Chất tạo ngọt có phá vỡ trạng thái nhịn ăn gián đoạn (Fasting)?

Nhiều người áp dụng nhịn ăn gián đoạn (Intermittent Fasting - IF) thường tìm đến các loại đồ uống không calo chứa chất tạo ngọt nhân tạo để giải tỏa cơn thèm ngọt mà không nạp thêm năng lượng. Câu hỏi đặt ra là liệu vị ngọt nhân tạo này có "đánh lừa" cơ thể, kích hoạt các phản ứng trao đổi chất hay làm gián đoạn các lợi ích cốt lõi của nhịn ăn như cơ chế tự thực bào (autophagy) hay không?

Câu trả lời ngắn gọn: Các chất tạo ngọt nhân tạo không chứa calo thường không làm tăng trực tiếp đường huyết hay insulin tức thì khi dùng riêng lẻ, nhưng chúng vẫn kích hoạt các thụ thể cảm nhận vị ngọt ở niêm mạc ruột và có thể tác động gián tiếp đến hệ vi sinh đường ruột cũng như quá trình điều hòa chuyển hóa nếu lạm dụng lâu dài.

Cơ chế thụ thể vị ngọt và phản ứng bài tiết của cơ thể

Khi thức ăn hoặc đồ uống đi vào khoang miệng và hệ tiêu hóa, các tế bào thụ thể vị giác nhận biết vị ngọt sẽ được kích hoạt. Không chỉ riêng đường tự nhiên, các thụ thể cảm nhận glucose ở niêm mạc ruột cũng phản ứng lại với các chất tạo ngọt nhân tạo như saccharin, cyclamate và aspartame ^[1]. Khi các thụ thể vị ngọt bị kích hoạt bởi các phân tử nhân tạo này, chúng có thể kích hoạt các dòng thác tín hiệu cảm biến dinh dưỡng ở các cấp độ khác nhau, bất kể chất đó có mang giá trị dinh dưỡng hay không ^[1]. Sự kích hoạt nhân tạo này có thể làm tăng khả năng hấp thu dưỡng chất và thúc đẩy nguy cơ mắc các rối loạn chuyển hóa ^[1].

Nhiều người lo ngại việc nếm vị ngọt sẽ gây ra "phản ứng tiết insulin theo phản xạ đầu nguồn" (Cephalic Phase Insulin Release - CPIR), tức cơ thể tự động tiết insulin ngay khi miệng chạm phải vị ngọt dù chưa có đường thật đi vào máu. Tuy nhiên, các bằng chứng thực nghiệm cho thấy dung dịch tạo ngọt đơn thuần không đủ kích hoạt phản xạ này ^[2].

Cụ thể, một nghiên cứu thực hiện trên nam giới có cân nặng bình thường chia thành hai thử nghiệm nếm và nhổ (sip and spit) với các dung dịch nước lọc, aspartame, saccharin và sucrose ^[2]. Trong thử nghiệm thứ nhất (15 người, nếm trong 1 phút) và thử nghiệm thứ hai (16 người, nếm trong 3 phút), mẫu máu tĩnh mạch được lấy tại thời điểm ban đầu, sau đó mỗi 1-2 phút trong 15 phút đầu và mỗi 5 phút trong 15 phút tiếp theo ^[2]. Kết quả ghi nhận nồng độ insulin trong huyết tương không hề tăng lên có ý nghĩa thống kê sau khi các đối tượng nếm các dung dịch ngọt này ^[2]. Ngược lại, phản xạ tăng insulin rõ rệt chỉ xảy ra khi các đối tượng trải qua thử nghiệm nhai giả với một mẩu bánh táo thật chứa đầy đủ chất dinh dưỡng và kết cấu thức ăn ^[2]. Như vậy, chất tạo ngọt dạng lỏng không kích hoạt phản xạ bài tiết insulin sớm ở giai đoạn khoang miệng ^[2].

Tác động của chất tạo ngọt đối với hormone đói và đường huyết ngắn hạn

Để đánh giá xem chất tạo ngọt có phá vỡ trạng thái nhịn ăn sinh lý hay không, các nhà nghiên cứu đã theo dõi nồng độ các hormone thèm ăn và đường huyết khi cơ thể tiếp xúc với các hợp chất này.

Một nghiên cứu can thiệp chéo năm 2011 được tiến hành trên 8 phụ nữ trẻ tình nguyện (độ tuổi trung bình 21,75 ± 2,25; chỉ số BMI 22,16 ± 1,71 kg/m²) nhằm so sánh phản ứng chuyển hóa giữa nước lọc, đường sucrose và chất tạo ngọt sucralose ^[3]. Các đối tượng được uống các dung dịch chứa sucrose, sucralose hoặc kết hợp, sau đó được lấy máu tại thời điểm lúc đói, 30 phút và 60 phút trước bữa ăn sáng chuẩn hóa, tiếp tục theo dõi ở các mốc 30, 60, 90 và 120 phút sau ăn ^[3]. Kết quả phân tích huyết tương không tìm thấy sự khác biệt nào giữa các nhóm về cảm nhận đói chủ quan, nồng độ triacylglycerol lưu hành hay nồng độ glucagon ^[3]. Sự khác biệt đáng kể về insulin, đường huyết và ghrelin acyl hóa chỉ xuất hiện giữa nhóm có tiêu thụ đường sucrose thật và nhóm không có sucrose, bất kể đối tượng có dùng sucralose hay không ^[3]. Điều này cho thấy khi đứng độc lập trong thời gian ngắn, sucralose hoạt động tương đối trơ và không kích hoạt trục tín hiệu đói hay gây xáo trộn cân bằng nội môi glucose ngắn hạn ^[3].

Tuy nhiên, câu chuyện chuyển hóa không hoàn toàn dừng lại ở đó khi xem xét việc tiêu thụ dài hạn hơn. Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có nhóm đối chứng kéo dài 2 tuần trên 60 cá nhân khỏe mạnh, có cân nặng bình thường tại Mexico City (không có thói quen dùng chất tạo ngọt trước đó) đã đánh giá tác động của việc bổ sung sucralose hàng ngày ở mức 15% lượng nạp cho phép hàng ngày (ADI) ^[4]. Sau 2 tuần can thiệp, sucralose không làm biến đổi nồng độ lúc đói của các hormone điều hòa thèm ăn bao gồm peptide giống glucagon-1 (GLP-1), ghrelin, peptide tyrosine tyrosine (PYY) hay leptin ^[4]. Mặc dù vậy, ở thời điểm theo dõi 1 tuần sau khi ngừng dùng sucralose, nhóm can thiệp đã ghi nhận sự gia tăng có ý nghĩa thống kê về chỉ số đánh giá kháng insulin (HOMA-IR, với P=0,04) ^[4].

Nguy cơ tương tác tiêu cực khi kết hợp với đường: Bằng chứng trên người béo phì

Dù chất tạo ngọt khi dùng đơn độc trong lúc nhịn ăn có vẻ trơ về mặt nội tiết ngắn hạn, chúng lại gây ra phản ứng bất lợi nếu ngay sau đó cơ thể tiếp nhận một lượng carbohydrate.

Một nghiên cứu công bố năm 2013 trên 17 đối tượng béo phì (BMI trung bình 42,3 ± 1,6 kg/m²) chưa từng dùng chất tạo ngọt và còn nhạy cảm với insulin đã tiến hành thử nghiệm dung nạp glucose đường uống kéo dài 5 giờ ^[5]. Các đối tượng được chia chéo ngẫu nhiên để uống sucralose hoặc nước lọc 10 phút trước khi uống glucose nạp tải ^[5]. Kết quả cho thấy việc uống sucralose trước khi nạp glucose dẫn đến đỉnh đường huyết tăng cao hơn (4,8 ± 0,3 mmol/L so với 4,2 ± 0,2 mmol/L; P = 0,03) ^[5]. Đồng thời, diện tích dưới đường cong (AUC) của insulin tăng thêm 20 ± 8% (P < 0,03), tỷ lệ tiết insulin đỉnh tăng thêm 22 ± 7% (P < 0,02), độ thanh thải insulin giảm 7 ± 4% (P = 0,04) và độ nhạy insulin (SI) giảm tới 23 ± 20% (P = 0,01) ^[5]. Nghiên cứu không ghi nhận sự khác biệt về GLP-1 hoạt tính, GIP hay glucagon, nhưng chứng minh rõ rằng sucralose làm xáo trộn đáng kể phản ứng đường huyết và insulin khi cơ thể tiếp nhận dưỡng chất sau đó ^[5].

Cơ chế tự thực bào (Autophagy) và tác động của trạng thái nhịn ăn

Tự thực bào (autophagy) là một quá trình nội bào then chốt giúp tế bào thu hồi năng lượng từ các kho dự trữ bên trong khi nguồn dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài trở nên khan hiếm ^[1]. Tế bào động vật có vú tích lũy và dự trữ glucose dưới dạng glycogen, chất béo trong các giọt lipid và màng tế bào, cùng với các axit amin trong bào quan và protein ^[1]. Quá trình autophagy bắt đầu bằng việc hình thành một cấu trúc màng gọi là phagophore, ôm lấy các thành phần hư hỏng và đóng lại thành một túi autophagosome màng kép ^[1]. Túi này sau đó dung hợp với lysosome, dẫn đến sự phân hủy bằng enzyme đối với các thành phần bên trong để giải phóng các khối cấu trúc cơ bản, phục vụ tái tạo năng lượng hoặc tham gia vào các phản ứng tổng hợp mới ^[1].

Nhịn ăn gián đoạn là một chiến lược hiệu quả kích hoạt dòng chảy autophagy này ^[6], ^[7]. Một nghiên cứu năm 2017 trên mô hình chuột mắc tiểu đường do béo phì cho thấy nhịn ăn gián đoạn giúp khôi phục dòng chảy autophagy trong các tiểu đảo tụy, cải thiện khả năng dung nạp glucose thông qua việc tăng cường tiết insulin phụ thuộc glucose, bảo vệ khả năng sống sót của tế bào beta tụy và kích thích biểu hiện hạt nhân của NEUROG3 - một dấu ấn của sự tái tạo tuyến tụy ^[6]. Quá trình bảo tồn chức năng tế bào beta này diễn ra phụ thuộc vào con đường autophagy-lysosome, và thất bại hoàn toàn ở những cá thể bị khiếm khuyết protein màng lysosome LAMP2 hoặc protein BECN1 (Beclin 1) - vốn là các yếu tố then chốt để hình thành thể tự thực ^[6].

Bên cạnh đó, nhịn ăn gián đoạn với các khoảng thời gian nhịn kéo dài được chứng minh mang lại các phản ứng chuyển hóa có lợi như kích hoạt autophagy và tạo thể ceton (ketogenesis), cải thiện kiểm soát đường huyết, tăng tính nhạy insulin, giảm tính thấm của ruột và duy trì khối cơ mà không gây thiếu hụt calo kéo dài ^[7].

Khi nhịn ăn theo chu kỳ thời gian (Time-Restricted Eating), cơ thể chuyển đổi nguồn nhiên liệu từ glucose sang axit béo ^[8]. Thông thường sau 12 giờ nhịn ăn, các kho dự trữ glycogen tại gan cạn kiệt, các axit béo được huy động và giải phóng để trở thành nhiên liệu năng lượng chính ^[8]. Nhịn ăn gián đoạn cũng hỗ trợ cải thiện hệ vi sinh đường ruột và giảm viêm toàn thân ^[8].

Liệu chất tạo ngọt có phá vỡ trạng thái nhịn ăn và autophagy?

Mặc dù chưa có nghiên cứu đo lường trực tiếp dòng chảy autophagy dưới tác động độc lập của từng chất tạo ngọt nhân tạo ở người, các bằng chứng tổng hợp cảnh báo rằng việc đưa các phân tử này vào cơ thể trong thời gian nhịn ăn tiềm ẩn nhiều bất lợi:

• Kích hoạt thụ thể dinh dưỡng: Dù không chứa calo, chất tạo ngọt nhân tạo vẫn kích hoạt các thụ thể cảm nhận vị ngọt ở ruột, từ đó có thể kích hoạt các dòng thác tín hiệu cảm biến dinh dưỡng bên trong tế bào ^[1].
• Ảnh hưởng gián tiếp đến vi sinh vật đường ruột: Các chất tạo ngọt như sucralose, aspartame và saccharin có thể tác động tiêu cực đến hệ vi sinh vật đường ruột, làm suy giảm cân bằng nội môi glucose và góp phần gây kháng insulin ^[8].
• Đóng góp vào bệnh lý chuyển hóa: Việc sử dụng chất tạo ngọt nhân tạo có liên quan đến việc gia tăng nguy cơ mắc các bệnh chuyển hóa ^[1], ^[8].

Các tổng quan hệ thống chỉ ra rằng, mặc dù chất tạo ngọt ít tác động cấp tính đến insulin lúc đói, một giai đoạn nhịn ăn thực sự (true fasted period) không nên bao gồm các loại đồ uống có vị ngọt ^[8]. Hương vị ngọt dù là nhân tạo vẫn kích hoạt các phản xạ chuyển hóa nhất định và có thể làm giảm hiệu quả tối ưu của việc nhịn ăn gián đoạn trong việc cải thiện độ nhạy insulin và phục hồi tế bào ^[8].

Ai nên thận trọng khi sử dụng chất tạo ngọt?

Những đối tượng sau đây cần đặc biệt lưu ý và nên hạn chế tối đa việc sử dụng chất tạo ngọt trong khung giờ nhịn ăn:

• Người mắc bệnh đái tháo đường týp 2 hoặc tiền đái tháo đường: Việc dùng chất tạo ngọt kéo dài có thể làm gia tăng chỉ số kháng insulin HOMA-IR ^[4] và làm tăng vọt đỉnh đường huyết cũng như nhu cầu tiết insulin khi ăn trở lại ^[5].
• Người bị thừa cân, béo phì: Các đối tượng béo phì nhạy cảm hơn với phản ứng rối loạn dung nạp đường sau khi tiếp xúc với chất tạo ngọt ^[5].
• Người có vấn đề về hệ tiêu hóa hoặc loạn khuẩn ruột: Các chất tạo ngọt có thể làm xáo trộn hệ vi sinh đường ruột ^[8].

Lưu ý: Mọi điều chỉnh chế độ ăn uống khi có bệnh lý nền cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng.

Hướng dẫn áp dụng thực tế để nhịn ăn gián đoạn đạt hiệu quả cao

Để bảo toàn tối đa các lợi ích của nhịn ăn gián đoạn, đặc biệt là quá trình tự thực bào và chuyển đổi trao đổi chất:

• Ưu tiên nước lọc tinh khiết: Nước lọc là lựa chọn tối ưu và hoàn toàn trung tính cho mọi mục tiêu nhịn ăn ^[3], ^[2].
• Tránh đồ uống ngọt trong khung giờ nhịn: Hạn chế tối đa các loại nước ngọt "zero calo", trà hay cà phê pha chất tạo ngọt ăn kiêng trong thời gian nhịn ^[8].
• Thời điểm sử dụng nếu muốn: Nếu vẫn muốn sử dụng chất tạo ngọt, chỉ nên dùng trong khung giờ ăn (eating window) cùng với bữa ăn chính, tránh uống trước khi nạp một lượng lớn carbohydrate để không làm trầm trọng thêm đỉnh đường huyết ^[5].
• Duy trì thời gian nhịn đủ dài: Cố gắng duy trì khoảng thời gian nhịn từ 12 giờ trở lên để đảm bảo cạn kiệt lượng glycogen dự trữ tại gan và thúc đẩy quá trình đốt mỡ sinh năng lượng ^[8].

Tóm lại, dù chất tạo ngọt nhân tạo không cung cấp năng lượng và không kích hoạt việc tăng insulin tức thì khi nếm, chúng không hoàn toàn "vô hại" đối với quá trình trao đổi chất. Để đạt được trạng thái nhịn ăn sinh lý tinh khiết và tối ưu hóa quá trình tái tạo tế bào, nước lọc và các chất lỏng tự nhiên không vị vẫn luôn là lựa chọn an toàn và hiệu quả nhất.