Chế độ ăn hiện đại ngày càng chứa nhiều thực phẩm chế biến sẵn và đường tinh chế, khiến lượng rau củ quả trong bữa ăn giảm sút nghiêm trọng. Cùng với sự thay đổi lối sống này, tỷ lệ mắc các bệnh lý đường tiêu hóa ngày càng gia tăng rõ rệt. Rất nhiều người băn khoăn liệu thói quen ăn nhiều chất xơ hằng ngày có thực sự tạo ra tấm lá chắn bảo vệ cơ thể khỏi nguy cơ ung thư đại trực tràng hay không.
Các nghiên cứu dịch tễ học và sinh học thực nghiệm cho thấy chế độ ăn giàu chất xơ gắn liền với việc giảm nguy cơ hình thành khối u đại trực tràng [1]. Lợi ích bảo vệ này được thúc đẩy thông qua hai cơ chế chính: sự gia tăng khối lượng phân giúp pha loãng các độc chất và quá trình vi khuẩn đường ruột lên men chất xơ tạo ra các hoạt chất ức chế tế bào ác tính [2].
Gánh nặng ung thư đại trực tràng và mối liên hệ với chế độ ăn
Ung thư đại trực tràng hiện là một trong những vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn trên toàn cầu [1]. Theo số liệu của GLOBOCAN thuộc Tổ chức Y tế Thế giới công bố năm 2012, ung thư đại trực tràng là loại ung thư phổ biến thứ ba ở nam giới và đứng thứ hai ở nữ giới [1]. Mối liên hệ chặt chẽ giữa chế độ ăn uống và tỷ lệ mắc ung thư đã được công bố từ những báo cáo đầu tiên vào năm 1999 [1].
Tại Mỹ, ung thư đại trực tràng đứng thứ ba về số ca chẩn đoán mới ở cả hai giới và cũng đứng thứ ba về nguyên nhân gây tử vong do ung thư [3]. Xu hướng gia tăng tỷ lệ mắc bệnh này thể hiện rõ nét nhất ở Trung Quốc và các nước đang phát triển, nơi chế độ ăn kiểu phương Tây đang được tiếp nhận nhanh chóng [3]. Sự chuyển đổi từ chế độ ăn truyền thống giàu chất xơ sang các món chế biến sẵn chứa đường tinh chế đi kèm sự gia tăng đáng kể của ung thư ruột [3].
Ở các quốc gia đang phát triển, mối tương quan giữa suy giảm lượng chất xơ tiêu thụ và gia tăng tỷ lệ mắc bệnh càng rõ rệt do việc nội soi tầm soát còn hạn chế [3]. Ngược lại, tại Mỹ, việc triển khai tầm soát rộng rãi kết hợp cắt bỏ polyp tiền ung thư đã giúp tỷ lệ mắc bệnh sụt giảm trong thời gian gần đây [3]. Dù vậy, chế độ dinh dưỡng vẫn là yếu tố nền tảng tác động trực tiếp đến niêm mạc ruột [4].
Chất xơ là gì và hoạt động ra sao trong đường ruột?
Chất xơ được định nghĩa là phần ăn được của thực vật hoặc các chất chiết xuất của chúng, bao gồm các carbohydrate tương tự có khả năng kháng lại quá trình tiêu hóa và hấp thu tại ruột non [3]. Các thành phần này chỉ được vi sinh vật cư trú trong ruột già sử dụng sau quá trình lên men một phần hoặc toàn bộ [3]. Cấu trúc của chất xơ bao gồm các polysaccharide (như tinh bột kháng, cellulose, hemicellulose, pectin, chất gôm), oligosaccharide và lignin [3].
Khi đi qua đường tiêu hóa, chất xơ được phân chia thành hai nhóm với những nhiệm vụ khác nhau [2]. Nhóm chất xơ không hòa tan có khả năng làm tăng thể tích chất chứa trong lòng ruột và đẩy nhanh tốc độ vận chuyển phân qua đại tràng [2]. Điều này giúp giảm thiểu sự phơi nhiễm của biểu mô niêm mạc với các tác nhân gây ung thư qua đường ăn uống, chẳng hạn như nitrosamine từ thịt cháy [2].
Nhóm thứ hai là chất xơ hòa tan, khi xuống đến lòng đại tràng sẽ được các vi khuẩn cư trú tiến hành lên men [2]. Quá trình chuyển hóa sinh học này tạo ra các acid béo chuỗi ngắn (SCFA), nổi bật nhất là butyrate [2]. Butyrate đóng vai trò đa năng đối với các tế bào biểu mô đại tràng và được xem là một chất phòng ngừa hóa học tự nhiên [1].
Cơ chế pha loãng chất độc và làm sạch đường tiêu hóa
Cơ chế cơ học của chất xơ giữ vai trò then chốt trong việc bảo vệ hàng rào ruột [2]. Chất xơ không hòa tan giữ nước, tăng kích thước khối phân và kích thích nhu động đại tràng co bóp đều đặn [2]. Tốc độ lưu chuyển phân tăng lên đồng nghĩa với việc thời gian các độc chất ứ đọng và tiếp xúc với niêm mạc ruột giảm đi đáng kể [2].
Trong khẩu phần ăn thiếu lành mạnh, các chất sinh ung thư như nitrosamine từ thịt bị cháy khét có thể ngấm trực tiếp vào thành ruột [2]. Khối chất xơ đóng vai trò như một giá thể pha loãng nồng độ các chất độc này, làm giảm cơ hội chúng tương tác tiêu cực với tế bào biểu mô [2].
Sự kết hợp giữa hiệu ứng pha loãng vật lý và quá trình chuyển hóa vi sinh tạo nên bức tường bảo vệ kép cho đường ruột [2]. Vi khuẩn lên men chất xơ thành butyrate, cung cấp nguồn năng lượng chính cho tế bào đại tràng khỏe mạnh và kiểm soát sự phát triển bất thường [2], [4].
Hoạt chất Butyrate: "Khắc tinh" của tế bào ung thư
Butyrate sinh ra từ quá trình lên men chất xơ có tác dụng ức chế sự sinh ung thư đại trực tràng thông qua các con đường phân tử phức tạp [5]. Trong các tế bào ung thư đại tràng, butyrate kích thích quá trình trưởng thành của tế bào, thúc đẩy ngừng tăng sinh, biệt hóa và kích hoạt chu trình chết tự nhiên (apoptosis) [6]. Phân tích protein cho thấy phản ứng của butyrate theo thời gian dẫn dắt tế bào ung thư từ giai đoạn ngừng tăng trưởng tiến thẳng đến chuỗi phản ứng tự chết [6].
Ở mức độ phân tử, một nghiên cứu năm 2019 trên hai dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến đại trực tràng là HT-29 và Caco-2 đã làm rõ cơ chế này [5]. Butyrate làm gia tăng biểu hiện của enzyme isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) và pyruvate dehydrogenase (PDH), từ đó nâng cao mức acetyl-CoA cùng alpha-ketoglutarate (alpha-KG) [5]. Quá trình này thúc đẩy acetyl hóa histone và khử methyl DNA tại vùng khởi động của gen sửa chữa ghép cặp sai DNA (MMR) [5].
Protein sửa chữa ghép cặp sai DNA (MMR) đóng vai trò quyết định trong việc khắc phục các sai hỏng di truyền và kích hoạt apoptosis để loại bỏ tế bào biến dị [5]. Sự bất hoạt protein MMR dẫn đến mất ổn định vi vệ tinh, trong khi đột biến gen này xuất hiện ở 15% các ca ung thư đại trực tràng lẻ tẻ [5]. Nhờ làm tăng biểu hiện MMR phụ thuộc alpha-KG, butyrate trực tiếp kiềm chế sự phát triển của các tế bào ác tính [5].
Hơn nữa, tế bào ung thư đại tràng có hiện tượng hiệu ứng Warburg, ưa chuộng sử dụng glucose làm năng lượng thay vì butyrate [4]. Do đó, butyrate không bị chuyển hóa mà tích tụ lại trong nhân tế bào ung thư, hoạt động như chất ức chế histone deacetylase (HDAC) để ngăn chặn tăng sinh và kích thích tế bào khối u tự hủy [2], [4]. Hoạt tính ức chế HDAC của butyrate cũng làm tăng mức acetyl hóa histone 3 và kích hoạt các gen đích như Fas, P21, P27 để cản trở sự nhân lên của tế bào bất thường [7].
Những nghiên cứu thực nghiệm và góc nhìn trái chiều
Mối liên hệ giữa chất xơ và việc phòng ngừa u tuyến hay ung thư biểu mô đại trực tràng vẫn còn một số tranh cãi trên các nghiên cứu dịch tễ học người [3]. Các nghiên cứu đoàn hệ tiền cứu thường ghi nhận những kết quả xung đột do sự khác biệt về kiểu gen người tham gia và các nguồn chất xơ sử dụng [2], [3]. Điểm cốt lõi là các nghiên cứu này trước đây chưa kiểm soát được thành phần hệ vi sinh đường ruột – yếu tố quyết định việc biến đổi chất xơ thành butyrate [2], [3].
Năm 2015, một nghiên cứu trên mô hình chuột vô trùng (gnotobiotic mice) được nuôi các chủng vi khuẩn sinh butyrate đã chứng minh: chất xơ thực sự có tác dụng ức chế khối u mạnh mẽ, nhưng phụ thuộc chặt chẽ vào thành phần hệ vi khuẩn đường ruột và sự tạo thành butyrate [2]. Tác dụng bảo vệ không phát huy nếu thiếu vắng chủng vi khuẩn thực hiện quá trình lên men này [2].
Mặt khác, không phải mọi nghiên cứu trên động vật đều cho kết quả đồng nhất [8]. Điển hình là nghiên cứu năm 1992 trên chuột Wistar đực nhằm thử nghiệm tác động của chất xơ củ cải đường (Fibeta) đối với ung thư ruột do chất khởi phát dimethylhydrazine (DMH-2HCl, liều 20 mg/kg mỗi tuần trong 10 tuần) [8]. Chuột được theo dõi các giai đoạn trước, trong và sau 30 tuần gây độc, kết thúc sau 1 năm [8]. Kết quả không tìm thấy tác dụng bảo vệ của xơ củ cải đường ở bất kỳ giai đoạn nào, dù nồng độ acid béo bay hơi (đặc biệt là acid butyric) trong manh tràng chuột tăng lên rất cao [8]. Các tác giả ghi nhận tỷ lệ tạo u chung trong nghiên cứu này ở mức thấp và sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê [8].
Những bằng chứng này cho thấy tác dụng ngăn ngừa ung thư của chất xơ không hoạt động đơn độc mà chịu sự chi phối mạnh mẽ bởi tương tác gen - môi trường và cấu trúc hệ vi sinh đường ruột của từng cá thể [4].
Hiểu lầm thường gặp về chất xơ và ung thư
Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ cần bổ sung thật nhiều chất xơ từ bất kỳ nguồn nào là có thể hoàn toàn miễn nhiễm với ung thư đại trực tràng. Tuy nhiên, bằng chứng khoa học cho thấy chế độ ăn chỉ là một phần trong phức hợp các yếu tố gây bệnh [1], [4]. Nếu chỉ nạp chất xơ mà vẫn duy trì lối sống ít vận động hoặc ăn nhiều thực phẩm sinh ung thư thì rủi ro vẫn tồn tại.
Một quan niệm sai lầm khác là dùng các sản phẩm bổ sung xơ tinh chế có thể thay thế hoàn toàn rau củ tươi. Thực tế, chất xơ tự nhiên bao gồm một ma trận phức tạp các polysaccharide như kháng tinh bột, pectin, cellulose cùng các oligosaccharide [3]. Sự đa dạng này tạo điều kiện thuận lợi nhất cho hệ khuẩn ruột lên men đều đặn dọc theo chiều dài lòng ruột [3]. Việc dùng chất xơ đơn lẻ hoặc thiếu hệ vi khuẩn tương thích sẽ không mang lại hiệu quả tạo butyrate tối ưu [2].
Bên cạnh đó, việc ăn nhiều chất xơ không thể thay thế cho các biện pháp y tế chuyên sâu. Tầm soát ung thư định kỳ và nội soi cắt bỏ polyp tiền ung thư vẫn là phương pháp trực tiếp, đã được chứng minh giúp làm giảm tỷ lệ ung thư ruột tại các quốc gia phát triển [3].
Ai nên thận trọng khi tăng cường chất xơ?
Mặc dù chất xơ mang lại nhiều lợi ích cho niêm mạc ruột, việc tăng lượng chất xơ đột ngột không phải lúc nào cũng an toàn cho tất cả mọi người. Những người có bệnh lý đường ruột mạn tính cần đặc biệt lưu ý trước khi thay đổi thực đơn.
Những người đang trong đợt viêm loét đại tràng cấp tính, người bị hội chứng ruột kích thích thể tiêu chảy hoặc người có hẹp lòng ruột cơ học cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa tiêu hóa. Việc nạp quá nhiều chất xơ không hòa tan có thể làm tăng cọ xát cơ học, gây đầy hơi, đau quặn bụng khó chịu.
Người bệnh đang dùng thuốc điều trị hoặc có bệnh lý tiêu hóa đặc thù cần có lộ trình tăng lượng xơ từ từ. Mọi sự thay đổi lớn trong chế độ ăn uống hàng ngày nên được giám sát hoặc tư vấn bởi nhân viên y tế để đảm bảo phù hợp với thể trạng.
Gợi ý áp dụng chế độ ăn giàu chất xơ đúng cách
Để hệ tiêu hóa thích nghi tốt và kích hoạt tối đa các phản ứng sinh học có lợi, cần áp dụng việc bổ sung chất xơ một cách khoa học:
Tăng dần lượng dùng: Không nên đột ngột ăn lượng lớn rau củ trong một ngày. Hãy chia nhỏ và nâng dần lượng rau xanh, trái cây qua từng tuần để hệ vi sinh đường ruột kịp nhân dòng các chủng vi khuẩn lên men [2], [3].
Đa dạng hóa nguồn xơ: Kết hợp cả hai nhóm xơ hòa tan và không hòa tan trong bữa ăn [2]. Sử dụng phong phú các nguồn thực phẩm từ ngũ cốc nguyên hạt, các loại đậu, củ quả giàu tinh bột kháng và rau xanh [3]. Sự phối hợp này cung cấp đầy đủ cellulose để tăng khối phân và pectin, oligosaccharide để nuôi dưỡng vi khuẩn sinh butyrate [2], [3].
Cách chế biến hợp lý: Hạn chế chế biến thịt ở nhiệt độ quá cao làm cháy khét để tránh tích tụ nitrosamine – một chất gây ung thư nguy hiểm [2]. Tăng cường các món luộc, hấp, nấu súp rau củ để giữ nguyên cấu trúc polysaccharide tự nhiên [3].
Uống đủ nước mỗi ngày: Chất xơ cần hút nước để trương nở và làm mềm khối phân [2]. Nếu tăng lượng chất xơ nhưng lại uống thiếu nước, chất xơ có thể gây phản tác dụng, dẫn đến tắc nghẽn hoặc táo bón.
Chất xơ đóng vai trò sinh học thiết yếu giúp giảm thiểu nguy cơ ung thư đại trực tràng nhờ cơ chế pha loãng chất độc hại và kích thích sinh tổng hợp butyrate bảo vệ niêm mạc ruột [2]. Tuy nhiên, chất xơ không phải là phương thuốc thần kỳ có thể chữa khỏi bệnh hay xóa bỏ mọi nguy cơ ung thư. Một lối sống lành mạnh, ăn uống đa dạng kết hợp kiểm tra tầm soát định kỳ mới là giải pháp toàn diện nhất để bảo vệ sức khỏe hệ tiêu hóa.
