiếu các nghiên cứu theo chiều dọc và can thiệp ở người; mẫu nhỏ và địa lý hẹp.
• Đánh giá liều lượng-phản ứng: nhu cầu về ngưỡng phơi nhiễm an toàn và xem xét các đặc tính của hạt trong tính toán rủi ro.

Tại sao cần phải có đánh giá hệ thống hiện tại

Trong bối cảnh dữ liệu "con người" rời rạc, các tác giả đã tiến hành tìm kiếm PRISMA để tổng hợp các kết quả liên quan đến con người: sự thay đổi về phân loại, những thay đổi về tính đa dạng và chức năng trao đổi chất (bao gồm cả SCFA), và sự phụ thuộc của hiệu ứng vào đặc tính hạt. Phương pháp này tạo cơ sở cho việc đánh giá rủi ro và chuẩn hóa hơn nữa các phương pháp.

Chính xác thì các tác giả đã làm gì?

Chúng tôi đã tiến hành tìm kiếm hệ thống trên Scopus và PubMed bằng giao thức PRISMA, xác định 12 nghiên cứu chính (2021-tháng 5 năm 2024) liên quan cụ thể đến con người: 5 nghiên cứu quan sát (có sự tham gia của người) và 7 nghiên cứu mô hình sử dụng mẫu người (hệ tiêu hóa mô phỏng, in vitro). Phân tích bao gồm dữ liệu về thành phần vi khuẩn ở cấp độ ngành/họ/chi, sự đa dạng α và β, và các con đường chuyển hóa (ví dụ: sản xuất axit béo chuỗi ngắn - SCFA). Địa bàn nghiên cứu khá hẹp: chủ yếu ở Trung Quốc, nhưng cũng có Tây Ban Nha, Pháp và Indonesia.

Những loại polyme và thông số phơi sáng nào được xem xét?

Mẫu bao gồm các polyme phổ biến:

• polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl clorua (PVC), axit polylactic (PLA);
• hỗn hợp vi nhựa;
• Kích thước, hình dạng và nồng độ của các hạt khác nhau - tất cả những đặc tính này đều ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của các tác động.

Những phát hiện chính: Điều gì đang xảy ra với hệ vi sinh vật

Bức tranh tổng thể cho thấy sự mất cân bằng hệ vi sinh vật - một sự thay đổi bất lợi trong quần thể vi sinh vật dưới tác động của vi nhựa. Trong một số nghiên cứu, những điều sau đây đã được quan sát thấy khi tiếp xúc với hỗn hợp PET và vi nhựa:

• sự gia tăng tỷ lệ Firmicutes, Synergistetes, Desulfobacterota đồng thời giảm Proteobacteria và Bacteroidetes;
• giảm tính đa dạng tổng thể và thay đổi tỷ lệ Firmicutes/Bacteroidetes, điều này có liên quan đến các rối loạn chuyển hóa trong tài liệu;
• sự suy giảm của các loài - tác nhân chính sản xuất SCFA, ảnh hưởng đến chức năng hàng rào và điều hòa chống viêm của ruột.

Những thay đổi trong quá trình trao đổi chất của hệ vi sinh vật

Ngoài thành phần, các chức năng còn bị ảnh hưởng:

• việc sản xuất SCFA (acetate, propionate, butyrate), cần thiết cho việc nuôi dưỡng tế bào ruột kết và duy trì các mối nối biểu mô chặt chẽ, giảm đi;
• các con đường liên quan đến điều hòa miễn dịch và giải độc bị thay đổi;
• có thể kích hoạt các chuỗi phản ứng viêm (bao gồm thông qua việc tăng hình thành hydro sunfua bằng cách giảm vi khuẩn), liên quan đến tiêu chảy/táo bón, IBS và các đợt cấp của bệnh viêm ruột.

Ý nghĩa lâm sàng tiềm ẩn

Mặc dù các nghiên cứu triển vọng trực tiếp trên người vẫn còn hạn chế, nhưng mô hình tín hiệu chung cho thấy hồ sơ rủi ro rõ ràng:

• Bệnh đường ruột: liên quan đến chứng loạn khuẩn đường ruột trong IBD, IBS, viêm đại tràng;
• Hội chứng chuyển hóa: Mất cân bằng F/B và suy giảm SCFA hỗ trợ tình trạng kháng insulin và viêm mãn tính cấp độ thấp;
• Ung thư đại trực tràng giai đoạn đầu: Các tác giả lưu ý giả thuyết về sự liên quan của vi nhựa như một yếu tố rủi ro về môi trường làm tăng tình trạng viêm và phá vỡ hàng rào.

Điều quan trọng cần hiểu về "liều lượng" và tính chất của hạt

Tác động này phụ thuộc vào loại, kích thước, hình dạng và nồng độ polymer. Các hạt nhỏ hơn có diện tích bề mặt riêng lớn hơn và có khả năng xâm nhập sâu hơn, đồng thời cũng có thể mang theo các chất độc hại và mầm bệnh bị hấp phụ - tất cả đều làm tăng sự dịch chuyển bất thường. Nói cách khác, "loại vi nhựa nào" và "lượng bao nhiêu" có ý nghĩa thực tế đối với rủi ro.

Giới hạn xem

Các tác giả nêu bật một số hạn chế:

• Thiếu dữ liệu lâm sàng trực tiếp: Sự chiếm ưu thế của các mô hình trong ống nghiệm hạn chế khả năng ngoại suy sang đời thực.
• Tính không đồng nhất của các phương pháp: các giao thức khác nhau để phân lập/nhận dạng vi nhựa và giải trình tự hệ vi sinh vật gây nhiễu cho phân tích tổng hợp.
• Địa lý và mẫu hẹp: hầu hết các tác phẩm đều đến từ một số ít quốc gia và có khối lượng nhỏ.

Điều này có ý nghĩa gì đối với chính sách và thực tiễn?

1. Cần có các tiêu chuẩn: các giao thức thống nhất để đo vi nhựa trong mẫu người và lập hồ sơ hệ vi sinh vật;
2. Đánh giá liều lượng-phản ứng: xác định mức độ phơi nhiễm an toàn và ngưỡng tác động;
3. Phòng ngừa ở cấp độ môi trường: giảm nguồn phát sinh vi nhựa (bao bì, sợi tổng hợp, chất mài mòn), tăng cường lọc nước uống và kiểm soát khí thải công nghiệp;
4. Theo dõi các nhóm dễ bị tổn thương: trẻ em, phụ nữ mang thai, bệnh nhân mắc IBD/IBS và rối loạn chuyển hóa.

Những gì bạn có thể làm ngay bây giờ (các bước hợp lý để giảm tiếp xúc)

• Nước uống: nếu có thể hãy sử dụng bộ lọc chất lượng cao; không đun nước trong bình nhựa.
• Thực phẩm và nấu nướng: Nếu có thể, hãy sử dụng đồ dùng bằng thủy tinh/kim loại khi bảo quản và hâm nóng thực phẩm; tránh dùng đồ dùng bằng nhựa dễ trầy xước.
• Dệt may và giặt giũ: giảm thiểu sợi nhỏ từ chất liệu tổng hợp (giặt ở mức tải đầy đủ, chế độ giặt nhẹ nhàng, túi lọc/bộ lọc).
• Thói quen sinh hoạt: thông gió/vệ sinh ướt giúp giảm lượng vi nhựa trong không khí ở trong nhà.

Phần kết luận

Một đánh giá hệ thống đã đưa ra sự đồng thuận: vi nhựa là một tác nhân môi trường khả dĩ gây ra chứng loạn khuẩn ở người, với sự gián đoạn cả về thành phần và chức năng của hệ vi sinh vật (bao gồm cả sự suy giảm SCFA), về mặt cơ chế liên kết việc tiếp xúc với tình trạng viêm đường ruột và toàn thân, hội chứng chuyển hóa và nguy cơ ung thư tiềm ẩn. Cộng đồng khoa học hiện cần các tiêu chuẩn, nhóm lâm sàng và các nghiên cứu triển vọng để xác định mức độ an toàn và các biện pháp bảo vệ mục tiêu. Ở cấp độ cuộc sống hàng ngày và chính sách, việc hành động theo nguyên tắc phòng ngừa đã trở nên hợp lý.

Nguồn: Đánh giá hệ thống trên BMC Gastroenterology ngày 13 tháng 8 năm 2025 (“Tác động của vi nhựa lên hệ vi sinh vật đường ruột ở người: Đánh giá hệ thống về thành phần vi khuẩn, tính đa dạng và sự gián đoạn chuyển hóa”). DOI: https://doi.org/10.1186/s12876-025-04140-2