Mỗi buổi trưa nắng nóng hay trong những bữa tiệc, nhiều người có thói quen chọn một lon nước ngọt ăn kiêng không đường để giải khát mà không lo tăng cân. Tuy nhiên, đằng sau vị ngọt không calo từ các chất làm ngọt nhân tạo như aspartame hay sucralose, không ít người băn khoăn liệu thói quen này về lâu dài có gây suy giảm trí nhớ hay ảnh hưởng xấu đến não bộ hay không.
Câu trả lời ngắn gọn là có cơ sở để thận trọng, đặc biệt khi tiêu thụ trong thời gian dài. Dù việc dùng một liều cấp tính trong thời gian cực ngắn có thể không làm giảm hiệu suất nhận thức ngay lập tức [1], nhiều nghiên cứu trên người và động vật đã ghi nhận việc tiêu thụ aspartame hoặc sucralose kéo dài liên quan đến suy giảm trí nhớ không gian, rối loạn khả năng học tập, thay đổi tâm trạng và gia tăng tình trạng stress oxy hóa tại não [2][3][4][5].
Chất làm ngọt nhân tạo phổ biến đến mức nào?
Trong nhóm phụ gia tạo ngọt, aspartame là một trong những chất làm ngọt nhân tạo được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu [6]. Chất này hiện có mặt trong hơn 6.000 mặt hàng thực phẩm và được hàng triệu người lớn cũng như trẻ em tiêu thụ mỗi ngày [3].
Tại Mỹ, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) lần đầu tiên phê duyệt aspartame để sử dụng giới hạn trong thực phẩm rắn vào năm 1981, sau đó cấp phép làm chất tạo ngọt thông dụng vào năm 1996 [3]. Về ngưỡng an toàn, cơ quan quản lý thực phẩm tại Canada và châu Âu coi mức tiêu thụ vượt quá lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (ADI) là trên 40 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày [3]. Trong khi đó, FDA Hoa Kỳ đặt mức ADI cho aspartame ở ngưỡng 50 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày [3].
Bất chấp việc được cấp phép và sử dụng phổ biến, aspartame vẫn là một trong những phụ gia thực phẩm gây tranh cãi nhiều nhất do các bằng chứng trái chiều về tác động thần kinh - hành vi của nó [3]. Bên cạnh aspartame, các chất tạo ngọt khác như sucralose và saccharin cũng đang được giới khoa học đặt lên bàn cân để đánh giá tác động lâu dài lên mô não [5].
Cơ chế nào khiến chất tạo ngọt tác động lên não bộ?
Khi đi vào cơ thể, aspartame và các chất chuyển hóa của nó có thể tác động đến hệ thần kinh trung ương qua nhiều con đường phức tạp, từ mất cân bằng hóa chất thần kinh, kích hoạt phản ứng viêm cho đến thúc đẩy quá trình oxy hóa làm tổn thương tế bào não [7][4][6].
Thứ nhất là sự mất cân bằng chất dẫn truyền thần kinh và độc tính kích thích. Chất aspartate giải phóng từ aspartame làm rối loạn sự cân bằng giữa chất dẫn truyền thần kinh kích thích và ức chế, gây ra hiệu ứng độc tính kích thích (excitotoxic) bên trong tế bào thần kinh và dẫn đến tổn thương tế bào [7]. Ngoài ra, việc dùng aspartame mạn tính ở liều cao còn gây rối loạn cân bằng nội môi ion, thúc đẩy quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) tại não, đồng thời làm thay đổi hoạt tính enzyme tyrosine hydroxylase và nồng độ các axit amin trong não [6]. Hệ quả là nồng độ dopamine giảm đáng kể ở thể vân và vỏ não, cùng với sự sụt giảm serotonin tại vùng thể vân [6].
Thứ hai là phản ứng viêm thần kinh qua trung gian tế bào vi giao (microglia). Microglia là loại tế bào miễn dịch trung tâm trong mô não, giữ vai trò chính trong phản ứng viêm và phản ứng rất nhanh trước các thay đổi của hệ thần kinh trung ương [7]. Tiêu thụ aspartame có thể tác động trực tiếp lên kiểu hình của microglia thông qua độc tính do methanol gây ra, và gián tiếp qua độc tính kích thích từ axit aspartic [7]. Khi uống aspartame lâu dài, microglia chuyển từ trạng thái phân nhánh bình thường sang trạng thái hoạt hóa kéo dài, giải phóng dư thừa các phân tử tiền viêm làm thoái hóa các tế bào thần kinh khỏe mạnh và tế bào thần kinh đệm khác, từ đó làm suy giảm nhận thức [7].
Thứ ba là tình trạng stress oxy hóa và tổn thương vùng hồi hải mã (trung tâm ghi nhớ của não). Cả aspartame và sucralose khi dùng lâu dài đều làm tăng显著 nồng độ lipid peroxide (chất chỉ điểm quá trình peroxy hóa màng tế bào) và tăng biểu hiện protein GFAP tại não [5]. Riêng việc tiếp xúc mạn tính với aspartame làm tăng mức malondialdehyde (MDA - sản phẩm của quá trình oxy hóa chất béo), làm giảm hoạt tính của enzyme chống oxy hóa glutathione peroxidase (GPx) và làm tăng hoạt tính của enzyme phân hủy chất dẫn truyền thần kinh acetylcholinesterase (AChE), đi kèm sự sụt giảm số lượng tế bào tại vùng hồi hải mã [4][5].
Thứ tư là mối liên hệ qua đường huyết và độ nhạy insulin. Các thử nghiệm trên động vật gặm nhấm cho thấy aspartame làm tăng mức đường huyết lúc đói ở cả hai giới [8]. Tình trạng tăng đường huyết có thể làm hỏng hệ thống vi mạch của hàng rào máu não hoặc làm thay đổi khả năng sử dụng insulin tại não, từ đó phá vỡ chức năng não bình thường và nhận thức [8].
Các nghiên cứu trên người ghi nhận điều gì?
Các dữ liệu trực tiếp trên người cho thấy một bức tranh phân hóa rõ rệt giữa việc dùng một liều đơn lẻ và việc tiêu thụ lặp lại nhiều ngày.
Một nghiên cứu công bố năm 1991 đã đánh giá tác động cấp tính của aspartame và cồn lên hiệu suất nhận thức của phi công [1]. Thử nghiệm mù đôi này thực hiện trên 13 phi công bằng bộ bài kiểm tra nhận thức SPARTANS gồm các tác vụ xử lý thông tin liên quan đến hàng không như khả năng tri giác - vận động, khả năng không gian, trí nhớ làm việc, sự chú ý, mức độ chấp nhận rủi ro, sự linh hoạt xử lý và lập kế hoạch [1]. Các phi công trải qua 5 phiên kiểm tra với các điều kiện dùng aspartame liều 50 mg/kg trọng lượng cơ thể, dùng giả dược và dùng cồn (nồng độ 0,1% BAL) làm đối chứng dương [1]. Kết quả cho thấy điều kiện dùng cồn làm suy giảm khả năng tâm vận động và không gian, nhưng không phát hiện sự suy giảm hiệu suất nào ở nhóm dùng aspartame liều cấp tính [1].
Tuy nhiên, khi thời gian tiếp xúc kéo dài hơn, kết quả lại thay đổi. Một nghiên cứu công bố năm 2017 thực hiện trên những người trưởng thành khỏe mạnh nhằm so sánh sự khác biệt trên cùng một cá nhân khi ăn chế độ giàu aspartame (25 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày) trong 8 ngày và chế độ ít aspartame (10 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày) trong 8 ngày, cách nhau 2 tuần nghỉ (washout) [3]. Các nhà khoa học đo lường lượng thực phẩm chứa aspartame tiêu thụ, thang điểm tâm trạng, trầm cảm và các bài kiểm tra nhận thức về trí nhớ làm việc cũng như định hướng không gian [3].
Kết quả của nghiên cứu năm 2017 chỉ ra rằng khi tiêu thụ chế độ giàu aspartame, người tham gia có tâm trạng dễ cáu kỉnh hơn, biểu hiện trầm cảm nhiều hơn và thực hiện kém hơn trong các bài kiểm tra định hướng không gian, dù trí nhớ làm việc không bị ảnh hưởng [3]. Đáng lưu ý, mức tiêu thụ cao trong nghiên cứu này (25 mg/kg/ngày) vẫn thấp hơn nhiều so với mức tối đa chấp nhận được hàng ngày là 40-50 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày [3].
Ngoài ra, các báo cáo tổng hợp trên người và động vật cũng ghi nhận aspartame cùng chất chuyển hóa của nó liên quan đến các vấn đề học tập, đau đầu, co giật, đau nửa đầu, tâm trạng cáu kỉnh, lo âu, trầm cảm và mất ngủ [7]. Ở bệnh nhân tiểu đường, các bữa ăn chứa aspartame thậm chí làm tăng mức đường huyết và insulin tương đương với các bữa ăn chứa đường sucrose giàu calo hơn [8].
Bằng chứng từ các nghiên cứu trên động vật nói lên điều gì?
Do giới hạn đạo đức không thể can thiệp xâm lấn mô não người, các nghiên cứu trên động vật cung cấp cái nhìn sâu hơn về tổn thương cấu trúc tế bào và tính di truyền khi dùng cả aspartame lẫn sucralose.
Một nghiên cứu năm 2018 đã so sánh trực tiếp tác động lâu dài của ba chất làm ngọt nhân tạo gồm aspartame, saccharin và sucralose trên 24 con chuột cống đực trưởng thành giống Sprague-Dawley trong 6 tuần [5]. Chuột được chia thành 4 nhóm (mỗi nhóm 6 con): nhóm đối chứng uống nước máy thông thường, các nhóm còn lại uống nước pha aspartame (3 mg/kg/ngày), saccharin (3 mg/kg/ngày) hoặc sucralose (1,5 mg/kg/ngày) [5]. Sau 6 tuần, bài kiểm tra học tập tránh né thụ động (PAL) cho thấy việc dùng chất làm ngọt mạn tính làm suy giảm đáng kể hiệu suất học tập ở tất cả các nhóm dùng chất tạo ngọt [5]. Xét nghiệm mô não ghi nhận lipid peroxide và biểu hiện protein GFAP tăng cao đáng kể ở mọi nhóm dùng chất tạo ngọt, riêng nhóm dùng aspartame có số lượng tế bào thần kinh tại vùng CA1-CA3 của hồi hải mã thấp hơn rõ rệt [5].
Một nghiên cứu khác công bố năm 2023 đánh giá khả năng bảo vệ thần kinh của chiết xuất củ nghệ và khổ qua trên chuột Sprague-Dawley bị suy giảm trí nhớ không gian do aspartame [4]. Trong đó, những con chuột ăn aspartame liều 40 mg/kg trọng lượng cơ thể trong 28 ngày bị suy giảm trí nhớ không gian qua bài kiểm tra mê cung nước Morris, giảm số lượng tế bào vùng hồi hải mã, tăng MDA, giảm hoạt tính GPx và tăng hoạt tính AChE tại não [4]. Ngược lại, nhóm chuột được bổ sung chiết xuất củ nghệ và khổ qua trước 7 ngày và trong suốt quá trình dùng aspartame có chức năng trí nhớ không gian tốt hơn, nhiều vùng tế bào hồi hải mã hơn, tăng hoạt tính GPx và giảm mức MDA cũng như AChE [4].
Đáng chú ý hơn cả là nghiên cứu năm 2023 về tính di truyền của tổn thương trí nhớ qua dòng cha [2]. Chuột tiêu thụ aspartame hàng ngày trong thời gian lên đến 16 tuần ở liều chỉ tương đương 7-15% mức tối đa hàng ngày do FDA khuyến nghị (tương đương 2-4 lon nước ngọt ăn kiêng nhỏ loại 8 oz mỗi ngày) đã bị suy giảm đáng kể khả năng học tập và trí nhớ không gian [2]. Hơn nữa, sự suy giảm nhận thức này còn truyền sang con đực và con cái của chúng theo dòng cha, cho thấy tác động bất lợi về nhận thức của aspartame có tính di truyền qua một đến hai thế hệ [2].
Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 2012 trên động vật gặm nhấm và cá ngựa vằn cũng chỉ ra sự khác biệt giới tính khi tiếp xúc với aspartame [8]. Con đực biểu hiện mức độ tích mỡ, tăng cân, rối loạn điều hòa glucose và suy giảm nhận thức nhiều hơn so với con cái [8].
Hiểu lầm thường gặp về nước ngọt ăn kiêng và chất tạo ngọt
Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng cứ dùng dưới ngưỡng an toàn (ADI) của cơ quan quản lý thì hoàn toàn không có rủi ro cho trí não. Thực tế, nghiên cứu trên người năm 2017 ở mức 25 mg/kg/ngày và nghiên cứu trên chuột năm 2023 ở mức chỉ bằng 7-15% giới hạn của FDA đều ghi nhận sự suy giảm khả năng định hướng không gian và trí nhớ [2][3]. Các nhà nghiên cứu năm 2023 cũng chỉ ra rằng các đánh giá an toàn hiện tại chỉ mới xét đến tác động trên cá thể tiếp xúc trực tiếp mà chưa đánh giá tác động di truyền sang thế hệ sau [2].
Hiểu lầm thứ hai là chỉ phụ nữ mang thai hoặc cho con bú tiếp xúc với hóa chất thực phẩm mới ảnh hưởng đến con cái. Kết quả nghiên cứu năm 2023 chứng minh việc phơi nhiễm ở giống đực cũng có thể truyền lại di chứng suy giảm nhận thức cho thế hệ tương lai thông qua dòng cha [2].
Hiểu lầm thứ ba là nước ngọt không đường giúp kiểm soát hoàn toàn cân nặng và đường huyết. Các nghiên cứu trên người đã tìm thấy mối tương quan thuận giữa việc tiêu thụ chất làm ngọt nhân tạo và tình trạng tăng cân, đồng thời bữa ăn chứa aspartame vẫn làm tăng đường huyết và insulin ở người tiểu đường ngang với bữa ăn chứa đường sucrose [8].
Ai nên đặc biệt thận trọng?
Nhóm đầu tiên bắt buộc phải tránh sử dụng aspartame là những người mắc chứng phenylketonuria (PKU - một rối loạn chuyển hóa bẩm sinh), bởi vì phenylalanine là một chất chuyển hóa của aspartame [3]. Đây là khuyến cáo chính thức được FDA Hoa Kỳ nhấn mạnh khi duy trì phê duyệt chất này [3].
Nhóm thứ hai cần thận trọng là người có tiền sử rối loạn tâm trạng, trầm cảm, hay đau đầu hoặc đau nửa đầu. Dữ liệu lâm sàng cho thấy chế độ ăn nhiều aspartame làm tăng tính cáu kỉnh và biểu hiện trầm cảm chỉ sau 8 ngày sử dụng [3], đồng thời liên quan đến các triệu chứng lo âu, mất ngủ và đau nửa đầu [7].
Nhóm thứ ba là người mắc bệnh tiểu đường hoặc có rối loạn đường huyết, đặc biệt là nam giới, do nguy cơ rối loạn điều hòa glucose, giảm độ nhạy insulin và suy giảm nhận thức đi kèm [8]. Ngoài ra, những người đang trong độ tuổi sinh sản (cả nam và nữ) cũng nên cân nhắc kỹ lượng tiêu thụ hàng ngày trước các dữ liệu mới về khả năng di truyền chứng suy giảm trí nhớ trên động vật [2]. Nếu bạn có bệnh nền thần kinh, chuyển hóa hoặc đang dùng thuốc điều trị, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi dùng thường xuyên các sản phẩm chứa chất tạo ngọt nhân tạo.
Áp dụng thực tế: Sử dụng sao cho an toàn và bảo vệ trí não?
Dù chất làm ngọt nhân tạo mang lại sự tiện lợi ngắn hạn, bạn không nên coi nước ngọt ăn kiêng là thức uống thay thế nước lọc hàng ngày. Việc uống từ 2-4 lon nhỏ (loại 8 oz, khoảng 240 ml) mỗi ngày kéo dài nhiều tuần đã chạm ngưỡng gây suy giảm trí nhớ trong mô hình thực nghiệm [2]. Hãy ưu tiên nước lọc để giải khát và đọc kỹ nhãn thành phần thực phẩm để nhận diện aspartame, sucralose hay saccharin trong các loại bánh kẹo, nước giải khát [3][5].
Trong chế độ ăn uống tự nhiên hàng ngày, việc bổ sung các thực phẩm giàu chất chống oxy hóa và axit amin thiết yếu có thể hỗ trợ bảo vệ tế bào thần kinh trước stress oxy hóa. Nghiên cứu năm 2023 gợi ý hoạt tính chống oxy hóa từ nghệ (Curcuma longa) và khổ qua (Momordica charantia) giúp giảm peroxy hóa lipid và bảo vệ tế bào vùng hồi hải mã ở mô hình động vật [4]. Bên cạnh đó, tổng quan năm 2024 cũng đề xuất chiến lược bổ sung tryptophan (một axit amin có trong thực phẩm tự nhiên) như một giải pháp tiềm năng nhằm giảm nhẹ các triệu chứng suy giảm nhận thức ở những người tiêu thụ aspartame kéo dài [7]. Khi chế biến món ăn gia đình, bạn có thể kết hợp nghệ làm gia vị hoặc dùng khổ qua trong các bữa canh, món xào vừa phải để đa dạng hóa nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên.
Tóm lại, chất làm ngọt nhân tạo như aspartame và sucralose dù không gây tụt giảm trí tuệ tức thì sau một lần uống nhưng lại tiềm ẩn nguy cơ gây stress oxy hóa, viêm thần kinh và suy giảm trí nhớ không gian nếu lạm dụng dài ngày [1][7][4][5]. Giữ thói quen uống nước lọc, hạn chế thực phẩm chế biến sẵn chứa chất tạo ngọt và duy trì chế độ ăn cân bằng giàu chất chống oxy hóa là cách đơn giản nhất để bảo vệ sức khỏe não bộ lâu dài. Khi có bất kỳ dấu hiệu bất thường nào về trí nhớ, giấc ngủ hay tâm trạng, người dân nên tìm đến bác sĩ để được thăm khám và tư vấn phù hợp.
