Nhiều người có thói quen vừa thưởng thức một ly cà phê sáng vừa ăn điểm tâm, hoặc nhâm nhi cà phê ngay sau bữa ăn để bắt đầu ngày làm việc tỉnh táo. Tuy nhiên, ít ai ngờ rằng thức uống thơm ngon này lại có thể làm giảm khả năng hấp thu vi chất dinh dưỡng của cơ thể, đặc biệt là khoáng chất sắt. Tình trạng mệt mỏi dai dẳng hay thiếu máu do thiếu hụt sắt đôi khi bắt nguồn chính từ thói quen kết hợp tưởng chừng vô hại đó.
Thực tế, cà phê cùng các thức uống chứa hợp chất thực vật sẫm màu có khả năng cản trở trực tiếp quá trình cơ thể tiếp nhận sắt từ thức ăn [1]. Thủ phạm chính đứng sau hiện tượng này là nhóm hợp chất polyphenol và tannin, vốn tạo nên màu sắc và vị đắng chát đặc trưng của cà phê, nhưng đồng thời lại tạo phản ứng gắn kết chặt chẽ với phân tử sắt, ngăn chúng thẩm thấu qua đường ruột [1].
Cơ chế polyphenol khóa chặt phân tử sắt trong đường tiêu hóa
Khi thức ăn đi vào dạ dày và ruột non, các khoáng chất bắt đầu được phân tách để chuẩn bị cho quá trình hấp thụ qua niêm mạc ruột vào máu. Thức ăn cung cấp sắt dưới hai dạng chính: sắt heme có trong thịt động vật và sắt non-heme có nguồn gốc từ thực vật như ngũ cốc, các loại đậu hay rau xanh [1], [2]. Trong đó, sắt non-heme rất nhạy cảm với các chất tương tác hóa học tại lòng ruột và có tỷ lệ hấp thu tự nhiên vốn đã thấp hơn sắt heme [2].
Các hợp chất phenolic và tannin trong cà phê, trà hay ca cao sở hữu hoạt tính tạo phức chelate rất mạnh với kim loại [1], [3], [4]. Những cấu trúc hóa học đặc thù của polyphenol, điển hình như nhóm chức catechol và galloyl, mang ái lực liên kết cực mạnh với ion sắt [4]. Khi cà phê được uống đồng thời cùng bữa ăn, các nhóm polyphenol này sẽ cạnh tranh và bẫy các ion sắt tự do ngay trong môi trường lòng ruột non [5], [4].
Sự kết hợp hóa học này tạo thành các phức hợp polyphenol - sắt không tan và kết tủa [3]. Do kích thước phân tử cồng kềnh và độ trơ về mặt sinh học sau khi bị đóng vón, phức hợp này không thể được các protein vận chuyển trên bề mặt tế bào biểu mô ruột tiếp nhận, dẫn tới việc lượng sắt này bị đào thải trực tiếp ra ngoài theo đường tiêu hóa [3], [5]. Mức độ giảm hấp thu này tương ứng thuận với tổng hàm lượng polyphenol hiện diện trong thức uống [5].
Hiện tượng giữ sắt trong tế bào ruột dưới góc nhìn tế bào học
Không dừng lại ở việc tạo phức kết tủa bên ngoài bề mặt niêm mạc, hoạt động của các phân tử polyphenol còn can thiệp sâu vào chu trình vận chuyển sắt qua thành ruột. Nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình tế bào biểu mô ruột người Caco-2 chỉ ra rằng các hoạt chất polyphenol sinh học như epigallocatechin-3-gallate (EGCG) hay chiết xuất hạt nho thậm chí còn ức chế cả sự vận chuyển của sắt dạng heme [6].
Trong thử nghiệm kéo dài 7 giờ nuôi cấy tế bào ruột Caco-2, các polyphenol hoạt tính làm giảm sự dịch chuyển xuyên màng của sắt heme sang phía mạch máu [6]. Chiết xuất polyphenol làm tăng lượng sắt đi vào cực đỉnh tế bào ruột non nhưng lại phong tỏa quá trình giải phóng sắt qua màng đáy để vào vòng tuần hoàn [6]. Sắt bị kẹt lại bên trong các tế bào ruột và không thể phát huy tác dụng sinh học cho cơ thể [6].
Nghiên cứu trên động vật thí nghiệm sử dụng flavonoid, điển hình là quercetin (hoạt chất ức chế hấp thu sắt chính ở tá tràng), cũng khẳng định cơ chế giữ sắt tương tự [5]. Khi cho chuột uống quercetin liều lượng 50 mg/kg cân nặng mỗi ngày liên tục trong 10 ngày, hợp chất này làm biến đổi và suy giảm biểu hiện của chất vận chuyển kim loại DMT1, cytochrom b tá tràng (Dcytb) và protein vận chuyển ferroportin (Fpn) [5]. Điều này khiến sắt bị khóa chặt bên trong các tế bào ruột non và cắt đứt đường xuất bào của khoáng chất vào máu [5].
Các bằng chứng khoa học về mức độ sụt giảm hấp thu sắt
Mối liên hệ giữa các hợp chất polyphenol và việc suy giảm nồng độ sắt trong máu đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu can thiệp lâm sàng trên người. Điển hình, một nghiên cứu tại Thái Lan trên 83 nam giới tình nguyện khỏe mạnh đã theo dõi tác động của loại rau yod kratin rất giàu polyphenol, ghi nhận mức giảm hấp thu sắt từ bữa ăn phức hợp lên tới gần 90% [5]. Nhiều công trình đối chứng khác cũng xác nhận trà và cà phê làm sụt giảm rõ rệt lượng sắt cơ thể tiếp nhận so với khi chỉ uống nước lọc [5], [7].
Năm 2022, một nghiên cứu thử nghiệm chéo, mù đơn, có đối chứng giả dược tại nhiều trung tâm được công bố nhằm đánh giá chất bổ sung polyphenol tự nhiên (PPS) gồm bột trà đen, bột ca cao và chiết xuất nước ép nho [3]. Nhóm nghiên cứu nhận thấy hỗn hợp 2 g các chất này thêm vào 500 g dung dịch chứa sắt (nồng độ 20 microgam Fe/g) đã kết tủa khoảng 80% lượng sắt trong ống nghiệm [3]. Khi thử nghiệm trên 14 bệnh nhân mắc chứng thừa sắt di truyền (hemochromatosis), chế phẩm polyphenol này đã làm giảm tỷ lệ hấp thu sắt phân đoạn (FIA) từ bữa ăn khoảng 40% (từ mức 5,21% ở nhóm dùng giả dược xuống còn 3,01% ở nhóm dùng polyphenol) [3]. Khi uống cùng thức uống thử nghiệm, mức giảm hấp thu còn mạnh hơn, hạ từ 16,9% xuống 10,3% [3].
Trước đó, một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2000 cũng chỉ ra rằng thức uống chứa polyphenol gây cản trở hấp thu sắt non-heme rất đáng kể, trong đó trà đen thể hiện tác động ức chế mạnh bậc nhất [1], [8]. Ở những đối tượng phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn sắt non-heme, tác động ức chế từ đồ uống chứa polyphenol có thể làm nghiêng cán cân trao đổi chất, dẫn tới nguy cơ thiếu sắt nghiêm trọng [8].
Lợi ích bất ngờ và giới hạn từ các nghiên cứu hiện tại
Dù polyphenol trong cà phê là rào cản lớn đối với người cần bổ sung máu, tính chất khóa sắt của nhóm chất này lại mở ra hướng ứng dụng điều trị có giá trị cho những bệnh nhân mắc chứng thừa sắt di truyền (HH) [3], [5]. Thừa sắt di truyền là bệnh lý gây lắng đọng sắt quá mức ở mô và nội tạng, dẫn đến nguy cơ xơ gan, ung thư biểu mô tế bào gan, đái tháo đường và bệnh tim mạch [3]. Việc chủ động uống trà hoặc thức uống giàu polyphenol cùng bữa ăn đã được chứng minh giúp các bệnh nhân này giảm hấp thu sắt qua đường tiêu hóa, từ đó giảm bớt tần suất phải thực hiện thủ thuật trích rạch rút máu tĩnh mạch điều trị [3], [5].
Ngoài ra, thử nghiệm bổ sung chiết xuất polyphenol từ trà và hương thảo trên 27 phụ nữ tiền mãn kinh có mức dự trữ sắt bình thường cho thấy lượng sắt hấp thụ giảm xuống, giúp duy trì tình trạng sắt ở mức thấp vừa phải và hạn chế nguy cơ quá tải sắt [5].
Tuy nhiên, các dữ liệu khoa học về tương tác dinh dưỡng cũng tồn tại những giới hạn cần xem xét. Nhiều kết luận bắt nguồn từ các nghiên cứu hấp thu trên từng bữa ăn đơn lẻ [2]. Các mô hình bữa ăn đơn lẻ thường có xu hướng phóng đại tác động thực tế của các chất ức chế hoặc tăng cường hấp thu, do chưa phản ánh được cơ chế thích ứng lâu dài của niêm mạc ruột cũng như sự biến thiên đa dạng trong chế độ ăn hàng ngày [2]. Hơn nữa, việc định lượng tổng polyphenol trong thực phẩm hiện nay tại nhiều cơ sở dữ liệu vẫn còn thiếu sót, gây khó khăn cho việc xây dựng thuật toán dự báo chính xác tuyệt đối mức độ khả dụng sinh học của sắt [7].
Những hiểu lầm thường gặp về cà phê và thiếu máu
Một hiểu lầm rất phổ biến là cà phê có thể triệt tiêu toàn bộ lượng sắt nạp vào cơ thể từ mọi nguồn thức ăn. Trên thực tế, cà phê chỉ gây cản trở đáng kể lên sắt non-heme có trong thực vật và các loại ngũ cốc [1], [8]. Đối với sắt heme có trong thịt đỏ, thịt gia cầm và cá, khả năng hấp thu của ruột hầu như không bị suy suyển bởi các thành phần trong cà phê hay trà [8], [2].
Nhiều người cũng lầm tưởng rằng chỉ cần uống cà phê loãng hoặc cà phê decaf (đã tách caffein) thì sẽ không ảnh hưởng tới sự hấp thu sắt. Thế nhưng, nguyên nhân ngăn cản hấp thu sắt là các hợp chất phenolic, catechin và tannin chứ không phải do riêng caffein [1], [4]. Miễn là thức uống còn giữ lại vị chát, màu sẫm và chứa các nhóm polyphenol có nhóm chức catechol hay galloyl, phản ứng tạo phức và kết tủa sắt vẫn sẽ diễn ra trong đường ruột [4].
Bên cạnh đó, việc cơ thể thiếu sắt cũng không thể tự động bù đắp hoàn toàn tác hại của cà phê. Dù tình trạng cạn kiệt lượng sắt dự trữ trong cơ thể có kích thích niêm mạc ruột tăng hiệu suất hấp thu vi chất, cơ chế tự nhiên này vẫn không đủ mạnh để bù trừ cho sự ức chế tạo phức nếu người bệnh tiếp tục duy trì lượng tiêu thụ polyphenol cao song hành cùng một khẩu phần ăn nghèo nàn [8].
Ai nên thận trọng với thói quen uống cà phê cạnh bữa ăn?
Những người đang được chẩn đoán thiếu máu thiếu sắt, người có chỉ số ferritin huyết thanh thấp hoặc người có biểu hiện mệt mỏi, da xanh xao cần đặc biệt thận trọng với thói quen uống cà phê, trà hay ca cao sát giờ ăn [1], [2]. Nhóm đối tượng này nên dừng việc sử dụng các đồ uống chứa nhiều polyphenol trong khi ăn nhằm tạo điều kiện cho cơ thể hấp thu tối đa lượng sắt ít ỏi từ thức ăn [1].
Phụ nữ trong độ tuổi sinh sản, người đang mang thai hoặc cho con bú cũng là nhóm đối tượng có nhu cầu vi chất sắt tăng cao. Nếu duy trì thói quen uống cà phê ngay sau bữa ăn, nguy cơ thiếu hụt dinh dưỡng kéo dài có thể gây suy giảm sức khỏe của cả mẹ và thai nhi [1], [8]. Những người có bệnh lý đường tiêu hóa làm giảm khả năng hấp thu khoáng chất hoặc người đang sử dụng thuốc điều trị cũng cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để xây dựng thực đơn phù hợp.
Đặc biệt, những người ăn chay trường hoặc ăn chế độ thuần thực vật là nhóm chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ thói quen này [1], [8]. Do khẩu phần ăn của người ăn chay chủ yếu là sắt non-heme từ đậu, đậu lăng và các loại hạt, sự xuất hiện của polyphenol từ cà phê sẽ triệt tiêu phần lớn lượng sắt sinh khả dụng [1], [8]. Ngược lại, người mắc bệnh thừa sắt di truyền (HH) lại có thể tận dụng lợi ích của polyphenol từ thức uống để kiểm soát bệnh [3], [5].
Cách uống cà phê đúng cách để không lo thiếu sắt
Để vừa thỏa mãn thói quen thưởng thức cà phê vừa bảo vệ lượng sắt cho cơ thể, thời điểm sử dụng là yếu tố mang tính quyết định. Các khuyến cáo khoa học chỉ ra rằng đối với những người thuộc nhóm nguy cơ thiếu sắt, nên uống cà phê hoặc trà vào khoảng giữa hai bữa ăn thay vì sử dụng đồng thời trong bữa ăn [8]. Việc giãn cách thời gian giúp dạ dày có đủ thời gian tiêu hóa và hấp thu phần lớn lượng sắt non-heme trước khi các polyphenol xuất hiện để tạo phức kết tủa [3], [8].
Bên cạnh việc điều chỉnh giờ uống, giải pháp hóa giải tác động của polyphenol chính là bổ sung các yếu tố tăng cường hấp thu trong chính bữa ăn [8], [2]. Axit ascorbic (vitamin C) được chứng minh là có hiệu quả vượt trội trong việc bẻ gãy liên kết phức, vô hiệu hóa khả năng gắn kết sắt của các nhóm catechol và galloyl trong cà phê, giúp sắt giữ được dạng sinh khả dụng cho cơ thể [8], [4]. Bổ sung các loại trái cây, rau củ giàu vitamin C như ổi, ớt chuông, cam, quýt vào bữa ăn sẽ triệt tiêu sự ức chế từ đồ uống [1], [8], [4].
Ngoài ra, việc đa dạng hóa khẩu phần ăn bằng cách tăng cường lượng sắt heme từ thịt, cá và gia cầm là giải pháp bền vững nhất [1], [8]. Dạng sắt này rất ổn định, ít bị can thiệp bởi polyphenol và giúp cơ thể duy trì lượng dự trữ an toàn ngay cả khi bạn có thói quen uống trà hay cà phê thường xuyên [8], [2]. Các biện pháp can thiệp này cần được áp dụng linh hoạt, dựa trên tập quán ẩm thực và thói quen sinh hoạt của từng cá nhân [1].
Thói quen thưởng thức cà phê sáng mang lại sự sảng khoái tinh thần nhưng cần được sắp xếp một cách khoa học để tránh làm suy giảm khả năng hấp thu sắt của cơ thể. Thay vì uống cùng lúc trong bữa ăn, việc tách rời thời điểm uống cà phê khoảng một đến hai giờ và tăng cường thực phẩm giàu vitamin C là phương pháp đơn giản giúp bảo toàn trọn vẹn giá trị dinh dưỡng. Một lối sống cân bằng, kết hợp khẩu phần ăn đa dạng luôn là nền tảng tốt nhất để duy trì thể trạng khỏe mạnh lâu dài.
