Mở tủ lạnh lấy lon nước ngọt ăn kiêng ("zero calo", "diet"), nhiều người yên tâm vì vừa thỏa mãn cơn thèm ngọt vừa không lo tăng cân. Tuy nhiên, không ít người phản ánh cảm giác bồn chồn, đau đầu hoặc thay đổi tâm trạng sau thời gian dài sử dụng các loại đồ uống này. Liệu các chất tạo ngọt nhân tạo như aspartame và sucralose có thực sự tác động đến não bộ và hệ tiêu hóa của chúng ta?
Câu trả lời ngắn gọn từ các bằng chứng khoa học là có mối liên hệ tiềm ẩn. Các chất tạo ngọt nhân tạo phổ biến, đặc biệt là aspartame và sucralose, có khả năng làm rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột [1]. Riêng aspartame khi vào cơ thể sẽ phân hủy thành các chất chuyển hóa có thể làm thay đổi chất dẫn truyền thần kinh và tăng hormone căng thẳng, từ đó liên quan đến các triệu chứng như thay đổi tâm trạng, đau đầu hoặc trầm cảm [2].
Tác động kép lên não bộ và đường ruột
Các chất tạo ngọt nhân tạo mang lại vị ngọt đậm hơn đường mía hàng trăm lần nhưng chứa rất ít hoặc không có calo [3]. Trong đó, aspartame và acesulfame K thường xuất hiện trong nước ngọt có ga và đồ uống bổ sung protein [3], còn sucralose được ưa chuộng vì vị giống đường tự nhiên và không để lại hậu vị đắng [4].
Khi đi vào cơ thể, hầu hết các chất tạo ngọt nhân tạo không bị biến đổi hóa học trong đường tiêu hóa nên tiếp xúc trực tiếp với hệ vi sinh vật đường ruột [4]. Ngược lại, aspartame bị các enzyme tại ruột phân hủy trước khi đến đại tràng [4]. Một bài tổng quan công bố năm 2018 cho biết, quá trình thủy phân aspartame tại ruột tạo ra 3 chất chuyển hóa gồm: axit amin thiết yếu phenylalanine (chiếm 50%), axit aspartic (chiếm 40%) và methanol (chiếm 10%) [2].
Chính các sản phẩm phân hủy này là nguồn cơn gây lo ngại cho hệ thần kinh. Phenylalanine tương tác trực tiếp với các chất dẫn truyền thần kinh, trong khi axit aspartic hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh kích thích [2]. Sự hiện diện của chúng làm thay đổi thành phần hóa học thần kinh trong não, bao gồm dopamine, norepinephrine và serotonin — những hoạt chất quyết định cảm giác vui vẻ, bình tĩnh hay lo âu [2].
Bên cạnh đó, aspartame có thể hoạt động như một tác nhân gây căng thẳng hóa học bằng cách làm tăng nồng độ cortisol (hormone căng thẳng) trong huyết tương [2]. Sự kết hợp giữa tăng cortisol, các chất chuyển hóa của aspartame và tình trạng mất cân bằng hệ vi sinh đường ruột (thông qua tương tác với các hợp chất amin sinh học) có thể điều chỉnh tín hiệu thần kinh, dẫn đến các triệu chứng như đau đầu, suy giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng và trầm cảm ở người tiêu dùng [2]. Dù vậy, cơ chế chính xác mà aspartame gây mất cân bằng vi sinh đường ruột vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng do chất này đã bị phân hủy trước khi xuống tới đại tràng [4].
Nghiên cứu thực nghiệm trên động vật và mô hình phòng thí nghiệm
Nhiều nghiên cứu trên động vật đã làm rõ cách aspartame và sucralose làm xáo trộn hệ vi sinh vật đường ruột (loạn khuẩn) và gây hệ lụy chuyển hóa [1]. Nghiên cứu năm 2021 ghi nhận ở chuột nhắt, việc tiêu thụ chất tạo ngọt gây loạn khuẩn đường ruột, khiến vật chủ dễ mắc các triệu chứng bệnh chuyển hóa [1]. Khi những con chuột này được điều trị bằng các kháng sinh ciprofloxacin, metronidazole và vancomycin để tác động lên hệ vi sinh, các triệu chứng bệnh chuyển hóa đã bị triệt tiêu [1].
Ở chuột cống, việc tiếp xúc với aspartame trong hơn 8 tuần làm tăng đường huyết lúc đói và gây kháng insulin [1]. Hệ vi sinh của chúng bị xáo trộn với sự gia tăng số lượng vi khuẩn nhóm Enterobacteriaceae và Clostridium leptum [1]. Một nghiên cứu khác từ năm 2017 cũng chỉ ra chuột cống tiếp xúc với Splenda (chất tạo ngọt chứa 1% sucralose) bị tăng cân kèm theo biến đổi đáng kể thành phần vi khuẩn đường ruột, cụ thể là tăng tỷ lệ vi khuẩn Bacteroides trên Clostridiales [4].
Các nghiên cứu trên mô hình chuột được tổng hợp năm 2022 tiếp tục khẳng định việc dùng sucralose, aspartame, acesulfame potassium hoặc neotame làm giảm độ đa dạng vi khuẩn đường ruột [5]. Việc tiêu thụ sucralose làm giảm lượng tương đối của nhóm vi khuẩn Clostridium cluster XIVa và làm tăng vi khuẩn E. coli/Shigella [5]. Ở chuột đực dùng acesulfame potassium, các nhà khoa học ghi nhận sự gia tăng vi khuẩn Bacteroides, thay đổi đáng kể nhóm Anaerostipes và Sutterella, đồng thời sụt giảm các lợi khuẩn như Lactobacillus, Clostridium, Lachnospiraceae và Ruminococcaceae [5].
Không dừng lại ở đó, một nghiên cứu năm 2022 sử dụng mô hình tiếp hợp trong ống nghiệm (in vitro) giữa vi khuẩn E. coli và vi khuẩn từ phân chuột đã phát hiện nguy cơ về kháng kháng sinh [6]. Bốn chất tạo ngọt phổ biến (saccharin, sucralose, aspartame và acesulfame potassium) làm tăng sản sinh các gốc oxy phản ứng (ROS - gây căng thẳng oxy hóa) và thúc đẩy quá trình truyền gen kháng kháng sinh qua plasmid giữa các vi khuẩn đường ruột, cả vi khuẩn Gram âm lẫn Gram dương, cũng như sang mầm bệnh ở người là Klebsiella pneumoniae [6].
Bằng chứng trên người nói gì?
Trên người, các kết quả nghiên cứu cho thấy sự phức tạp và phụ thuộc nhiều vào cơ địa từng cá nhân [7]. Một nghiên cứu trên người theo dõi lượng thức ăn tiêu thụ trong 4 ngày để đánh giá mối liên hệ giữa aspartame và acesulfame potassium với hệ vi sinh vật [1]. Kết quả không thấy sự khác biệt về số lượng hay cấu trúc di truyền của vi khuẩn giữa người dùng và người không dùng chất tạo ngọt, nhưng có sự khác biệt đáng kể về mức độ đa dạng vi sinh vật [1]. Một nghiên cứu cắt ngang khác trên những người béo phì bệnh lý lại ghi nhận chất tạo ngọt nhân tạo làm tăng tình trạng loạn khuẩn và tăng tỷ lệ vi khuẩn Firmicutes trên Bacteroidetes [7].
Đáng chú ý là nghiên cứu can thiệp ngắn hạn về việc bổ sung saccharin với liều 5 mg/kg/ngày trong 1 tuần trên một nhóm nhỏ tình nguyện viên [7]. Kết quả cho thấy phản ứng đường huyết tăng cao kèm biến đổi hệ vi sinh ở nhóm 4 người "có đáp ứng", trong khi 3 người thuộc nhóm "không đáp ứng" không gặp hiện tượng này [7]. Khi cấy ghép phân của nhóm "có đáp ứng" sang chuột, những con chuột này cũng bị rối loạn đường huyết tương tự [7]. Hệ vi sinh ban đầu của hai nhóm người này vốn đã khác nhau trước khi dùng chất tạo ngọt, gợi ý rằng hệ vi sinh đường ruột của mỗi người quyết định mức độ nhạy cảm với phụ gia tạo ngọt [7]. Tuy nhiên, nghiên cứu này có cỡ mẫu nhỏ và không có nhóm dùng giả dược, nên cần được lặp lại để kiểm chứng [7].
Về mặt dịch tễ học, dù một số nghiên cứu từng ghi nhận lợi ích giảm cân [1], các phân tích gộp trên người được trích dẫn năm 2022 lại báo cáo chất tạo ngọt nhân tạo không có tác dụng kiểm soát cân nặng hay đường huyết [3]. Thậm chí, người dùng aspartame còn được ghi nhận có mức đường huyết lúc đói cao và giảm độ nhạy insulin đi kèm tình trạng loạn khuẩn ruột [4]. Một nghiên cứu đoàn hệ lớn còn chỉ ra việc tiêu thụ nhiều chất tạo ngọt nhân tạo có liên quan đến nguy cơ tử vong do mọi nguyên nhân, bệnh tim mạch, bệnh mạch vành, bệnh mạch máu não và ung thư [3].
Những hiểu lầm thường gặp
Hiểu lầm phổ biến nhất là "không calo đồng nghĩa với hoàn toàn vô hại cho chuyển hóa". Thực tế, dù được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cũng như Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) cấp phép sử dụng (như aspartame mã E951, saccharin E954, sucralose E955, acesulfame potassium E950, neotame E961) [5], độ an toàn lâu dài khi sử dụng thường xuyên các chất này vẫn còn nhiều tranh cãi [8].
Nhiều người cũng tin rằng chất tạo ngọt giúp cai nghiện đồ ngọt. Ngược lại, nghiên cứu cho thấy việc tiêu thụ sớm chất tạo ngọt như acesulfame K có thể làm ức chế phản ứng vị giác đối với đường tự nhiên [3]. Chúng cũng ảnh hưởng đến quá trình hấp thu glucose ở ruột cũng như sự bài tiết insulin và incretin ở cả người và động vật [3].
Ai nên thận trọng khi sử dụng?
Nhóm đầu tiên cần lưu ý là những người hay gặp các triệu chứng thần kinh và tâm lý như đau đầu, suy giảm trí nhớ, thay đổi thất thường về tâm trạng hoặc có dấu hiệu trầm cảm, do mối liên hệ giữa chất chuyển hóa của aspartame, hormone cortisol và chất dẫn truyền thần kinh [2].
Nhóm thứ hai là người mắc hoặc có cơ địa nhạy cảm với các bệnh viêm mãn tính, điển hình là bệnh viêm ruột (IBD), vì chất tạo ngọt có thể tác động tiêu cực lên hàng rào bảo vệ ruột và chức năng miễn dịch [5].
Nhóm thứ ba là bệnh nhân tiểu đường tuýp 2, người rối loạn dung nạp glucose, người béo phì hoặc có nguy cơ bệnh tim mạch [8]. Việc thay thế đường bằng chất tạo ngọt ở nhóm bệnh nhân này cần được theo dõi dài hạn cả về lượng tiêu thụ, cân nặng, đường huyết lẫn dữ liệu vi khuẩn đường ruột [3]. Người có bệnh nền hoặc đang dùng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi dùng thường xuyên các sản phẩm ăn kiêng.
Sử dụng sao cho an toàn và thực tế?
Để bảo vệ hệ vi sinh đường ruột và tránh các kích thích thần kinh không đáng có, người tiêu dùng nên tập thói quen đọc kỹ bảng thành phần trên nhãn thực phẩm và đồ uống. Hãy chú ý tên các chất như aspartame, sucralose, acesulfame K hoặc các ký hiệu phụ gia từ E950 đến E961 trên vỏ lon nước ngọt có ga, bột protein và thực phẩm đóng gói [5].
Thay vì xem nước ngọt ăn kiêng là thức uống giải khát hàng ngày, chỉ nên coi đây là lựa chọn thay thế tạm thời với lượng vừa phải. Nên ưu tiên giảm dần độ ngọt trong khẩu phần ăn để vị giác quen với hương vị tự nhiên, kết hợp uống đủ nước lọc và ăn đa dạng thực phẩm giàu chất xơ nhằm nuôi dưỡng hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh.
Các chất tạo ngọt nhân tạo như aspartame và sucralose dù giúp cắt giảm calo nhưng không hoàn toàn "vô hình" khi đi vào cơ thể, mà có thể tác động lên hệ vi sinh đường ruột và các hoạt chất thần kinh [2]. Các nghiên cứu lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng trên người hiện vẫn còn hạn chế về cỡ mẫu và cần thêm thời gian để làm rõ tác động lâu dài [5]. Lắng nghe phản ứng của cơ thể và giữ chế độ ăn uống cân bằng, hạn chế phụ thuộc vào vị ngọt nhân tạo vẫn là giải pháp bền vững nhất cho sức khỏe tinh thần và thể chất.
