Chất tạo ngọt nhân tạo ảnh hưởng thế nào đến hệ vi sinh ruột?

Nhiều người chọn đồ uống gắn nhãn "không đường" hoặc "ăn kiêng" để cắt giảm calo, duy trì vóc dáng và phòng ngừa đái tháo đường. Những sản phẩm này thường sử dụng chất tạo ngọt nhân tạo nhằm tạo độ ngọt tương tự đường mía mà không cung cấp năng lượng.

Tuy nhiên, dù không chứa calo, các chất tạo ngọt nhân tạo như sucralose hay saccharin vẫn có thể tác động trực tiếp lên hệ tiêu hóa ^[1], ^[2]. Nhiều dữ liệu khoa học cho thấy các chất này có thể làm thay đổi thành phần vi sinh vật đường ruột, từ đó tiềm ẩn nguy cơ thúc đẩy rối loạn dung nạp đường ^[2], ^[3].

Lời giải cho vị ngọt không calo trong đường ruột

Phần lớn các chất tạo ngọt nhân tạo không bị chuyển hóa hay phân cắt khi đi qua đường tiêu hóa của con người ^[2]. Do cơ thể không hấp thu, chúng đi thẳng xuống ruột và tiếp xúc trực tiếp với quần thể vi sinh vật cư trú tại đây ^[2].

Trường hợp ngoại lệ là aspartame, chất này bị các enzym esterase và peptidase ở ruột phân giải thành các axit amin và methanol trước khi tới đại tràng ^[2]. Tuy vậy, với các chất như sucralose hay saccharin, sự hiện diện trực tiếp của phân tử ngọt nhân tạo khiến hệ vi sinh ruột phải đối mặt với một tác nhân hóa học lạ ^[2], ^[4]. Quá trình này có thể làm mất cân bằng vi sinh vật (dysbiosis), thay đổi cả về tỷ lệ loài và chức năng trao đổi chất của hệ vi khuẩn ^[1], ^[3].

Cơ chế tác động: Tại sao không calo vẫn ảnh hưởng chuyển hóa?

Đường tự nhiên và chất tạo ngọt nhân tạo đi theo các con đường chuyển hóa hoàn toàn khác biệt ^[1]. Chất làm ngọt nhân tạo tác động đến trọng lượng cơ thể và sự cân bằng nội môi glucose qua các trục sinh lý ngầm, bao gồm hệ vi sinh vật ruột, hệ thống tưởng thưởng của não, quá trình tạo mỡ và hấp thu glucose tại ruột ^[1].

Khi hệ vi khuẩn ruột bị xáo trộn do chất tạo ngọt, sự cân bằng giữa các chủng có lợi và có hại bị phá vỡ ^[2], ^[5]. Vi khuẩn ruột điều biến tình trạng viêm thông qua các tín hiệu thụ thể miễn dịch và các chất chuyển hóa ^[3]. Tình trạng loạn khuẩn đường ruột do chất tạo ngọt gây ra có thể trực tiếp thúc đẩy phản ứng bất dung nạp glucose ^[2], ^[3]. Điều này dẫn tới một nghịch lý chuyển hóa: chất tạo ngọt vốn dùng để ngừa béo phì và hội chứng chuyển hóa lại có thể gián tiếp gây ra chính các rối loạn đó ^[3].

Nghiên cứu chỉ ra biến đổi vi khuẩn từ sucralose và saccharin

Các thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật và dữ liệu tế bào ghi nhận nhiều biến đổi cụ thể ở hệ vi sinh khi tiếp xúc với chất làm ngọt. Một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của phụ gia thực phẩm ghi nhận việc tiêu thụ chất làm ngọt làm tăng tỷ lệ vi khuẩn Bacteroides so với Clostridiales ^[2]. Sự dịch chuyển vi sinh vật này từng được quan sát thấy ở bệnh nhân tiến triển đái tháo đường tuýp 2 ^[2]. Cụ thể, chuột cống tiếp xúc với Splenda (chất tạo ngọt chứa 1% sucralose) bị tăng cân đi kèm biến đổi đáng kể quần thể khuẩn ruột ^[2].

Bên cạnh đó, saccharin và sucralose được ghi nhận thúc đẩy tình trạng kém dung nạp glucose thông qua việc làm biến đổi hệ khuẩn ^[2], ^[4]. Nghiên cứu năm 2021 của nhóm tác giả liên quan đến bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu cũng ghi nhận chất tạo ngọt Splenda thúc đẩy loạn khuẩn nhóm Proteobacteria và làm tăng phản ứng viêm myeloperoxidase ở chuột SAMP dễ bị viêm hồi tràng ^[3]. Chất ngọt stevioside cũng làm thay đổi cấu trúc và chức năng của hệ vi sinh ^[3].

Một nghiên cứu mô hình động vật khác năm 2022 cho thấy việc tiêu thụ sucralose làm giảm số lượng vi khuẩn thuộc cụm Clostridium cluster XIVa, đồng thời làm gia tăng vi khuẩn E. coli và Shigella ^[6]. Những biến đổi này làm suy giảm tính đa dạng của hệ vi sinh, đồng thời phá vỡ cấu trúc vi sinh bình thường của đường ruột ^[6].

Bằng chứng về acesulfame potassium và aspartame

Ngoài sucralose và saccharin, các chất tạo ngọt nhân tạo khác cũng nằm trong diện nghiên cứu về mức độ tác động lên hệ vi sinh vật. Trong một thử nghiệm công bố năm 2017 trên chuột CD-1 kéo dài 4 tuần, việc dùng acesulfame potassium (Ace-K) đã làm rối loạn vi sinh vật ruột và thay đổi hồ sơ chuyển hóa phân ^[4]. Đáng chú ý, Ace-K làm tăng cân nặng ở chuột đực nhưng không gây tăng cân ở chuột cái, đồng thời làm giàu các gen vi khuẩn liên quan đến chuyển hóa năng lượng ^[4]. Thử nghiệm cũng ghi nhận Ace-K làm giảm các vi khuẩn như Lactobacillus, Clostridium, Lachnospiraceae, Ruminococcaceae và làm tăng Bacteroides ^[6].

Với aspartame, nghiên cứu năm 2021 cho thấy phơi nhiễm chất này trong 8 tuần khiến chuột cống tăng mức glucose máu lúc đói và tăng tình trạng không dung nạp insulin ^[7]. Quá trình này đi kèm sự gia tăng số lượng vi khuẩn Enterobacteriaceae và Clostridium leptum ^[7]. Khi dùng kháng sinh như ciprofloxacin, metronidazole và vancomycin để quét sạch hệ vi sinh, các triệu chứng rối loạn chuyển hóa trên chuột cũng biến mất ^[7]. Điều này củng cố bằng chứng rằng các tổn thương chuyển hóa xảy ra phụ thuộc vào sự hiện diện của hệ khuẩn ruột ^[7], ^[3].

Ở người, một nghiên cứu ghi nhận nhóm sử dụng aspartame có mức đường huyết lúc đói cao hơn và giảm độ nhạy insulin liên quan đến loạn khuẩn ruột ^[2]. Dù vậy, một nghiên cứu theo dõi khẩu phần ăn 4 ngày ở người dùng aspartame và acesulfame potassium không thấy sự khác biệt về số lượng tổng thể hay cấu trúc gen vi khuẩn so với nhóm không dùng, nhưng lại ghi nhận sự khác biệt rõ rệt về độ đa dạng của hệ vi sinh ^[7].

Khoảng cách giữa mô hình thí nghiệm và cơ thể người

Dù các cơ chế sinh học gây rối loạn vi sinh vật từ chất tạo ngọt nhân tạo đã được ghi nhận rõ ràng trên động vật, việc kết luận tuyệt đối trên người vẫn cần thêm dữ liệu ^[1], ^[5]. Phần lớn nghiên cứu trên chuột ghi nhận giảm khuẩn có lợi (Bifidobacterium, Lactobacillus) và tăng vi khuẩn có hại (E. coli, Clostridium difficile), nhưng các nghiên cứu can thiệp ở người thường cho thấy tác động nhẹ hơn hoặc chưa thấy biến đổi đáng kể ^[5].

Các phân tích tổng hợp từ thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên (RCT) hoặc nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu ở người cho thấy chất tạo ngọt nhân tạo có thể có tác động trung tính hoặc có lợi nhẹ đối với việc kiểm soát cân nặng và đường huyết dài hạn ^[1]. Nguyên nhân dẫn đến sự mâu thuẫn này là thời gian nghiên cứu can thiệp trên người thường ngắn ngày ^[1]. Bên cạnh đó, sự khác biệt lớn về liều lượng sử dụng, thời gian tiếp xúc và từng loại chất tạo ngọt riêng lẻ khiến kết quả giữa các nghiên cứu lâm sàng chưa hoàn toàn đồng nhất ^[5].

Hiểu lầm: "Cứ không chứa calo là an toàn tuyệt đối"

Sai lầm phổ biến nhất của người tiêu dùng là tin rằng chất không chứa calo thì hoàn toàn trơ về mặt sinh học. Thực tế, vị ngọt không calo vẫn tương tác trực tiếp với màng sinh học và các thụ thể tại ruột ^[1], ^[2].

Sucralose từng được coi là chất phụ gia an toàn do không gây độc tế bào và không tạo calo, nhưng các dữ liệu gần đây đã chứng minh nó vẫn có khả năng làm biến đổi sâu sắc hệ vi sinh vật bản địa ^[2]. Tương tự, saccharin cũng kích hoạt hiện tượng không dung nạp glucose thông qua sự biến đổi hệ khuẩn ^[2], ^[4]. Cắt giảm calo bằng hóa chất tạo ngọt không đồng nghĩa với việc duy trì được đường ruột khỏe mạnh nếu sử dụng lạm dụng ^[3], ^[5].

Nhóm đối tượng nên thận trọng

Những người đang mắc bệnh lý viêm ruột mạn tính (IBD) như viêm loét đại tràng hoặc bệnh Crohn cần đặc biệt cẩn trọng với các phụ gia tạo ngọt ^[6]. Biến đổi hệ vi sinh và tổn thương hàng rào ruột do chất làm ngọt nhân tạo có thể kích hoạt các đáp ứng miễn dịch không thuận lợi ở người có cơ địa nhạy cảm ^[3], ^[6].

Người mắc bệnh đái tháo đường tuýp 2, người bị tiền đái tháo đường hoặc đề kháng insulin không nên xem chất tạo ngọt là giải pháp vô hại để dùng thay đường thoải mái ^[2], ^[7]. Tình trạng loạn khuẩn do chất tạo ngọt có thể làm suy giảm khả năng kiểm soát đường huyết lúc đói ^[2], ^[7]. Những người có bệnh lý nền về chuyển hóa hoặc tiêu hóa nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để đánh giá toàn diện chế độ ăn thay vì tự ý phụ thuộc hoàn toàn vào sản phẩm ăn kiêng.

Áp dụng thực tế để bảo vệ đường tiêu hóa

Để bảo vệ hệ vi sinh vật ruột mà vẫn kiểm soát được cân nặng, việc thay đổi hành vi ăn uống cần dựa trên tính chừng mực và ưu tiên thực phẩm tự nhiên:

• Hạn chế sử dụng thường xuyên các loại nước giải khát ăn kiêng, bánh kẹo "sugar-free" chứa sucralose, saccharin hoặc acesulfame potassium ^[2], ^[6].
• Đọc kỹ nhãn thành phần thực phẩm đóng gói để nhận diện các mã phụ gia tạo ngọt như E950 (acesulfame potassium), E951 (aspartame), E954 (saccharin), E955 (sucralose) ^[6].
• Tập thói quen giảm dần cảm giác thèm ngọt thay vì tìm chất hóa học thay thế vị ngọt; ưu tiên uống nước lọc, nước khoáng hoặc trà thảo mộc không đường.
• Tăng cường chất xơ tự nhiên từ rau củ quả, ngũ cốc nguyên cám để nuôi dưỡng các chủng vi khuẩn có lợi đường ruột thay vì tạo điều kiện cho các khuẩn gây hại phát triển ^[3], ^[5].

Chất tạo ngọt nhân tạo có thể là công cụ hỗ trợ cắt giảm calo trong ngắn hạn, nhưng không phải là dưỡng chất lành mạnh cho hệ tiêu hóa ^[1], ^[5]. Việc hiểu rõ tác động của các chất này lên hệ vi sinh vật ruột sẽ giúp mỗi người xây dựng chế độ dinh dưỡng cân bằng, bảo vệ chuyển hóa lâu dài.