Nhiều người bắt đầu ngày mới bằng một ly cà phê đậm đặc để tìm kiếm sự tỉnh táo, coi đây là thói quen không thể thiếu. Dù vậy, không ít người sau khi uống lại cảm thấy tim đập nhanh, bồn chồn, dạ dày cồn cào hoặc trằn trọc mất ngủ suốt đêm. Liệu cà phê có thực sự an toàn và phù hợp cho tất cả mọi người sử dụng hằng ngày?
Câu trả lời là không. Phản ứng của cơ thể đối với thức uống này có sự khác biệt rất lớn giữa các cá nhân [1], [2]. Y học hiện đại xác định có ít nhất 4 nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng hoặc phải cắt giảm lượng caffeine dung nạp mỗi ngày, bao gồm người chuyển hóa caffeine chậm do cơ địa gen, người mắc bệnh lý trào ngược đang dùng thuốc ức chế tiết axit, người có cơ địa dễ lo âu và người bị mất ngủ kinh niên [1], [3].
Cơ chế tác động của caffeine trong cơ thể
Khi đi vào cơ thể, caffeine được hấp thu nhanh chóng và phát huy tác dụng kích thích chính thông qua cơ chế đối kháng các thụ thể adenosine tại hệ thần kinh trung ương [4]. Adenosine vốn là chất dẫn truyền thần kinh tạo cảm giác mệt mỏi và buồn ngủ tự nhiên khi tích tụ đủ trong ngày. Bằng cách ngăn chặn thụ thể này, caffeine kích hoạt một chuỗi phản ứng sinh lý giúp tăng cường sự tập trung, tăng mức độ tỉnh táo và giảm cảm giác mệt mỏi tạm thời [4].
Sau khi phát huy tác dụng, phần lớn lượng caffeine đưa vào cơ thể phải trải qua quá trình chuyển hóa tại gan. Quá trình phân giải và loại bỏ này được điều hòa chủ yếu bởi enzyme mang tên cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) [2], [5]. Tốc độ hoạt động của enzyme này quyết định việc lượng chất kích thích tồn lưu trong dòng máu kéo dài hay ngắn [2], [5].
Bên cạnh đó, việc caffeine cạnh tranh hoặc ức chế chuyển hóa qua con đường enzyme CYP1A2 cũng có thể làm thay đổi nồng độ của các hợp chất sinh học khác trong cơ thể, điển hình là melatonin - hormone chịu trách nhiệm điều hòa chu kỳ ngủ thức tự nhiên [6]. Sự nhạy cảm của các thụ thể adenosine, đặc biệt liên quan đến gen ADORA2A, cũng chi phối trực tiếp mức độ kích thích thần kinh ở mỗi người [1], [7].
Bằng chứng khoa học về sự khác biệt đáp ứng caffeine
Sự phản ứng trái ngược nhau giữa những người uống cà phê không phải do ngẫu nhiên mà chịu sự chi phối chặt chẽ bởi các yếu tố di truyền và tương tác sinh hóa [1], [4].
Tổng quan hệ thống công bố năm 2023 đánh giá 22 công trình nghiên cứu trên người lớn khỏe mạnh (gồm 15 thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng, 6 nghiên cứu cắt ngang và 1 nghiên cứu liên kết toàn bộ bộ gen) cho thấy tính đa hình ở gen CYP1A2 liên quan đến hiệu suất nhận thức, trong khi các biến thể ở gen thụ thể ADORA2A liên quan mật thiết đến trạng thái lo âu và tình trạng rối loạn giấc ngủ hoặc mất ngủ [1]. Tổng quan này khẳng định biến thiên di truyền ở hai gen trên điều hòa trực tiếp mối liên hệ giữa việc dùng caffeine và các tác động lên não bộ [1].
Một thử nghiệm bắt chéo ngẫu nhiên công bố năm 2020 trên 18 người trưởng thành sử dụng caffeine liều 3 mg/kg thể trọng hoặc giả dược đã đánh giá khả năng vận động và độ tập trung chú ý (PVT) [8]. Kết quả cho thấy tác dụng cải thiện độ tỉnh táo tâm thần vận động của caffeine ở người có kiểu gen chuyển hóa nhanh qua CYP1A2 vượt trội rõ rệt so với người chuyển hóa chậm, thể hiện qua thời gian phản ứng khi vận động (-18 ± 9 mili-giây so với -1.0 ± 11 mili-giây) cũng như số lần mất tập trung lúc nghỉ (-3.8 ± 2.7 lần so với +0.4 ± 0.9 lần) với mức ý nghĩa thống kê P < 0.05 [8]. Tuy nhiên, nghiên cứu này ghi nhận caffeine làm tăng hiệu suất bài tập đạp xe 15 phút (P < 0.001) nhưng không có sự khác biệt giữa các nhóm kiểu gen CYP1A2 hay ADORA2A [8].
Một phân tích tổng hợp quy mô lớn vào năm 2018 trên tổng cộng 3.570 cá nhân xác nhận tính đa hình -163C>A (rs762551) có ảnh hưởng mang tính chức năng lên khả năng cảm ứng hoạt tính enzyme CYP1A2 ở người, trong đó người mang kiểu gen đồng hợp tử hoặc dị hợp tử có hoạt tính enzyme cao hơn đáng kể so với người mang kiểu gen gốc (SMD lần lượt là 0.40 và 0.32) [5].
Về mặt tương tác dược lý, một nghiên cứu bắt chéo 3 giai đoạn trên 12 người tình nguyện khỏe mạnh năm 2006 chỉ ra rằng dùng 200 mg caffeine có thể gây ức chế chuyển hóa melatonin qua enzyme CYP1A2, dẫn tới việc nồng độ melatonin sau uống 1.5 giờ ở hai tình nguyện viên tăng vọt gấp khoảng 4 lần khi uống caffeine trước đó 12 giờ [6]. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự kiêng caffeine trong 24 giờ là cần thiết để loại bỏ ảnh hưởng gây nhiễu lên chuyển hóa [6].
Đối với tương tác thuốc điều trị dạ dày, một thử nghiệm năm 2002 trên 12 người có khả năng chuyển hóa rộng dùng liều 120 mg omeprazole mỗi ngày trong 7 ngày phát hiện ra rằng omeprazole làm thay đổi tỷ lệ caffeine huyết tương sau khi dùng liều thử 200 mg caffeine [3]. Vào ngày thứ 9, mức độ cảm ứng enzyme CYP1A2 giữa nhóm mang kiểu gen CYP1A2*1F/1F và CYP1A21C/*1F có sự khác biệt rất lớn (tăng 48% ± 20% so với 19% ± 20%, P < 0.05), chứng minh thuốc này tương tác làm thay đổi đáng kể hoạt tính phân giải caffeine dựa trên kiểu gen [3].
Nhận diện 4 nhóm người cần thận trọng
Dựa trên các cơ chế và bằng chứng nghiên cứu hiện có, 4 nhóm người sau đây cần đặc biệt lưu ý khi có thói quen tiêu thụ cà phê hằng ngày:
Người mang kiểu gen chuyển hóa caffeine chậm: Những người mang các biến thể gen CYP1A2 làm giảm hoạt tính hoặc giảm tính cảm ứng của enzyme (như người mang alen C) sẽ đào thải caffeine ra khỏi máu chậm hơn bình thường [4], [5], [7]. Nếu người chuyển hóa nhanh tận dụng được ưu thế tăng tỉnh táo và phản xạ thần kinh thì người chuyển hóa chậm hầu như không nhận được các lợi ích nhận thức này [8]. Nguy hiểm hơn, việc chất kích thích tồn lưu lâu trong máu khi uống đều đặn có thể gây quá tải chuyển hóa, làm giảm hiệu suất vận động hoặc gây cảm giác mệt mỏi kéo dài [4], [7].
Người bị bệnh trào ngược dạ dày thực quản (GERD) đang dùng thuốc: Những người điều trị viêm loét hoặc trào ngược bằng thuốc ức chế bơm proton nhóm omeprazole sẽ phải đối mặt với tình trạng biến đổi hoạt tính enzyme CYP1A2 [3]. Tác động của omeprazole kết hợp cùng đặc điểm di truyền có thể thúc đẩy sự cảm ứng bất thường của enzyme chuyển hóa caffeine trong cơ thể [3]. Sự biến động nồng độ này khiến người bệnh vừa khó kiểm soát khả năng dung nạp chất kích thích, vừa dễ gặp các tác dụng không mong muốn nếu dùng cà phê trong giai đoạn điều trị [3].
Người có cơ địa lo âu và căng thẳng thần kinh: Dù caffeine có đặc tính kích thích tâm thần phổ biến, nó đồng thời mang đặc tính gây lo âu (anxiogenic) đã được ghi nhận rộng rãi [1]. Đa hình ở gen thụ thể ADORA2A điều hòa phản ứng lo âu trực tiếp khi tiếp xúc với caffeine [1]. Ở những người có thụ thể nhạy cảm cao, chất kích thích này dễ dàng kích hoạt trạng thái bồn chồn, đánh trống ngực, căng thẳng và hoảng hốt ngay cả ở lượng dùng thông thường [1], [7].
Người bị mất ngủ kinh niên hoặc rối loạn giấc ngủ: Caffeine làm gián đoạn giấc ngủ thông qua việc đối kháng thụ thể adenosine và can thiệp vào quá trình phân giải melatonin tự nhiên của gan qua enzyme CYP1A2 [1], [6]. Các nghiên cứu ghi nhận caffeine dùng trước đó 12 giờ vẫn có thể làm đảo lộn nồng độ melatonin trong máu ở một số người [6]. Bên cạnh đó, các biến thể di truyền ở gen ADORA2A như đa hình rs5751876 đã được chứng minh có khả năng điều hòa chu kỳ thức - ngủ, trong đó kiểu gen TT từng được ghi nhận gây ra tình trạng mất ngủ tự báo cáo, tiểu nhiều và kích thích hoạt động quá mức sau khi nạp chất kích thích [1], [7].
Giới hạn của các bằng chứng khoa học hiện tại
Mặc dù vai trò của gen đối với chuyển hóa caffeine là có thật, các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra nhiều khoảng trống dữ liệu cần cẩn trọng khi diễn giải.
Một tổng quan khoa học năm 2021 nhấn mạnh rằng các y văn hiện nay về ảnh hưởng của kiểu gen CYP1A2 lên tác dụng trợ lực của caffeine vẫn còn nhiều tranh cãi [4]. Hơn một nửa số nghiên cứu không tìm thấy sự khác biệt về phản ứng thể lực giữa các kiểu gen khác nhau [4]. Sự mâu thuẫn này bắt nguồn từ việc các nghiên cứu trước đây có thiết kế chưa đủ chặt chẽ và cỡ mẫu còn nhỏ, chưa tách biệt rõ ràng các phân nhóm kiểu gen mang alen C (AC và CC) [4].
Do đó, các chuyên gia khẳng định kết quả nghiên cứu hiện tại chưa đủ căn cứ vững chắc để đưa ra các khuyến nghị thực hành dinh dưỡng cụ thể thuần túy dựa trên bộ gen, đồng thời việc tiến hành xét nghiệm gen CYP1A2 trước khi quyết định uống cà phê là chưa thực sự cần thiết [4].
Hiểu lầm phổ biến khi dùng cà phê
Một hiểu lầm rất phổ biến là cho rằng ai uống cà phê cũng sẽ tăng cường sự nhanh nhạy của trí não. Thực tế, thử nghiệm lâm sàng đối chứng đã chứng minh những người chuyển hóa chậm hầu như không có sự cải thiện đáng kể về thời gian phản xạ hay mức độ tập trung sau khi nạp caffeine so với người chuyển hóa nhanh [8].
Nhiều người cũng tin rằng chỉ cần không uống cà phê vào buổi tối thì sẽ không ảnh hưởng tới giấc ngủ. Tuy nhiên, bằng chứng lâm sàng chỉ ra rằng tác động của liều 200 mg caffeine đến chuyển hóa chất nội tiết như melatonin vẫn có thể kéo dài sau 12 giờ dùng ở một số cá nhân, và cơ thể cần tới khoảng 24 giờ kiêng hoàn toàn để trở lại trạng thái chuyển hóa nền ổn định [6].
Ngoài ra, quan niệm cho rằng liều lượng cà phê càng cao thì hiệu quả tỉnh táo và hoạt động thể chất càng mạnh cũng không chính xác. Các dữ liệu thể thao ghi nhận trong khi người có kiểu gen TT được hưởng lợi khi tăng liều (trong ngưỡng nghiên cứu 2-9 mg/kg) thì những người mang kiểu gen CC lại có thể bị sụt giảm khả năng vận động khi dùng cùng một lượng caffeine [7].
Hướng dẫn áp dụng thực tế và an toàn
Để thưởng thức cà phê mà không gây hại cho sức khỏe tim mạch, tiêu hóa và hệ thần kinh, bạn có thể thực hiện một số bước điều chỉnh sau:
Lắng nghe phản ứng cơ thể để nhận diện tốc độ chuyển hóa: Do xét nghiệm gen đại trà chưa được khuyến nghị thực tế [4], cách đơn giản nhất là tự theo dõi. Nếu bạn uống một tách nhỏ vào buổi sáng nhưng vẫn cảm thấy tim đập thình thịch, bồn chồn hoặc mắt mở thao láo vào nửa đêm, rất có thể bạn thuộc nhóm chuyển hóa chậm hoặc có độ nhạy cảm thụ thể cao [1], [8]. Khi đó, hãy chủ động giảm số lượng hoặc chuyển sang cà phê khử caffeine (decaf).
Thiết lập khoảng cách thời gian an toàn: Người khó ngủ nên dừng hoàn toàn việc uống cà phê ít nhất 12 đến 24 giờ trước khi lên giường để đảm bảo caffeine đào thải hết và không gây ức chế chuyển hóa melatonin tự nhiên của cơ thể [6].
Cẩn trọng khi kết hợp thuốc điều trị: Bệnh nhân đang trong đợt điều trị bệnh dạ dày có sử dụng thuốc omeprazole cần thông báo với bác sĩ về thói quen uống cà phê của mình, do tương tác sinh hóa có thể làm biến đổi nồng độ enzyme phân giải caffeine trong cơ thể [3].
Kiểm soát lượng dùng vừa phải: Đối với người bình thường, việc tiêu thụ caffeine không nên vượt quá ngưỡng dung nạp an toàn của bản thân. Việc tăng lượng uống đột ngột không giúp tăng thêm năng suất mà còn có thể mang lại tác dụng tiêu cực nếu bạn mang kiểu gen bất lợi [4], [7].
Cà phê là thức uống mang lại nhiều giá trị thư giãn và tỉnh táo nếu dùng đúng cách và đúng người. Tuy nhiên, hiệu ứng sinh học của caffeine phụ thuộc rất lớn vào cơ địa enzyme, tình trạng bệnh lý và sự tương tác với các loại thuốc điều trị. Thay vì cố gắng uống theo thói quen của người khác, hãy lắng nghe tín hiệu của chính cơ thể mình để có lựa chọn an toàn nhất cho sức khỏe.
