Xanh methylen và gan nhiễm mỡ: những phát hiện từ các nghiên cứu thực nghiệm

Gan nhiễm mỡ là một tên gọi chung cho nhiều vấn đề khác nhau. Ở một người, tác nhân khởi phát là việc uống nhiều rượu kéo dài. Ở người khác, đó là nguồn dinh dưỡng dư thừa đi kèm tình trạng kháng insulin và lượng chất béo được đưa đến gan tăng lên. Dưới kính hiển vi, cả hai trường hợp đều có thể chỉ cho thấy sự tích trữ mỡ đơn thuần, nhưng các nguyên nhân ban đầu lại khác nhau. Sự khác biệt đó quyết định một thí nghiệm có thể chứng minh điều gì.

Tài liệu nghiên cứu về xanh methylen và gan nhiễm mỡ còn ít, và toàn bộ bằng chứng cho câu hỏi này đều ở giai đoạn tiền lâm sàng. Ba nghiên cứu trên chuột cống và chuột nhắt được trích dẫn thường xuyên nhất không cùng dẫn đến một kết luận. Một nghiên cứu cho ăn ethanol đã điều chỉnh được sự thay đổi oxy hóa khử nhưng không làm thay đổi lượng mỡ trong gan. Một nghiên cứu về chế độ ăn nhiều chất béo ghi nhận lượng mỡ trong gan giảm cùng với sự thay đổi tín hiệu. Một nghiên cứu trên động vật khỏe mạnh cho thấy kết quả peroxy hóa lipid trái ngược giữa gan và thận. Khi đọc cùng nhau, các nghiên cứu này cho thấy vì sao cần tách biệt ba tiêu chí đánh giá: thay đổi oxy hóa khử, hoạt hóa tín hiệu và tích tụ mỡ trong mô.

Ba tiêu chí đánh giá dễ bị nhầm lẫn

Một chỉ số oxy hóa khử mô tả cách xử lý electron. Tỷ lệ NAD+ trên NADH trong gan cho biết môi trường tế bào tương đối thiên về trạng thái oxy hóa hay trạng thái khử. Quá trình oxy hóa ethanol chuyển NAD+ thành NADH, nên uống rượu kéo dài làm tỷ lệ này giảm xuống. Một chất nhuộm nhận electron có thể làm tỷ lệ đó tăng trở lại. Đây là một hiện tượng hóa học, không phải bằng chứng cho thấy lượng mỡ tích trữ giảm.

Một chỉ số tín hiệu mô tả sự điều hòa. SIRT1 là một enzyme điều hòa phụ thuộc NAD+, có khả năng biến đổi các protein tham gia vào chức năng ty thể và xử lý lipid. AMPK đóng vai trò cảm biến tình trạng năng lượng thấp; khi được hoạt hóa, nó thúc đẩy oxy hóa nhiên liệu và hạn chế tổng hợp lipid. Khi một bài báo ghi nhận xanh methylen hoạt hóa SIRT1 ở gan, bài báo đó đang ghi nhận một thay đổi về điều hòa. Nó chưa ghi nhận kết quả trên bệnh nhân.

Một chỉ số mô học hoặc sinh hóa mô tả chính lá gan. Các ví dụ thường gặp gồm hàm lượng triglyceride trên mỗi gram mô, nhuộm Oil Red O để đánh giá mỡ trung tính, đánh giá hiện tượng phồng tế bào và tổn thương bằng nhuộm hematoxylin và eosin, cùng hoạt tính ALT trong huyết tương. Chỉ nhóm thứ ba này mới trả lời được liệu tình trạng gan nhiễm mỡ có cải thiện nhờ xanh methylen trong thí nghiệm đó hay không.

Tách biệt các nhóm này giúp tránh cách hiểu sai phổ biến nhất: kết quả thuận lợi về oxy hóa khử hoặc tín hiệu không đồng nghĩa với việc gan bớt nhiễm mỡ.

Mô hình ethanol: điều chỉnh được oxy hóa khử, lượng mỡ không đổi

Kết quả âm tính rõ ràng nhất đến từ một nghiên cứu cho chuột cống Wistar đực ăn ethanol kéo dài. Động vật được cung cấp ethanol trong khẩu phần lỏng, với tỷ lệ tăng lên đến 36 phần trăm tổng năng lượng; nhóm đối chứng được cho ăn lượng tương ứng và nhận glucose thay cho phần năng lượng từ ethanol. Một nhóm dùng ethanol và một nhóm đối chứng cũng được dùng xanh methylen ở mức 130 mg trên mỗi lít khẩu phần, khoảng 42 mg trên mỗi kg mỗi ngày, từ ngày 5 đến ngày 30.

Trạng thái oxy hóa khử được ước tính từ các cặp chất chuyển hóa tiêu chuẩn: lactate trên pyruvate cho bào tương và 3-hydroxybutyrate trên acetoacetate cho ty thể. Trong giai đoạn đầu của việc cho ăn ethanol liều cao, các nhóm dùng ethanol có những thay đổi lớn: tỷ lệ NAD+ trên NADH trong bào tương giảm khoảng 62 phần trăm và trong ty thể giảm khoảng 71 phần trăm, đồng thời glycerol 3-phosphate tăng. Xanh methylen đảo ngược phần lớn các thay đổi đó và đưa glycerol 3-phosphate trở về gần mức đối chứng, mà không làm thay đổi lượng ethanol tiêu thụ, mức tăng cân hay ethanol trong huyết thanh.

Lượng mỡ trong gan lại cho thấy một bức tranh khác. Vào ngày 12, trước khi mỡ tích tụ đáng kể, triglyceride không khác nhau giữa các nhóm. Vào ngày 27, các nhóm dùng ethanol có mức triglyceride tăng mạnh, bất kể có dùng xanh methylen hay không. Vào ngày 30, tổng lipid tăng khoảng 89 phần trăm và triglyceride tăng khoảng 196 phần trăm ở động vật được cho ăn ethanol; một lần nữa, chất nhuộm không ảnh hưởng đến các mức này. Tình trạng thâm nhiễm mỡ quanh trung tâm tiểu thùy trông giống nhau dù có hay không có can thiệp. Các tác giả kết luận rằng sự thay đổi oxy hóa khử do ethanol không phải là nguyên nhân chính gây gan nhiễm mỡ sau khi cho ăn kéo dài trong mô hình này. Việc phân biệt cách các phát hiện trên động vật và tế bào có thể được suy rộng sang nguy cơ ở người rất hữu ích ở đây: một cơ chế có thể thực sự tồn tại nhưng vẫn không chi phối kết quả.

Đây là nghiên cứu nên trích dẫn khi có người khẳng định rằng bất kỳ sự điều chỉnh oxy hóa khử nào cũng phải loại bỏ mỡ trong gan. Trong thiết kế nghiên cứu này, điều đó đã không xảy ra.

Mô hình chuyển hóa: thay đổi tín hiệu cùng với giảm mỡ ở chuột nhắt

Một bức tranh khác xuất hiện trong nghiên cứu trên tế bào gan và chuột nhắt ăn chế độ nhiều chất béo, được xây dựng xoay quanh SIRT1 và AMPK. Trong tế bào HepG2, tế bào AML-12 và tế bào gan chuột cống nguyên phát, xanh methylen làm tăng tỷ lệ NAD+ trên NADH, tăng protein SIRT1, giảm acetyl hóa yếu tố điều hòa PGC-1alpha, tăng hàm lượng DNA ty thể và mức tiêu thụ oxy, đồng thời hoạt hóa AMPK với sự gia tăng CPT-1 và PPARalpha ở hạ nguồn. Khi biểu hiện SIRT1 bị làm giảm, hoạt hóa AMPK không còn xuất hiện, qua đó liên kết chuỗi tác động này với SIRT1 trong hệ tế bào đó. Chất nhuộm cũng chống lại các tín hiệu tạo lipid do chất chủ vận LXR T0901317 và do tiếp xúc với palmitate, bao gồm sự cảm ứng SREBP-1c, FAS và ACC.

Phần nghiên cứu trên động vật sử dụng chuột nhắt C57BL/6 đực được cho ăn chế độ chứa 60 phần trăm chất béo trong 8 tuần, với xanh methylen dùng đường uống bốn lần mỗi tuần trong 4 tuần cuối ở mức 3 hoặc 10 mg trên mỗi kg mỗi ngày. Chuột được can thiệp có mức nhuộm Oil Red O thấp hơn, triglyceride trong gan thấp hơn, ít phồng tế bào và thoái hóa mỡ hơn trên mô học, cùng ALT huyết tương thấp hơn so với chuột ăn chế độ nhiều chất béo không được can thiệp. Phân tích dược động học trong cùng bài báo ghi nhận sinh khả dụng đường uống khoảng 31 đến 35 phần trăm, với hấp thu qua ruột gần như hoàn toàn nhưng chuyển hóa đáng kể, và tỷ lệ nồng độ mô trên huyết tương cao nhất ở gan. Điều này khiến tác động tại gan ít nhất cũng có cơ sở hợp lý xét về phân bố.

Đó là một tín hiệu thực sự về giảm nhiễm mỡ, nhưng phạm vi của nó rất hẹp. Đây là thí nghiệm ngắn hạn trên chuột nhắt với 9 đến 10 con mỗi nhóm, một chế độ ăn, hai liều và bốn tuần can thiệp. Nghiên cứu khảo sát tình trạng nhiễm mỡ do chuyển hóa và các đặc điểm của viêm gan nhiễm mỡ, không phải bệnh liên quan đến rượu; nghiên cứu cũng không khảo sát xơ gan, đảo ngược xơ hóa hay bất kỳ kết quả nào ở người. Vai trò của các chỉ số ty thể và oxy hóa khử khi diễn giải những kết quả như vậy là xác định chúng như bằng chứng hỗ trợ một giả thuyết, chứ không phải căn cứ cho một liều dùng hay phác đồ.

Lát cắt về mô khỏe mạnh: cùng liều, tác động trái ngược giữa các cơ quan

Một nghiên cứu thứ ba thường được đưa vào các lập luận về gan dù không phù hợp với mục đích đó. Trong một thí nghiệm 30 ngày trên chuột cống Wistar cái khỏe mạnh, năm con được dùng xanh methylen 1 mM trong nước uống và năm con làm đối chứng. Superoxide dismutase, catalase và glutathione dạng khử không thay đổi trong gan hoặc thận. Peroxy hóa lipid tăng nhẹ ở gan và giảm ở thận. ALT và creatinine huyết thanh giảm, trong khi nitơ urê máu không thay đổi.

Cách diễn giải trung thực là tác động đặc hiệu theo mô ở động vật khỏe mạnh, không phải điều trị bệnh. Cùng một mức phơi nhiễm cho thấy xu hướng gây oxy hóa nhẹ theo một chỉ dấu ở gan và xu hướng bảo vệ nhẹ theo chính chỉ dấu đó ở thận, trong khi các cơ chế bảo vệ chống oxy hóa thông thường không thay đổi. Với năm con mỗi nhóm và không có mô hình bệnh, bài báo này cảnh báo không nên gọi xanh methylen là một chất chống oxy hóa cho gan nói chung. Nó cũng cho thấy vì sao những thay đổi men gan cần được đặt trong một bối cảnh bệnh xác định trước khi có thể được hiểu là sự cải thiện.

So sánh ba thí nghiệm về gan

Bảng này làm rõ điểm chính. Chất nhuộm xanh tương tự, nhưng sinh học khác nhau. Nghiên cứu ethanol tách biệt thành công về oxy hóa khử với thất bại trong giảm mỡ. Nghiên cứu chế độ ăn ghi nhận cả thay đổi tín hiệu và cải thiện lượng mỡ trong cùng một mô hình. Nghiên cứu trên động vật khỏe mạnh cho thấy các chỉ dấu oxy hóa khử có thể thay đổi theo hướng trái ngược tùy cơ quan.

Vì sao không thể từ đó đưa ra khẳng định về điều trị

Không nghiên cứu nào trong số này tuyển người bị gan nhiễm mỡ. Liều, đường dùng và thời gian khác nhau giữa các bài báo, và không thể chuyển thành phác đồ cho người bằng cách quy đổi đơn giản. Cỡ nhóm nhỏ, đặc biệt là ba con cho mỗi thời điểm đánh giá oxy hóa khử trong nghiên cứu ethanol và năm con mỗi nhóm trong nghiên cứu trên động vật khỏe mạnh, khiến mức độ bất định vẫn đáng kể. Giới tính, dòng động vật, thành phần khẩu phần và thời điểm can thiệp so với thời điểm tổn thương đều khác nhau. Hai mô hình bệnh cũng đại diện cho các nguyên nhân ban đầu khác nhau, nên kết quả tích cực từ chế độ ăn không thể bù đắp cho kết quả âm tính với ethanol, hoặc ngược lại.

Với bất kỳ ai đã được chẩn đoán mắc bệnh gan, điều cần ưu tiên tìm hiểu là các thận trọng hơn là khả năng điều trị. Tổng quan về các thận trọng đối với thận và gan khi dùng xanh methylen giải thích vì sao suy giảm chức năng cơ quan làm thay đổi những câu hỏi về an toàn, ngay cả khi một bài báo trên động vật có kết quả thuận lợi. Hãy mang thông tin chẩn đoán, xét nghiệm gần đây, sản phẩm cụ thể và đường dùng, cùng danh sách đầy đủ các thuốc đến trao đổi với bác sĩ; đồng thời hỏi bằng chứng nào hỗ trợ việc dùng sản phẩm đó cho mục đích đó ở người có mức suy giảm chức năng như vậy.

Tóm lại: xanh methylen làm thay đổi trạng thái oxy hóa khử trong gan ở một mô hình ethanol mà không giảm lượng mỡ tích trữ, hoạt hóa SIRT1 và AMPK đồng thời giảm mỡ ở một mô hình chuyển hóa trên chuột nhắt, và cho thấy tác động oxy hóa khử đặc hiệu theo cơ quan ở chuột cống khỏe mạnh. Đây là những hướng gợi mở cho nghiên cứu, không phải một phương pháp điều trị gan nhiễm mỡ đã được xác lập.