Nguyên nhân gây ra bệnh béo phì là gì? Khoa học chỉ ra nhiều hơn về não

Ngày 15 tháng 12 năm 2023 – Trong phần lớn cuộc đời, Michael Smith, 32 tuổi, luôn phải đấu tranh nội tâm.

Sau một bữa ăn thịnh soạn, anh biết mình đã no. Nhưng cơn đói không thể giải thích được lại thúc đẩy anh cầm nĩa lên lần nữa. 

Cơn thèm gà rán hay kẹo dẻo đã chế ngự anh, thúc đẩy anh gọi đồ ăn khuya từ DoorDash – mặc dù chúng rất nhiều chất béo và đường – nhưng không bao giờ làm anh thỏa mãn.

Anh nhớ lại cảnh mình thức dậy trên ghế dài, đồ ăn mang về ăn dở trên đùi, cảm thấy uể oải và mất kiểm soát. 

“Giống như tôi say đồ ăn vậy,” Smith, người sống ở Boston, nhớ lại. “Tôi đã có một khoảnh khắc nhìn mình trong gương. Tôi nặng khoảng 380 pound, và tôi tự nhủ, 'Được rồi, phải có thứ gì đó thay đổi thôi.'”

Smith nằm trong số 42% người lớn ở Hoa Kỳ mắc chứng béo phì, một tình trạng khó kiểm soát và khó hiểu mà các bác sĩ chỉ mới bắt đầu gọi là bệnh. Nguyên nhân gốc rễ của nó đã được tranh luận trong nhiều thập kỷ, với các nghiên cứu cho thấy mọi thứ từ gen đến lối sống đến nguồn cung cấp thực phẩm thay đổi chứa nhiều carbohydrate và thực phẩm siêu chế biến. Các giải pháp từ lâu đã nhắm vào tính kỷ luật và chiến lược đơn giản "ăn ít hơn, vận động nhiều hơn" với kết quả đáng kinh ngạc. 

Những người giảm cân thành công có xu hướng tăng lại 50% trọng lượng đó trong vòng 2 năm và 80% trong vòng 5 năm. Trong khi đó, nạn béo phì vẫn tiếp diễn.

Nhưng một ranh giới mới của các liệu pháp dựa trên não bộ – từ thuốc chủ vận GLP-1 được cho là tác động lên các trung tâm khen thưởng và thèm ăn đến kích thích não sâu nhằm mục đích thiết lập lại các mạch thần kinh – đã thắp lên hy vọng cho những bệnh nhân như Smith và các bác sĩ điều trị cho họ. Các phương pháp điều trị và lý thuyết đằng sau chúng không phải là không có tranh cãi. Chúng đắt tiền, có tác dụng phụ và, những người chỉ trích cho rằng, làm mất tập trung vào chế độ ăn uống và tập thể dục. 

Nhưng hầu hết đều đồng ý rằng trong cuộc chiến chống béo phì, có một cơ quan quan trọng đã bị bỏ qua.

"Béo phì, trong hầu hết mọi trường hợp, rất có thể là một rối loạn của não", Casey Halpern, MD, phó giáo sư phẫu thuật thần kinh tại Đại học Pennsylvania cho biết. "Những gì những cá nhân này cần không chỉ là ý chí mạnh mẽ hơn, mà còn là phương pháp điều trị tương đương với một thợ điện có thể tạo ra những kết nối đúng đắn bên trong não của họ".

Một sự gián đoạn trong máy

Suốt cả ngày, bộ máy não bộ của chúng ta liên tục hoạt động ở chế độ nền, tiếp nhận các tín hiệu tinh tế từ ruột, hormone và môi trường để xác định khi nào chúng ta đói, thức ăn khiến chúng ta cảm thấy thế nào và liệu chúng ta có nạp đủ năng lượng hay tiêu hao quá nhiều năng lượng để tồn tại hay không.

“Chúng ta thích nghĩ rằng mình có thể kiểm soát những gì mình ăn, nhưng não bộ cũng đang tích hợp tất cả những yếu tố mà chúng ta không hiểu hết theo những cách định hình nên quyết định của chúng ta”, Kevin Hall, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu về béo phì tại Viện Quốc gia về Bệnh tiểu đường, Tiêu hóa và Thận cho biết. “Tôi ví nó như việc nín thở. Tôi có thể làm như vậy trong một khoảng thời gian và tôi có thể kiểm soát một cách có ý thức. Nhưng cuối cùng, sinh lý học sẽ chiến thắng”.

Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy ở những người béo phì, có thứ gì đó trong máy bị hỏng.

Một nghiên cứu quan trọng năm 2001 trên tạp chí The Lancet cho rằng, giống như những người nghiện cocaine hoặc rượu, những người nghiện này không có thụ thể với chất hóa học dopamine trong não tạo cảm giác thoải mái và sẽ ăn quá nhiều để theo đuổi khoái cảm mà họ không có.

Một nghiên cứu gần đây , chưa được công bố, từ phòng thí nghiệm của Hall đã đưa ra một kết luận hơi khác, cho rằng những người béo phì thực sự có quá nhiều dopamine, làm đầy các thụ thể đó nên cảm giác khoái cảm khi ăn không còn nhiều nữa.

Hall cho biết: "Giống như việc cố hét lên trong một căn phòng ồn ào. Bạn sẽ phải hét to hơn để có được hiệu quả tương tự".

Các con đường dẫn truyền từ ruột đến não giúp chúng ta biết mình đã no cũng có thể bị suy yếu.

Trong một nghiên cứu khác, các nhà nghiên cứu của Yale đã đưa 500 calo đường hoặc chất béo trực tiếp vào dạ dày của 28 người gầy và 30 người béo phì. Sau đó, họ quan sát hoạt động của não bằng phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI).

Ở những người gầy, khoảng 30 vùng não trở nên yên tĩnh sau bữa ăn, bao gồm cả các vùng vân não (liên quan đến cảm giác thèm ăn).

Ở những người béo phì, não hầu như không phản ứng gì cả.

“Trong phòng khám của tôi, bệnh nhân thường nói 'Tôi vừa ăn tối xong, nhưng không cảm thấy như vậy'”, tác giả cấp cao Mireille Serlie, Tiến sĩ, Tiến sĩ, nhà nghiên cứu về béo phì tại Trường Y khoa Yale cho biết. “Có thể là tương tác cảm nhận chất dinh dưỡng giữa ruột và não này ít rõ rệt hơn hoặc đến quá muộn đối với họ sau bữa ăn”.

Halpern gần đây đã xác định được một mạch não liên kết trung tâm trí nhớ (hồi hải mã) với vùng kiểm soát sự thèm ăn (vùng dưới đồi). Ở những người béo phì và rối loạn ăn uống vô độ, mạch này dường như bị kẹt. Điều này có thể khiến họ, theo một nghĩa nào đó, quên rằng họ vừa ăn.

Ông cho biết: “Một số lần ăn của họ gần như là mất tập trung – họ không nhận ra mình đã ăn bao nhiêu và không thể theo dõi được lượng thức ăn đó”.

Một hệ thống não khác hoạt động để duy trì cân bằng nội môi dài hạn – hay sự ổn định của cân nặng. Giống như một bộ điều chỉnh nhiệt độ, nó sẽ kích hoạt để gây ra cơn đói và mệt mỏi khi cảm thấy chúng ta thiếu chất béo.

Hormone leptin, được tìm thấy trong các tế bào mỡ, gửi tín hiệu đến vùng dưới đồi để cho nó biết chúng ta có bao nhiêu năng lượng.

Nhà di truyền học Jeffrey Friedman, Tiến sĩ, Tiến sĩ Y khoa, Đại học Rockefeller, người đã phát hiện ra loại hormone này vào năm 1994, cho biết: "Nếu mức leptin tăng lên, nó sẽ báo hiệu cho não rằng bạn có quá nhiều chất béo và bạn nên ăn ít hơn để trở về điểm xuất phát". "Nếu bạn có quá ít chất béo và leptin thấp, điều đó sẽ kích thích sự thèm ăn để đưa bạn trở về điểm xuất phát".

Ông cho biết, ở những người béo phì, nhiệt độ cơ thể - hay mức nhiệt độ mà cơ thể muốn duy trì - quá cao.

Tất cả những điều này đặt ra một câu hỏi quan trọng: Đầu tiên, các mạch và đường dẫn này hoạt động không bình thường như thế nào?

Điều gì làm não bị tổn thương?

Các nhà khoa học đồng ý rằng gen đóng một vai trò nhất định. 

Các nghiên cứu cho thấy di truyền chiếm tới 75% sự khác biệt về chỉ số khối cơ thể (BMI) của con người, trong đó một số tổ hợp gen nhất định làm tăng nguy cơ béo phì trong những môi trường cụ thể. 

Trong khi hàng trăm gen được cho là có tác động nhỏ, thì khoảng một chục gen riêng lẻ được cho là có tác động lớn. (Đáng chú ý, hầu hết đều ảnh hưởng đến chức năng não.) Ví dụ, khoảng 6% số người bị béo phì nghiêm trọng từ nhỏ có đột biến ở gen có tên là MC4R (thụ thể melanocortin 4), gen này ảnh hưởng đến tín hiệu leptin.

Tuy nhiên, theo nhà dịch tễ học Deirdre Tobias, ScD, phó giáo sư y khoa tại Trường Y Harvard, thì yếu tố di truyền không thể là nguyên nhân duy nhất dẫn đến tình trạng béo phì gia tăng ở Hoa Kỳ trong 50 năm qua.

Ở cấp độ dân số, "gen của chúng ta không thay đổi nhiều trong vòng chưa đầy một thế hệ", bà nói.

Nhưng nguồn cung cấp thực phẩm của chúng ta thì có.

Thực phẩm siêu chế biến – thực phẩm chứa dầu hydro hóa, xi-rô ngô có hàm lượng fructose cao, chất tạo hương vị, chất nhũ hóa và các thành phần sản xuất khác – hiện chiếm khoảng 60% nguồn cung cấp thực phẩm.

Tobias cho biết: "Các bằng chứng khá nhất quán cho thấy có điều gì đó trong những thực phẩm này có thể gây ra bệnh béo phì". 

Trong một nghiên cứu năm 2019, Hall và các đồng nghiệp đã đưa 20 người đàn ông và phụ nữ vào một trung tâm nghiên cứu để sống trong một tháng và kiểm soát chặt chẽ lượng thức ăn và hoạt động của họ. Một nhóm được cung cấp các bữa ăn với 80% lượng calo từ thực phẩm siêu chế biến. Nhóm còn lại được cung cấp các bữa ăn không có thực phẩm chế biến. 

Ba bữa ăn hàng ngày đều có lượng calo, đường, chất béo, chất xơ và carbohydrate giống nhau, và mọi người được yêu cầu ăn nhiều tùy thích.

Những người ăn chế độ siêu chế biến ăn nhiều hơn khoảng 500 calo mỗi ngày, ăn nhanh hơn và tăng cân. Những người ăn chế độ không chế biến đã giảm cân.

Hall cho biết: “Đây là một ví dụ điển hình về việc khi bạn có thể thay đổi môi trường thực phẩm, bạn có thể tạo ra những thay đổi thực sự đáng kể trong lượng thức ăn nạp vào mà mọi người thậm chí không nhận ra rằng họ đang ăn quá nhiều”. 

Không rõ lý do tại sao những loại thực phẩm tương đối mới lạ này có thể gây ra tình trạng ăn quá nhiều. Có thể là do độ giòn, thiếu nước, sự cân bằng giữa đường/muối/chất béo, kết cấu dễ ăn của chúng hoặc một lý do nào khác. 

Một số nghiên cứu cho thấy rằng thực phẩm này có thể gây trở ngại cho quá trình truyền tín hiệu từ ruột đến não, báo cho não biết rằng bạn đã no.

Tiến sĩ Dana Small, nhà khoa học thần kinh tại Đại học Yale, đã viết trong một bài báo khoa học gần đây trên tạp chí Science rằng: "Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy hàm lượng dinh dưỡng trong thực phẩm chế biến không được truyền tải chính xác đến não" .

Đáng lo ngại hơn nữa: Một số nghiên cứu trên động vật cho thấy thực phẩm chế biến có thể lập trình lại não bộ khiến não không thích thực phẩm lành mạnh.

Và một khi những thay đổi này xảy ra trong não, rất khó để đảo ngược.

“Vấn đề là não của chúng ta không được lập trình cho việc này,” Halpern nói. “Chúng ta không tiến hóa để ăn những thức ăn chúng ta đang ăn, vì vậy não của chúng ta thích nghi, nhưng nó thích nghi theo cách tiêu cực khiến chúng ta gặp rủi ro.”

Tobias cho biết đó là lý do tại sao việc thay đổi môi trường thực phẩm thông qua chính sách công phải là một phần của giải pháp chống béo phì.

Kỷ nguyên mới của các giải pháp dựa trên não bộ

Vào mùa xuân năm 2021, sau nhiều năm cố gắng và thất bại trong việc giảm cân thông qua mô hình "di chuyển nhiều hơn, ăn ít hơn", Michael Smith bắt đầu dùng một loại thuốc có tên là Vyvanse. Loại thuốc này đã được chấp thuận vào năm 2008 để điều trị chứng rối loạn tăng động giảm chú ý, nhưng vì nó cũng ảnh hưởng đến mức độ hormone dopamine và norepinephrine để giảm cảm giác thèm ăn, nên hiện nay nó thường được kê đơn cho chứng rối loạn ăn uống vô độ.

Smith cho biết: “Đó chính là cách tôi giảm được 60 đến 70 pound đầu tiên của mình”.

Vài tháng sau, khi sức khỏe đã ổn định, anh đã phẫu thuật để thu nhỏ dạ dày – một quyết định mà hiện tại anh phải cân nhắc lại. 

Mặc dù nó giúp anh ấy không ăn quá nhiều trong một thời gian, nhưng cơn thèm gà rán và kẹo dẻo lại quay trở lại sau vài tháng.

Bác sĩ của ông, Tiến sĩ Y khoa Fatima Cody Stanford, đã kê cho ông loại thuốc thứ hai: semaglutide, hay Wegovy, loại thuốc tiêm hàng tuần được chấp thuận để giảm cân vào năm 2021. Thuốc này có tác dụng, một phần, bằng cách mô phỏng peptide giống glucagon-1 (GLP-1), một loại hormone quan trọng trong ruột giúp não biết rằng bạn đã no. 

Cân nặng lại bắt đầu giảm đi.

Câu chuyện thành công của Smith chỉ là một trong số nhiều câu chuyện mà Stanford, một bác sĩ khoa học chuyên về bệnh béo phì tại Harvard, đã nghe được tại văn phòng của mình trong những năm gần đây.

“Tôi không tin những loại thuốc này là thuốc chữa bách bệnh,” bà nói. “Có những người không đáp ứng, và đó là những bệnh nhân tôi cho ngừng dùng thuốc. Nhưng đối với những người đáp ứng cao, và có rất nhiều người trong số họ, họ nói với tôi rằng, 'Ôi trời ơi. Lần đầu tiên trong đời, tôi không còn liên tục nghĩ đến việc ăn uống nữa. Cuộc sống của tôi đã thay đổi.'”

Một cách tiếp cận đa hướng

Halpern, tại Penn, cũng đã nghe được những câu chuyện thành công.

Trong những năm gần đây, ông đã cấy điện cực cố định vào não của ba người mắc chứng béo phì cấp độ III hoặc nghiêm trọng và rối loạn ăn uống vô độ. 

Tất cả đều đã thử tập thể dục, ăn kiêng, tham gia nhóm hỗ trợ, dùng thuốc và phẫu thuật giảm cân nhưng đều không có kết quả.

Các điện cực điều chỉnh một khu vực ở trung tâm não gọi là nhân accumbens, trong các nghiên cứu trên chuột đã chứng minh rằng nhân này có thể làm giảm cơn thèm ăn khi được kích thích.

Cho đến nay, cả ba đều thấy được kết quả khả quan.

“Không phải là tôi không nghĩ đến đồ ăn chút nào,” một trong số họ, Robyn Baldwin, nói với tờ The New York Times. “Nhưng tôi không còn là người thèm ăn nữa.”

Halpern hiện đang mở rộng thử nghiệm cho nhiều bệnh nhân hơn và hy vọng có thể thử nghiệm ở các vùng khác của não, bao gồm cả những vùng liên quan đến trí nhớ.

Ông hình dung một ngày nào đó những người bị béo phì nghiêm trọng, không đáp ứng được các phương pháp điều trị thông thường, có thể đến phòng khám và được đánh giá các mạch não để xem mạch nào có thể bị trục trặc.

Nhiều người có thể tìm thấy sự giải tỏa bằng cách kích thích não không xâm lấn, như kích thích từ xuyên sọ (đã được sử dụng để điều trị chứng trầm cảm). Những người khác có thể cần một phương pháp tiếp cận cực đoan hơn, như liệu pháp kích thích não sâu hay DBS mà Halpern đã sử dụng.

“Rõ ràng là DBS rất khó mở rộng quy mô, vì vậy nó phải dành riêng cho những bệnh nhân nghiêm trọng nhất”, ông nói.

Tuy nhiên, không phải ai cũng tin rằng thuốc và phẫu thuật não là giải pháp. 

David Ludwig, MD, PhD, giáo sư dinh dưỡng tại Trường Y tế Công cộng Harvard, thừa nhận rằng "tất nhiên" não ảnh hưởng đến thành phần cơ thể. Nhưng đối với ông, giải thích béo phì là bệnh não là quá đơn giản, bỏ qua các yếu tố chuyển hóa như xu hướng tích trữ quá nhiều chất béo.

Ông lưu ý rằng rất khó để các công ty dược phẩm hoặc bất kỳ cơ quan nào tài trợ cho các thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn về những điều đơn giản như chế độ ăn ít carbohydrate hoặc chương trình tập thể dục.

"Chúng ta cần tất cả các công cụ có thể có trong cuộc chiến chống lại nạn béo phì, và các công nghệ mới đáng để khám phá", ông nói. "Tuy nhiên, sự thành công của các loại thuốc này không nên khiến chúng ta giảm ưu tiên cho các biện pháp can thiệp về chế độ ăn uống và lối sống". 

Stanford, người đã nhận được phí tư vấn từ Wegovy, tin rằng tương lai của việc điều trị nằm ở phương pháp tiếp cận đa hướng, bao gồm phẫu thuật, dùng thuốc và thay đổi lối sống để tạo nên sự thuyên giảm lâu dài nhưng mong manh.

“Thật không may, không có cách chữa khỏi bệnh béo phì”, Stanford, người thường xuyên gặp phải những thất bại và phải thử những chiến lược mới, cho biết. “Có những phương pháp điều trị có hiệu quả trong một thời gian, nhưng chúng liên tục chống lại nguồn gốc này trong não”.

Smith cho biết hiểu được điều này đã đóng góp lớn vào thành công của ông.

Anh ấy hiện gầy hơn và khỏe mạnh hơn, cao 5 feet 6 inch và nặng 204 pound. Ngoài việc uống thuốc, anh ấy còn đi bộ đến nơi làm việc, đến phòng tập thể dục hai lần một tuần, hạn chế khẩu phần ăn và cố gắng thay đổi cách anh ấy nghĩ về thực phẩm, coi đó là nhiên liệu thay vì là sự nuông chiều bản thân.

Đôi khi, khi nhìn vào gương, anh nhớ lại bản thân nặng 380 pound của mình, và điều đó làm anh sợ. Anh không muốn quay lại đó nữa. Bây giờ anh tự tin rằng mình sẽ không phải làm vậy nữa.

“Có một quan niệm sai lầm rằng bạn chỉ cần đặt nĩa xuống, nhưng tôi đang học được rằng nó phức tạp hơn thế,” anh ấy nói. “Tôi dự định coi đây là một căn bệnh và làm những gì tôi cần để chống lại nó để tôi có thể giữ được thực tế mới mà tôi đã xây dựng cho chính mình.”

NGUỒN:

Michael Smith, 32 tuổi, Boston.

Phòng khám y khoa Bắc Mỹ : “Duy trì cân nặng đã giảm và quản lý lâu dài tình trạng béo phì.”

Medscape: “Mặt trái của thuốc chủ vận thụ thể GLP-1 là gì?”

Tiến sĩ Casey Halpern, phó giáo sư phẫu thuật thần kinh, Đại học Pennsylvania.

Kevin Hall, Tiến sĩ, nhà nghiên cứu về bệnh béo phì, Viện Quốc gia về Bệnh tiểu đường, Tiêu hóa và Thận.

Tạp chí Lancet: “Dopamine não và bệnh béo phì.”

MedRxiv: “Trọng lượng dopamine ở vân não có liên quan tích cực đến chỉ số khối cơ thể ở người được xác định bằng PET sử dụng chất đánh dấu đối kháng thụ thể dopamine loại 2 kép.”

Mireille Serlie, MD, PhD, nhà nghiên cứu về béo phì, Trường Y Yale.

Thiên nhiên : “Một mạng lưới phụ tăng cảm giác thèm ăn trong hồi hải mã của con người.”

Jeffrey Friedman, MD, PhD, nhà di truyền học, Đại học Rockefeller.

Deirdre Tobias, Tiến sĩ Khoa học, nhà dịch tễ học; phó giáo sư y khoa, Trường Y Harvard.

Dana Small, Tiến sĩ, nhà khoa học thần kinh, Trường Y Yale.

Tiến sĩ Fatima Cody Stanford, bác sĩ-nhà khoa học chuyên ngành béo phì, Trường Y Harvard.

Tờ New York Times : “Mạch máu lên não và chứng ăn uống vô độ của 2 người phụ nữ đã biến mất.”

David Ludwig, Tiến sĩ, Bác sĩ, Giáo sư dinh dưỡng, Trường Y tế Công cộng Harvard.