Sau một ngày làm việc kéo dài, nhiều người thường có thói quen quây quần bên mâm cơm tối muộn, thậm chí ăn thêm bữa đêm trước khi đi ngủ. Thói quen này tưởng chừng chỉ ảnh hưởng đôi chút đến cân nặng, nhưng trên thực tế lại gây ra những xáo trộn sâu sắc đối với nhịp sinh học bên trong cơ thể. Câu hỏi đặt ra là: Việc ăn uống sai thời điểm tác động cụ thể thế nào đến các cơ quan chuyển hóa như gan và tuyến tụy?
Câu trả lời ngắn gọn là việc ăn tối muộn kích hoạt sự lệch pha nghiêm trọng giữa đồng hồ sinh học trung ương ở não bộ và đồng hồ sinh học ngoại vi tại các cơ quan tiêu hóa. Trong khi não bộ nhận tín hiệu bóng tối để chuẩn bị nghỉ ngơi, thức ăn nạp vào ban đêm lại ép gan và tụy phải thức dậy hoạt động, gây mất đồng bộ toàn hệ thống.
Hai hệ thống đồng hồ sinh học trong cơ thể hoạt động ra sao?
Cơ thể động vật có vú sở hữu một hệ thống đồng hồ sinh học tinh vi nhằm duy trì các chức năng sinh lý thiết yếu như chu kỳ ngủ - thức, thân nhiệt, huyết áp, bài tiết hormone và chuyển hóa [1]. Bộ máy phân tử này vận hành dựa trên các vòng phản hồi phiên mã và dịch mã của các gen đồng hồ cốt lõi như Per2, Clock, Bmal1 và Cry1, tạo ra nhịp điệu sinh học kéo dài xấp xỉ 24 giờ trong từng tế bào [2].
Về mặt tổ chức, hệ thống này được chia thành hai cấp bậc: đồng hồ trung ương và đồng hồ ngoại vi [1]. Đồng hồ trung ương nằm tại nhân trên chéo (SCN) thuộc vùng dưới đồi của não bộ, tiếp nhận trực tiếp tín hiệu ánh sáng - bóng tối từ môi trường để điều phối hành vi ăn uống và mức tiêu hao năng lượng [1]. Trong khi đó, hàng nghìn tỷ đồng hồ ngoại vi phân bố rải rác khắp các mô và cơ quan trong cơ thể [3].
Ở cấp độ cơ quan, đồng hồ ngoại vi đảm nhận các nhiệm vụ chuyên biệt nhằm tối ưu hóa chức năng [1]. Chẳng hạn, đồng hồ tại ruột điều hòa sự hấp thu glucose, mô mỡ và gan kiểm soát độ nhạy insulin, trong khi đồng hồ tại tuyến tụy chịu trách nhiệm điều tiết bài tiết insulin theo nhịp ngày đêm [1]. Tại gan, các phân tích vi mảng theo thời gian ghi nhận khoảng 10% tổng số gen biểu hiện có sự khác biệt rõ rệt giữa ngày và đêm [2].
Cơ chế lệch pha khi nạp năng lượng vào ban đêm
Sự xung đột sinh học xảy ra xuất phát từ sự khác biệt về "người dẫn nhịp" giữa hai hệ thống. Đồng hồ trung ương tại SCN chủ yếu bị dẫn dắt bởi chu kỳ ánh sáng, trong khi các đồng hồ ngoại vi, đặc biệt là gan, lại chịu sự chi phối mạnh mẽ từ chu kỳ nạp thức ăn [2], [4]. Gen biểu hiện tại SCN được bảo vệ trước các rối loạn do dưỡng chất gây ra, khiến nó không bị dịch chuyển khi thời gian ăn thay đổi [4].
Ngược lại, khi thức ăn được đưa vào cơ thể ngoài khung thời gian sinh lý tự nhiên, nó sẽ phát tín hiệu kích hoạt tức thì các đồng hồ ngoại vi [4]. Điều này tạo ra hiện tượng lệch pha: SCN báo hiệu cơ thể đang ở pha ngủ và cần tiết kiệm năng lượng, nhưng gan và tuyến tụy lại bị ép bước vào trạng thái xử lý chất dinh dưỡng [1], [5]. Nghiên cứu cho thấy việc ăn sai lệch pha sinh học có thể gây dịch chuyển đồng hồ gan tới khoảng 12 giờ nhưng hầu như không làm đổi nhịp của SCN [5].
Sự mất đồng bộ này không chỉ dừng lại giữa não bộ và cơ quan nội tạng mà còn xảy ra giữa chính các cơ quan ngoại vi với nhau [5]. Khi thời gian ăn bị đảo lộn, đồng hồ tại gan có thể dịch chuyển khoảng 8 giờ, nhưng đồng hồ tại cơ xương và cơ tim chỉ dịch chuyển khoảng 4 giờ do các mô này nhận tín hiệu hỗn hợp từ cả SCN và thức ăn [5]. Sự phân rã nhịp điệu nội tại này làm gián đoạn quá trình trao đổi chất nhịp nhàng vốn có [1], [5].
Các nghiên cứu nói gì về bữa ăn muộn và sự đảo lộn đồng hồ sinh học?
Ảnh hưởng của thời điểm ăn uống lên đồng hồ sinh học đã được làm rõ qua nhiều công trình thực nghiệm và lâm sàng độc lập.
Một nghiên cứu công bố năm 2012 trên mô hình động vật đã tìm hiểu tác động của việc ăn uống bất thường về thời gian và lượng thức ăn lên đồng hồ sinh học ngoại vi [2]. Kết quả cho thấy pha của đồng hồ ngoại vi bị thay đổi bởi lượng thức ăn và khoảng cách giữa các thời điểm ăn, nhưng không bị ảnh hưởng bởi tần suất ăn nếu khoảng cách giữa các bữa được giữ cố định [2]. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc chia bữa tối muộn thành hai nửa có thể làm giảm bớt sự xáo trộn nhịp sinh học ngoại vi [2].
Một nghiên cứu công bố năm 2014 nhấn mạnh vai trò của chuyển hóa trong việc tác động ngược lại cơ chế đồng hồ [5]. Bằng cách cưỡng bức loài gặm nhấm tiêu thụ calo vào pha nghỉ, các nhà khoa học quan sát thấy đồng hồ gan bị lệch pha khoảng 12 giờ so với SCN [5]. Đồng thời, biên độ dao động của các gen đồng hồ tại mô cơ bị suy giảm rõ rệt, cho thấy sự phá vỡ cấu trúc nhịp điệu sinh học khi ăn sai thời điểm [5].
Một nghiên cứu công bố năm 2017 được tiến hành trên người nhằm kiểm tra giả thuyết bữa ăn muộn làm chậm pha đồng hồ ngoại vi [6]. Các đối tượng tham gia được theo dõi và sinh thiết mô mỡ trắng (WAT) cùng mẫu máu định kỳ [6]. Kết quả ghi nhận biểu hiện của gen PER2 trong mô mỡ trắng bị trễ 1 giờ sau các bữa ăn muộn, kèm theo sự chậm trễ của nhịp glucose huyết tương [6]. Trong khi đó, biểu hiện PER3 trong tế bào máu không bị thay đổi, phản ánh tính đáp ứng riêng biệt theo từng mô [6]. Ngoài ra, nồng độ glucose huyết tương trung bình giảm 0,27 mM (tương đương 4,7%) sau các bữa ăn muộn trên toàn chu kỳ [6].
Một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2020 đã phân tích dữ liệu của Kuroda và cộng sự trên chuột mang gen chỉ thị Per2:Luciferase [7]. Khi chuột ăn các bữa có tần suất khác nhau (2, 3, 4 hoặc 6 bữa) ở các khoảng thời gian đều nhau trong 24 giờ, pha của gen đồng hồ tại gan, thận và tuyến dưới hàm không hề thay đổi [7]. Tuy nhiên, giữ nguyên tần suất 3 bữa nhưng dời bữa tối thành bữa muộn (thời điểm ZT4) đã gây ra sự tiến pha đột ngột của đồng hồ ngoại vi [7]. Bữa tối muộn đã tạo ra một khoảng nhịn ăn ngắn trước bữa sáng và khoảng nhịn ăn dài sau bữa trưa [7].
Nghiên cứu công bố năm 2022 áp dụng phân tích hệ phiên mã trên chuột cái hoạt động về đêm để so sánh giữa việc cho ăn giới hạn vào ban ngày (DRF - sai pha tự nhiên) và ban đêm (NRF - đúng pha tự nhiên) trong 7 ngày [8]. Kết quả ghi nhận có 3.518 bản phiên mã nhịp điệu ở nhóm NRF nhưng chỉ có 128 bản phiên mã nhịp điệu ở nhóm DRF tại vùng dưới đồi trước [8]. Trong khi NRF duy trì nhịp điệu của 990 quá trình sinh học (bao gồm chuỗi chuyền điện tử và con đường Hippo), nhóm ăn sai pha DRF chỉ kích hoạt được 20 quá trình nhịp điệu [8]. Khi kéo dài chế độ DRF trong 36 ngày, đồng hồ sinh học mới bị đảo ngược một phần [8].
Một bài tổng quan phạm vi công bố năm 2022 cũng khẳng định bữa ăn sáng là bữa ăn hiệu quả nhất trong việc thiết lập pha của đồng hồ gan vì diễn ra sau thời gian nhịn ăn dài nhất trong ngày [4]. Các bữa ăn muộn hoặc ăn nhẹ nửa đêm làm méo mó chu kỳ đói tự nhiên và biến đổi pha ngoại vi [4]. Đáng chú ý, một nghiên cứu hai nhóm so sánh việc giảm cân với cùng mức calo cho thấy nhóm ăn sáng nhiều và ăn tối nhẹ có sự cải thiện vượt trội về cân nặng, đường huyết lúc đói, insulin, hormone ghrelin và mức độ no so với nhóm ăn sáng nhẹ và ăn tối nhiều [4].
Ý nghĩa chuyển hóa tại gan và tuyến tụy
Sự lệch pha do ăn tối muộn gây ra những hệ lụy trực tiếp lên khả năng kiểm soát đường huyết và chuyển hóa lipid. Tuyến tụy có đồng hồ sinh học cục bộ kiểm soát quá trình tiết insulin [1]. Khi thức ăn nạp vào lúc đêm muộn, tuyến tụy buộc phải tiết insulin vào thời điểm mà các thụ thể insulin tại gan và mô mỡ đang ở trạng thái giảm nhạy cảm sinh học [1].
Tại gan, các chất điều hòa chuyển hóa quan trọng như NAD+, PGC-1alpha, các thụ thể nhân Rev-erbs và enzym AMPK đều chịu sự chi phối nhịp nhàng của hệ thống đồng hồ [2]. Khi nhịn ăn, con đường cảm nhận dưỡng chất AMPK được kích hoạt [7]. Việc ăn đêm làm gián đoạn chu kỳ đói cần thiết, khiến các quá trình tổng hợp và dị hóa lipid do đồng hồ phân tử cục bộ kiểm soát bị rối loạn [1].
Sự mất kết nối giữa các cơ quan điều hòa chuyển hóa glucose có thể dẫn đến việc kiểm soát đường huyết kém ổn định [6]. Hơn nữa, tình trạng gián đoạn đồng hồ trung ương hoặc ngoại vi kéo dài đã được chứng minh là yếu tố thúc đẩy nguy cơ béo phì và bệnh mạch vành (CHD) [1]. Ở cả người và động vật thực nghiệm, việc ăn tối muộn kết hợp với bỏ bữa sáng làm tăng nguy cơ thừa cân và béo phì một cách rõ rệt [4].
Giới hạn của bằng chứng và những hiểu lầm thường gặp
Mặc dù các cơ chế sinh học phân tử đã được mô tả chi tiết, các bằng chứng hiện nay vẫn tồn tại một số giới hạn nhất định. Nhiều dữ liệu chi tiết về biểu hiện gen và sự dịch chuyển pha được thực hiện trên mô hình gặm nhấm vốn là loài hoạt động về đêm, nên các phản ứng sinh học cần được ngoại suy thận trọng khi áp dụng cho con người [8], [5]. Một phân tích gộp về mối liên hệ giữa năng lượng tiêu thụ buổi tối và chỉ số khối cơ thể (BMI) ở người cho thấy mức độ không đồng nhất cao giữa các nghiên cứu, khiến việc rút ra kết luận tuyệt đối về tác động của bữa tối lớn lên kiểm soát cân nặng vẫn còn nhiều thách thức [1].
Một hiểu lầm phổ biến là chỉ cần đếm số bữa ăn trong ngày là đủ để bảo vệ đồng hồ sinh học. Thực tế, các nghiên cứu đã chứng minh tần suất ăn (2, 3, 4 hay 6 bữa) không làm thay đổi pha của đồng hồ ngoại vi nếu khoảng cách giữa các bữa ăn được giữ cố định [2], [7]. Yếu tố then chốt quyết định sự dịch pha chính là độ dài của khoảng thời gian nhịn ăn và thời điểm nạp bữa ăn so với chu kỳ ngày đêm [7]. Một nghiên cứu quan sát trên 125 người trưởng thành sử dụng ứng dụng điện thoại không tìm thấy mối liên quan giữa BMI và thời điểm bữa ăn đầu/cuối, nguyên nhân là do việc chỉ ghi nhận giờ ăn riêng lẻ không phản ánh được khoảng thời gian nhịn ăn thực tế [7].
Một hiểu lầm khác là chất lượng bữa ăn không ảnh hưởng tới đồng hồ sinh học. Nghiên cứu cho thấy chế độ ăn giàu chất béo tự do không kiểm soát có khả năng làm suy giảm biên độ dao động của các gen đồng hồ, làm yếu đi nhịp sinh học tự nhiên của cơ thể [4].
Ai nên đặc biệt thận trọng với bữa ăn tối muộn?
Những người có nguy cơ cao hoặc đang mắc các rối loạn chuyển hóa như đái tháo đường, tiền đái tháo đường cần đặc biệt lưu ý về thời điểm ăn tối. Sự sai lệch giữa nhịp tiết insulin của tụy và độ nhạy insulin của gan vào ban đêm có thể làm suy giảm khả năng dung nạp đường [1], [6].
Người đang gặp tình trạng thừa cân, béo phì hoặc có nguy cơ mắc bệnh tim mạch cũng thuộc nhóm đối tượng cần hạn chế ăn đêm [1]. Việc tiêu thụ phần lớn năng lượng vào buổi tối và bỏ bữa sáng có liên quan mật thiết đến việc gia tăng cảm giác đói trung bình và suy giảm các chỉ số chuyển hóa quan trọng như glucose lúc đói và ghrelin [4].
Những người làm việc theo ca kíp hoặc thường xuyên thay đổi lịch sinh hoạt cũng đối mặt với nguy cơ cao bị đảo lộn đồng hồ sinh học vùng dưới đồi và các mô ngoại vi [8]. Khi có bệnh nền hoặc đang sử dụng thuốc điều trị các bệnh mạn tính, người bệnh nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để xây dựng thời gian biểu dùng bữa và dùng thuốc phù hợp nhất.
Gợi ý áp dụng thực tế để bảo vệ nhịp sinh học
Để giữ cho đồng hồ sinh học của gan và tụy luôn đồng bộ với nhịp ngày đêm tự nhiên, việc điều chỉnh thời gian ăn uống cần được thực hiện dựa trên các nguyên lý khoa học:
Đầu tiên, hãy ưu tiên bữa ăn sáng đầy đủ dinh dưỡng. Bữa sáng là thời điểm hiệu quả nhất để tái thiết lập pha cho đồng hồ gan sau một đêm nhịn ăn kéo dài [4]. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc phân bổ khẩu phần ăn lớn hơn vào bữa sáng và ăn nhẹ hơn vào bữa tối giúp cải thiện cân nặng, glucose lúc đói, insulin và duy trì cảm giác no tốt hơn so với chế độ ăn ngược lại [4].
Thứ hai, cố gắng duy trì khoảng cách đều đặn giữa các bữa ăn và tránh việc ăn vặt sát giờ đi ngủ [2], [4]. Khoảng thời gian nhịn ăn ban đêm là điều kiện cần thiết để kích hoạt các enzyme chuyển hóa như AMPK và duy trì tính chu kỳ của các gen đồng hồ [2], [7].
Thứ ba, trong những trường hợp bất khả kháng phải ăn tối muộn do lịch trình công việc, bằng chứng khoa học gợi ý giải pháp chia bữa ăn [2], [7]. Cụ thể, việc chia bữa tối thành hai phần nhỏ hơn, bao gồm một bữa phụ sớm trước đó và một phần nhỏ vào bữa tối muộn, có thể giúp giảm bớt mức độ lệch pha đột ngột của đồng hồ ngoại vi so với việc dồn toàn bộ lượng thức ăn lớn vào đêm muộn [2], [7]. Đồng thời, cần hạn chế các món ăn quá nhiều chất béo trong các bữa ăn muộn này [4].
Nhịp sinh học là một mạng lưới vận hành tinh tế kết nối giữa não bộ, các cơ quan chuyển hóa và hành vi ăn uống hàng ngày. Ăn tối muộn không đơn thuần là vấn đề tiêu hóa chậm mà còn là nguyên nhân trực tiếp gây mất đồng bộ giữa đồng hồ trung ương và các mô ngoại vi như gan và tụy [4], [1]. Một lối sống khoa học với việc ăn sáng đầy đủ, tránh ăn đêm và tôn trọng khoảng thời gian nghỉ ngơi sinh học chính là chìa khóa bền vững để bảo vệ sức khỏe chuyển hóa lâu dài.
