Các nhà nghiên cứu phát hiện hệ vi sinh đường ruột không chỉ hỗ trợ cơ thể sản xuất serotonin theo cơ chế gián tiếp, mà một số vi khuẩn còn có thể trực tiếp tổng hợp chất này. Đáng chú ý, hai chủng lợi khuẩn được xác định trong nghiên cứu chỉ tạo ra serotonin khi cùng hiện diện, cho thấy vai trò của sự tương tác trong toàn bộ hệ sinh thái đường ruột.

Theo ông Kim Seok-jin, Giám đốc Good Bacteria Research Institute, đây là kết quả từ nghiên cứu mới nhất của nhóm giáo sư Fredrik Backhed tại Đại học Gothenburg, Thụy Điển, được công bố trên tạp chí Cell Reports vào tháng 10/2025.

Serotonin là chất tham gia điều hòa cảm xúc, nhu động ruột, giấc ngủ và cảm giác thèm ăn. Khoảng 90% lượng serotonin trong cơ thể được tạo ra tại các tế bào niêm mạc ruột. Trước đây, giới học thuật chủ yếu cho rằng vi khuẩn đường ruột chỉ góp phần gián tiếp vào quá trình này, thông qua các axit béo chuỗi ngắn sinh ra khi phân giải chất xơ để kích thích tế bào ruột sản xuất serotonin.

Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy vi khuẩn đường ruột cũng có thể trực tiếp tổng hợp serotonin.

Khi nuôi cấy và theo dõi hệ vi sinh đường ruột của người khỏe mạnh, nhóm nghiên cứu xác định hai chủng thuộc Lactobacillus là Limosilactobacillus mucosae và Ligilactobacillus ruminis có khả năng trực tiếp tổng hợp serotonin thông qua quá trình chuyển hóa. Dù vậy, serotonin không được phát hiện ở từng chủng khi được nuôi cấy riêng lẻ.

Kết quả cho thấy enzyme tổng hợp serotonin ở chủng mucosae chỉ hoạt động hiệu quả khi có sự hiện diện của chủng ruminis. Nói cách khác, hai chủng lợi khuẩn này chỉ tạo ra serotonin khi tồn tại đồng thời.

Cơ chế trên cũng được tái hiện trong thí nghiệm trên động vật. Khi đồng thời đưa hai chủng này vào chuột vô khuẩn, nồng độ serotonin trong phân tăng lên, mật độ tế bào thần kinh ruột cao hơn và thời gian vận chuyển trong ruột vốn bất thường trở lại mức bình thường.

Nghiên cứu được đánh giá là mang lại thêm manh mối quan trọng cho việc lý giải và điều trị hội chứng ruột kích thích (IBS) — căn bệnh liên quan chặt chẽ đến rối loạn điều hòa serotonin trong ruột và thường đi kèm các triệu chứng như đau bụng, tiêu chảy hoặc táo bón.

Khi phân tích mẫu phân của bệnh nhân IBS, nhóm nghiên cứu ghi nhận tỷ lệ phát hiện của chủng mucosae thấp hơn đáng kể so với người khỏe mạnh. Kết quả này cho thấy sự thiếu hụt một chủng vi khuẩn then chốt có khả năng trực tiếp tổng hợp serotonin có thể liên quan đến rối loạn vận động ruột.

Ông Kim Seok-jin cho rằng phát hiện trên cho thấy giá trị của hệ vi sinh đường ruột không nằm ở từng chủng riêng lẻ, mà ở cách các vi khuẩn tương tác như một hệ sinh thái. Theo ông, thay vì chỉ tập trung vào một chủng cụ thể, cần duy trì hệ sinh thái đường ruột khỏe mạnh bằng cách bổ sung đều đặn chất xơ và thực phẩm lên men để tạo điều kiện cho các chủng lợi khuẩn phối hợp với nhau.