Caffeine trong hạt kola (Cola nut): Có gì đặc biệt?

Nhiều người biết hạt kola từng là nguyên liệu tạo vị và cung cấp caffeine cho các công thức nước giải khát có ga cổ điển. Tuy nhiên, đặc tính sinh học thực sự của hạt kola và mức độ an toàn của nó vẫn là điều khiến nhiều người băn khoăn.

Dữ liệu khoa học cho thấy hạt kola chứa hàm lượng caffeine tự nhiên đáng kể đi kèm nhóm polyphenol ^[1]. Dù vậy, phần lớn các bằng chứng hiện tại mới dừng ở mức thử nghiệm trong ống nghiệm và nghiên cứu trên động vật ^{[2] [1] [3]}.

Hàm lượng caffeine và hợp chất thực vật trong hạt kola

Phân tích trên ba giống hạt kola phổ biến tại Tây Phi (Cola nitida ssp. alba, Cola nitida ssp. rubra, và Cola acuminata) xác nhận sự hiện diện dồi dào của caffeine và các hợp chất chống oxy hóa ^[1]. Cụ thể, hàm lượng caffeine dao động từ 18 đến 24 g/kg hạt khô ^[1].

Bên cạnh caffeine, hạt kola chứa lượng lớn các hợp chất polyphenol ^[1]. Trong đó bao gồm (+)-catechin (27–37 g/kg), (-)-epicatechin (20–21 g/kg), procyanidin B1 (15–19 g/kg) và procyanidin B2 (7–10 g/kg) ^[1]. Trong các thử nghiệm ống nghiệm (in vitro), chiết xuất hạt kola thể hiện hoạt tính chống oxy hóa với giá trị IC50 từ 1,70–2,83 mg/mL trong thử nghiệm hypoxanthine/xanthine oxidase và 2,74–4,08 mg/mL trong thử nghiệm 2-deoxyguanosine ^[1]. Các nhà nghiên cứu ghi nhận caffeine là chất chuyển hóa có tiềm năng hỗ trợ phòng ngừa ung thư nhờ khả năng dọn gốc tự do ^[1].

Tác động đến hành vi và cân nặng ở mô hình động vật

Một nghiên cứu công bố năm 2009 trên 30 con chuột nhắt trắng Thụy Sĩ trưởng thành (15–30 g) kéo dài 28 ngày nhằm so sánh chế độ ăn chứa hạt kola (Cola nitida) và chế độ ăn bổ sung caffeine tinh khiết ^[3]. Động vật chia làm 3 nhóm (10 con mỗi nhóm): nhóm đối chứng ăn thức ăn tiêu chuẩn, nhóm ăn bột hạt kola (25% trọng lượng khẩu phần) và nhóm ăn caffeine tinh khiết (0,66% trọng lượng khẩu phần) ^[3].

Kết quả cho thấy cả nhóm dùng hạt kola lẫn nhóm dùng caffeine tinh khiết đều giảm lượng thức ăn ăn vào và giảm mức tăng trọng lượng cơ thể so với nhóm đối chứng ^[3]. Tuy nhiên, nhóm ăn caffeine tinh khiết bị giảm đáng kể lượng nước uống, giảm hành vi đứng hai chân sau (rearing), giảm chải chuốt (grooming) và giảm số lần chuyển vùng sáng - tối trong hộp thử nghiệm ^[3]. Ngược lại, nhóm tiêu thụ hạt kola không ghi nhận sự sụt giảm đáng kể về lượng nước uống hay khả năng vận động so với đối chứng ^[3]. Điều này gợi ý rằng hạt kola nguyên bản có thể tạo ra đáp ứng hành vi khác với caffeine đơn lẻ ở động vật gặm nhấm ^[3].

Tác động trên hệ tim mạch và nguy cơ loạn nhịp

Nghiên cứu thực nghiệm trên hệ tim mạch của mèo cho thấy dịch chiết nước từ hạt kola gây ra các đáp ứng huyết áp phụ thuộc liều ^[2]. Ở nồng độ rất thấp từ 0,01 microgam/ml đến 1 mg/ml, dịch chiết gây tăng huyết áp nhẹ khoảng 8–9% ^[2]. Ngược lại, ở nồng độ cao từ 10 đến 1000 mg/ml, dịch chiết dẫn đến hạ huyết áp rõ rệt từ 18% đến 71% ^[2].

Việc phong tỏa thụ thể adrenergic không làm thay đổi đáng kể các phản ứng tim mạch này ^[2]. Đáng chú ý, khi dùng ở liều lớn, nhịp tim chậm xuất hiện và các rối loạn nhịp tim được ghi nhận là biến cố kết thúc ^[2]. Các nhà nghiên cứu nhận định phản ứng này phù hợp với đặc tính tác động của nhóm xanthine lên tim và mạch máu ngoại vi, đồng thời đặt ra câu hỏi về nguy cơ bệnh tim mạch ở người có thói quen nhai hạt kola thường xuyên ^[2].

Sự khác biệt giữa hạt kola và các nguồn chứa methylxanthine khác

Caffeine là một hợp chất thuộc nhóm methylxanthine ^{[4] [5]}. Một số tài liệu nghiên cứu về các loại hạt khác như hạt ca cao cũng tập trung vào methylxanthine, đặc biệt là theobromine (chiếm khoảng 4% hạt ca cao không béo) và lượng nhỏ caffeine (khoảng 0,2%) ^[4]. Theobromine có tác dụng thần kinh chậm hơn caffeine và được nghiên cứu về tiềm năng giảm mảng amyloid-beta trong mô hình suy giảm nhận thức ^{[6] [7]}.

Tuy nhiên, các dữ liệu về theobromine hoặc chiết xuất ca cao chỉ phản ánh đặc tính của các nông sản đó ^{[4] [6]}. Hạt kola có thành phần methylxanthine chủ đạo là caffeine với hàm lượng cao hơn nhiều so với ca cao, nên không thể suy diễn tác dụng hay tính an toàn từ các nghiên cứu ca cao sang cho hạt kola ^{[1] [4]}.

Những điều nghiên cứu chưa làm rõ

Các trích đoạn nghiên cứu hiện có chưa trả lời được nhiều câu hỏi thực tế quan trọng:

• Chưa có thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng trên người về mức tiêu thụ hạt kola an toàn hằng ngày.
• Chưa có nghiên cứu xác định hàm lượng chiết xuất hạt kola thực tế còn tồn tại trong các công thức nước ngọt có ga hiện đại.
• Mức độ độc tính tim mạch và nguy cơ loạn nhịp mới chỉ quan sát thấy trên mô hình động vật (mèo), chưa có dữ liệu đo lường cụ thể ở người nhai trực tiếp hoặc uống dịch chiết ^[2].

Ai nên thận trọng với hạt kola?

Do chứa hàm lượng caffeine thực tế từ 18–24 g/kg và có khả năng gây ảnh hưởng đến nhịp tim ở liều cao trong mô hình thực nghiệm, các nhóm sau cần đặc biệt cẩn giác ^{[2] [1]}:

• Người có tiền sử bệnh tim mạch: Tác động biến thiên huyết áp và nguy cơ loạn nhịp tim từ các hợp chất xanthine trong hạt kola đòi hỏi người có bệnh tim phải tránh dùng tùy tiện ^[2].
• Người nhạy cảm với chất kích thích: Hàm lượng caffeine tự nhiên trong hạt kola có thể gây mất ngủ, căng thẳng hoặc ức chế cảm giác thèm ăn ^{[1] [3]}.
• Phụ nữ mang thai, cho con bú hoặc người đang dùng thuốc điều trị: Chưa có nghiên cứu lâm sàng nào về độ an toàn trên các đối tượng này; do đó nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng bất kỳ chế phẩm bổ sung nào chứa hạt kola.

Hạt kola cung cấp một lượng caffeine tự nhiên đáng kể kèm theo các polyphenol chống oxy hóa ^[1]. Tuy nhiên, các tác động tiềm tàng đến tim mạch và hành vi khi dùng liều cao đòi hỏi sự thận trọng ^{[2] [3]}. Người tiêu dùng không nên lạm dụng các sản phẩm chứa chiết xuất kola thô và cần tham vấn nhân viên y tế nếu có bệnh lý nền.