Nhiều người thường nghĩ rằng các vấn đề về đường hô hấp như ho, hen suyễn hay khó thở chỉ liên quan trực tiếp đến lá phổi và bầu không khí hít thở hàng ngày. Do đó, mối liên hệ giữa một đĩa rau củ trong bữa ăn và sức khỏe của hệ hô hấp thường ít khi được chú ý đến trong đời sống thường nhật. Liệu chế độ ăn uống giàu chất xơ có thực sự tạo ra tấm lá chắn bảo vệ đường thở trước các tác nhân gây viêm hay không?
Câu trả lời đã được khoa học chứng minh thông qua sự tồn tại của "trục ruột - phổi", một mạng lưới liên lạc sinh học mật thiết giữa hệ tiêu hóa và cơ quan hô hấp. Khi chúng ta tiêu thụ chất xơ hòa tan, hệ vi sinh vật đường ruột sẽ chuyển hóa chúng thành các acid béo chuỗi ngắn, các phân tử này sau đó theo tuần hoàn đến phổi để điều hòa hoạt động của các tế bào miễn dịch.
Trục ruột - phổi và câu chuyện lên men chất xơ
Chất xơ trong thực phẩm được chia thành hai nhóm chính là chất xơ hòa tan và chất xơ không hòa tan [1]. Khác với các chất dinh dưỡng thông thường, chất xơ hòa tan không bị phân giải bởi các enzyme tiêu hóa của con người mà sẽ di chuyển thẳng xuống đại tràng [2]. Tại đây, các quần thể vi sinh vật cư trú sẽ tiến hành lên men nguồn carbohydrate phức tạp này [2].
Quá trình lên men tại ruột già giải phóng ra các chất chuyển hóa quan trọng, nổi bật nhất là các acid béo chuỗi ngắn (SCFA) [2]. Các phân tử SCFA này không chỉ đóng vai trò cung cấp năng lượng và duy trì sự toàn vẹn của niêm mạc đại tràng mà còn hấp thu vào hệ tuần hoàn [2]. Sau khi đi vào dòng máu, chúng kết nối các cộng đồng vi sinh vật và tế bào niêm mạc giữa ruột và phổi [3].
Chính sự di chuyển của các phân tử chuyển hóa này đã tạo nên cầu nối sinh học giữa hệ tiêu hóa và hệ hô hấp [3]. Nhờ trục ruột - phổi, tín hiệu từ nguồn thức ăn nạp vào đường ruột có thể truyền trực tiếp đến các mô xa xôi tại đường dẫn khí [3]. Điều này mở ra cách nhìn nhận hoàn toàn mới về vai trò của dinh dưỡng đối với các bệnh lý viêm nhiễm đường thở [3].
Cơ chế tác động của acid béo chuỗi ngắn tại mô phổi
Khi đi vào hệ tuần hoàn, các acid béo chuỗi ngắn hoạt động như những sứ giả phát tín hiệu để tái lập trình hoạt động miễn dịch [4]. Tại tủy xương, sự hiện diện của SCFA như propionate làm thay đổi quá trình sinh máu [4]. Quá trình này thúc đẩy sự sản sinh các tế bào tiền thân của đại thực bào và tế bào tua [4].
Các tế bào tua này sau đó di chuyển và cư trú tại các mô phổi [4]. Dưới sự định hình của acid béo chuỗi ngắn, tế bào tua tại phổi sở hữu khả năng thực bào cao nhưng lại bị suy giảm khả năng kích hoạt phản ứng của tế bào lympho T hỗ trợ loại 2 (Th2) [4]. Nhờ việc ức chế phản ứng tế bào Th2, phản ứng dị ứng và viêm quá mức tại đường hô hấp được ngăn chặn rõ rệt [4].
Cơ chế điều hòa dị ứng đường thở của propionate được xác định là phụ thuộc vào thụ thể bắt cặp protein G có tên là GPR41 (còn gọi là FFAR3) [4]. Thử nghiệm cho thấy tác động này không phụ thuộc vào thụ thể GPR43 [4]. Bên cạnh đó, acid béo chuỗi ngắn còn tương tác trực tiếp với các đại thực bào phế nang để điều hòa trạng thái miễn dịch bẩm sinh của phổi [5].
Bằng chứng khoa học về việc điều hòa miễn dịch đường hô hấp
Các nhà khoa học đã tiến hành nhiều nghiên cứu thực nghiệm nhằm làm sáng tỏ vai trò bảo vệ của chất xơ đối với tổn thương phổi [5]. Một nghiên cứu công bố năm 2023 đã can thiệp chế độ ăn giàu xơ trên chuột thí nghiệm bị tổn thương phổi vô khuẩn, kết hợp giải trình tự 16S và phân tích chuyển hóa [5]. Kết quả ghi nhận chuột ăn giàu xơ được bảo vệ khỏi tổn thương phổi tốt hơn nhóm ăn chế độ hoàn toàn không có chất xơ [5].
Bảo vệ này tương quan chặt chẽ với nồng độ propionate tăng cao và sự phong phú của các nhóm vi khuẩn đường ruột có lợi [5]. Ngược lại, nhóm ăn không có chất xơ có nồng độ acid béo chuỗi ngắn thấp hơn và mức độ tổn thương phổi gia tăng [5]. Thí nghiệm tế bào phế nang tiếp xúc với propionate cho thấy phân tử này làm giảm hai cytokine gây viêm quan trọng là IL-1beta và IL-18 [5]. Ngoài ra, propionate còn tái lập trình chuyển hóa của đại thực bào phế nang, chuyển đổi từ quá trình đường phân sang quá trình phosphoryl oxy hóa sau khi bị kích thích bởi độc tố vi khuẩn [5].
Chế độ ăn của thế hệ trước cũng có tác động quan trọng đến bệnh lý hô hấp của đời sau [6]. Một nghiên cứu năm 2023 đã cho chuột mang thai uống nước chứa inulin, một loại chất xơ hòa tan tự nhiên có nhiều trong rau quả [6]. Kết quả phân tích vi sinh vật và chuyển hóa cho thấy việc nạp inulin làm thay đổi hệ vi sinh vật của chuột mẹ, tăng đáng kể các vi khuẩn sinh acid béo chuỗi ngắn mà chủ yếu là Bifidobacterium [6].
Sự biến đổi hệ vi sinh đường ruột này đã làm giảm phản ứng viêm hen suyễn ở chuột con, thể hiện qua các chỉ số viêm đo bằng Elisa và mức biểu hiện thụ thể GPR41, GPR43 đo bằng qPCR [6]. Đáng chú ý, sự biến đổi hệ vi sinh vật đường ruột ở chuột con đã xuất hiện trước cả khi mô hình hen suyễn khởi phát [6]. Tình trạng hen suyễn vốn đặc trưng bởi tăng phản ứng đường thở, và việc chế độ ăn nhiều chất béo, ít chất xơ làm tăng nguy cơ mắc bệnh lý này [6].
Đối với bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính liên quan đến khói thuốc lá (CS-COPD), một tổng quan năm 2021 nhấn mạnh rằng khói thuốc làm biến đổi hệ vi sinh vật tại ruột và phổi [3]. Việc tăng cường chất xơ giúp vi khuẩn tạo ra các acid béo chuỗi ngắn nhằm chống viêm và ức chế các phản ứng miễn dịch phá hủy mô phổi [3]. Tác động tích cực của chất xơ lên hệ vi sinh vật đường ruột được ghi nhận là có nét tương đồng với tác động của việc bỏ hút thuốc [3].
Lợi ích chuyển hóa và những giới hạn hiện tại
Chất xơ hòa tan không chỉ tạo ra acid béo chuỗi ngắn để bảo vệ phổi mà còn tham gia củng cố tính toàn vẹn của hàng rào ruột [7]. Quá trình này giúp gia tăng các chất chuyển hóa có lợi như acid 3-hydroxyoctadecaenoic, acid pentadecanoic và acid mật [7]. Các hoạt chất này mang lại tiềm năng điều trị đối với nhiều bệnh lý viêm mạn tính như viêm ruột, hội chứng ruột kích thích và viêm gan nhiễm mỡ [7].
Chất xơ hòa tan còn làm chậm quá trình lưu chuyển thức ăn trong ruột non và làm giảm nồng độ cholesterol huyết tương [2]. Tuy nhiên, tác dụng giảm cholesterol này liên quan đến việc tăng bài tiết steroid và biến đổi hấp thu chất béo nhờ độ nhớt của sợi xơ, chứ không phải do acid béo chuỗi ngắn trực tiếp làm trung gian [2]. Tổng lượng acid béo chuỗi ngắn sinh ra từ chất xơ hòa tan có thể bị biến đổi khi có mặt chất xơ không hòa tan và nhìn chung thấp hơn so với tinh bột kháng [2].
Mặc dù có nhiều triển vọng, việc ứng dụng lâm sàng các cơ chế này vẫn tồn tại những rào cản nhất định [7]. Cơ chế tác động chính xác của chất xơ hòa tan lên các cơ quan ở xa và các tình trạng viêm thần kinh vẫn chưa được hiểu rõ một cách đầy đủ [7]. Phần lớn các phát hiện chi tiết về thụ thể miễn dịch và lập trình tủy xương hiện mới chỉ dừng lại ở các mô hình động vật và tế bào [5] [4].
Hiểu lầm thường gặp khi dùng chất xơ bảo vệ phổi
Một hiểu lầm phổ biến là cho rằng chất xơ hòa tan có thể thay thế hoàn toàn các loại thuốc điều trị bệnh đường hô hấp. Cần làm rõ rằng việc bổ sung chất xơ chỉ đóng vai trò hỗ trợ điều hòa phản ứng viêm và cải thiện miễn dịch bẩm sinh chứ không thể dứt điểm các cơn hen cấp hay chữa khỏi bệnh phổi mạn tính [5] [3]. Các liệu pháp quản lý bệnh toàn diện vẫn cần được duy trì theo đúng phác đồ y khoa [3].
Nhiều người cũng tin rằng ăn càng nhiều chất xơ hòa tan tinh khiết với lượng càng lớn thì hiệu quả bảo vệ phổi càng nhanh chóng. Trên thực tế, quá trình lên men chất xơ tại ruột chịu sự chi phối của cấu trúc hóa học và sự phối hợp giữa các loại chất xơ khác nhau trong bữa ăn [2]. Việc hấp thu quá mức một loại chất xơ tinh chế mà thiếu đi sự cân đối có thể dẫn đến những phản ứng sinh học không mong muốn trong cơ thể [8].
Những đối tượng cần thận trọng
Dù chất xơ hòa tan mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, không phải mọi trường hợp đều có thể dung nạp tùy ý với lượng lớn [8]. Một nghiên cứu công bố năm 2018 trên mô hình chuột phát hiện ra rằng việc lên men chất xơ hòa tan tinh chế như inulin có thể gây ra tình trạng ứ mật và ung thư biểu mô tế bào gan, mặc dù nó giúp cải thiện các rối loạn chuyển hóa [8]. Do đó, những người có bệnh lý nền về gan hoặc bất thường chuyển hóa mật cần hết sức cẩn trọng và tham khảo ý kiến chuyên gia y tế trước khi bổ sung liều cao chất xơ cô đặc [8].
Đối với bệnh nhân trong tình trạng nguy kịch, sự thiếu hụt acid béo chuỗi ngắn thường xảy ra do thay đổi vi sinh vật đường ruột và tính chất thức ăn [1]. Chất xơ hòa tan như guar gum hay dịch chiết từ cúc vu (Jerusalem artichoke) đã được thử nghiệm để giảm tiêu chảy ở đối tượng này [1]. Chiết xuất từ 100g cúc vu chế biến chứa 5g xơ không hòa tan, 15g xơ hòa tan và 80g fructan [1].
Trong một nghiên cứu sơ bộ trên 11 bệnh nhân nặng, chiết xuất này được dung nạp tốt ở 7 trên 11 người và giúp giảm tiêu chảy [1]. Tuy nhiên, có ghi nhận biến chứng tăng thể tích dịch tồn lưu dạ dày, và trong nhóm này có 4 trường hợp tử vong dù không liên quan đến chiết xuất [1]. Các hướng dẫn điều trị hiện hành vẫn chưa đưa ra khuyến cáo dứt khoát về việc thêm chất xơ hòa tan vào dinh dưỡng qua ống thông cho bệnh nhân nặng do bằng chứng nghiên cứu còn chưa đồng nhất [1].
Hướng dẫn áp dụng thực tế vào bữa ăn hàng ngày
Để hỗ trợ trục ruột - phổi hoạt động trơn tru, cách tiếp cận an toàn và bền vững nhất là bổ sung chất xơ thông qua thực phẩm tự nhiên trong các bữa ăn mỗi ngày. Inulin và các chất xơ hòa tan có thể dễ dàng tìm thấy trong nhiều loại rau xanh, trái cây tươi, củ quả và các loại đậu [6] [2].
Khi bắt đầu tăng cường chất xơ, bạn nên bổ sung từ từ để hệ vi sinh vật đường ruột kịp thích nghi và sản xuất acid béo chuỗi ngắn mà không gây đầy trướng bụng. Việc kết hợp hài hòa giữa chất xơ hòa tan và chất xơ không hòa tan từ các nguồn thực phẩm đa dạng sẽ tạo môi trường lên men tối ưu nhất cho đại tràng [2]. Nên ưu tiên các phương pháp chế biến nhẹ nhàng như hấp hoặc luộc vừa chín tới để bảo tồn tối đa các hợp chất tự nhiên có trong thực vật.
Bên cạnh đó, việc duy trì uống đủ nước mỗi ngày là yếu tố then chốt giúp chất xơ phát huy tác dụng tạo độ nhớt và làm mềm chất thải trong đường ruột. Một lối sống lành mạnh kết hợp giữa dinh dưỡng giàu xơ và hạn chế tiếp xúc với khói thuốc lá sẽ mang lại hiệu quả bảo vệ hô hấp tốt nhất [3]. Nếu bạn đang có bệnh nền mạn tính hoặc đang trong quá trình điều trị y tế, hãy luôn trao đổi với bác sĩ trước khi thay đổi lớn chế độ dinh dưỡng.
Sức khỏe của hệ hô hấp và hệ tiêu hóa có mối gắn kết hữu cơ không thể tách rời thông qua trục ruột - phổi. Việc bổ sung hợp lý chất xơ hòa tan qua các bữa ăn tự nhiên giúp cơ thể sản sinh các acid béo chuỗi ngắn, hỗ trợ kiểm soát các phản ứng viêm và bảo vệ đường thở một cách bền vững. Một chế độ ăn cân bằng, đa dạng và lắng nghe cơ thể chính là chìa khóa vàng cho một lá phổi khỏe mạnh.
