Nhiều người khi đi du lịch vùng núi cao hoặc tham gia các tour leo núi thường truyền tai nhau kinh nghiệm ăn thật nhiều tinh bột để chống mệt mỏi và ngăn ngừa say độ cao. Cảm giác đau đầu, buồn nôn và hụt hơi nơi không khí loãng là nỗi ám ảnh lớn với bất kỳ ai từng đặt chân lên những vùng đất hiểm trở. Câu hỏi đặt ra là liệu việc tăng cường carbohydrate trong bữa ăn có thực sự là chiếc chìa khóa giúp cơ thể thích nghi và xóa bỏ các triệu chứng khó chịu này hay không?

Câu trả lời từ các bằng chứng y học hiện tại là: carbohydrate giúp cải thiện nhẹ khả năng bão hòa oxy trong máu và hỗ trợ sức bền thể lực, nhưng không làm giảm triệu chứng say độ cao cấp tính. Việc hiểu rõ cơ chế sinh học đằng sau quá trình trao đổi khí sẽ giúp người leo núi có chiến lược dinh dưỡng và bảo vệ sức khỏe đúng đắn, tránh những ngộ nhận nguy hiểm.

Say độ cao và thách thức đối với hệ thống hô hấp

Say độ cao cấp tính (AMS) là tình trạng bệnh lý phổ biến xảy ra khi cơ thể chưa kịp thích nghi với môi trường phân áp oxy thấp ở các vùng núi cao [1]. Các triệu chứng điển hình bao gồm đau đầu, chán ăn, khó ngủ, buồn nôn, mệt mỏi và chóng mặt [2]. Tình trạng thiếu oxy ở độ cao lớn có thể dẫn đến suy giảm hiệu suất tâm thần, sụt cân và làm giảm đáng kể khả năng vận động [2]. Nếu không được xử trí kịp thời, say núi cấp tính có thể tiến triển thành các biến chứng phù phổi hoặc phù não đe dọa tính mạng [1].

Phản ứng tự nhiên đầu tiên của cơ thể khi lên cao là tăng thông khí nhằm bù đắp lượng oxy bị thiếu hụt. Tần số thở tăng lên nhanh chóng ngay trong những giờ đầu tiên tiếp xúc với không khí loãng. Một nghiên cứu theo dõi 90 người tại phòng khám ở độ cao 3.450 mét cho thấy nhịp thở từ 20 lần/phút trở lên trong giờ đầu tiên có liên quan mật thiết đến nguy cơ say núi cấp tính mức độ nặng sau đó [3]. Tuy nhiên, việc tăng thông khí đột ngột cũng gây mất thăng bằng kiềm toan trong máu, dẫn đến tình trạng kiềm hô hấp và kích hoạt các phản ứng giãn mạch não phức tạp [4].

Cơ chế trao đổi khí khi oxy hóa carbohydrate

Mối liên hệ giữa dinh dưỡng và khả năng hô hấp bắt nguồn từ khái niệm thương số hô hấp (Respiratory Quotient - RQ). Chỉ số RQ phản ánh tỷ lệ giữa lượng carbon dioxide (CO2) thải ra so với lượng oxy mà cơ thể tiêu thụ khi chuyển hóa thức ăn [2]. Giá trị này dao động từ 0,7 khi cơ thể đốt cháy hoàn toàn chất béo cho đến 1,0 khi tiêu thụ carbohydrate nguyên chất [2]. Chế độ ăn uống thông thường của con người có chỉ số RQ trung bình khoảng 0,85 [2].

Khi cơ thể sử dụng carbohydrate làm nguồn năng lượng chính, chỉ số RQ sẽ dịch chuyển từ mức 0,7 lên gần 1,0 [5]. Theo phương trình khí phế nang, ở cùng một mức phân áp CO2 động mạch, sự gia tăng chỉ số RQ sẽ làm tăng phân áp oxy trong phế nang (PAO2) [2]. Phân áp oxy phế nang cao hơn trực tiếp thúc đẩy quá trình khuếch tán, dẫn đến độ bão hòa oxy trong hemoglobin gia tăng [2]. Đây là lợi thế sinh lý độc đáo mà chất béo hay protein không thể mang lại ở môi trường thiếu dưỡng khí.

Bên cạnh đó, quá trình oxy hóa chất bột đường tạo ra lượng CO2 lớn hơn đáng kể so với việc chuyển hóa lipid hoặc protein [2]. Lượng khí CO2 tăng thêm này đóng vai trò như một chất kích thích hóa học tự nhiên lên trung tâm hô hấp ở não bộ [2]. Nhờ đó, cơ thể duy trì được động lực thở sâu và đều đặn hơn, hỗ trợ quá trình trao đổi khí tại phổi diễn ra hiệu quả trong bối cảnh thiếu oxy cấp tính.

Các nghiên cứu lâm sàng nói gì về hiệu quả thực tế?

Mặc dù về mặt lý thuyết chuyển hóa, carbohydrate mang lại nhiều ưu thế cho hệ hô hấp, các thử nghiệm thực tế lại cho thấy kết quả bất ngờ. Nghiên cứu thực hiện năm 1997 trên 19 người tình nguyện khỏe mạnh đã so sánh hai chế độ ăn: giàu tinh bột (chiếm 68% tổng năng lượng) và bình thường (chiếm 45% năng lượng) trong vòng 4 ngày [6]. Vào ngày thứ tư, những người tham gia được đưa vào môi trường thiếu oxy chứa 10% oxy trong 8 giờ liên tục [6].

Kết quả đánh giá qua bảng câu hỏi đồng thuận Lake Louise cho thấy điểm số triệu chứng say độ cao ở nhóm ăn 68% carbohydrate là 10,1 ± 3,8, không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với mức 10,3 ± 4,1 ở nhóm ăn 45% carbohydrate [6]. Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra nồng độ các chất trung gian gây viêm trong huyết tương bao gồm interleukin 1 beta, interleukin 6, interleukin 8 và yếu tố hoại tử khối u alpha [6]. Nồng độ các cytokine này không hề thay đổi dưới tác động của tình trạng thiếu oxy trên cả hai chế độ ăn, đồng thời không tương quan với mức độ nặng của triệu chứng say núi [6]. Điều này chứng minh rằng việc nạp nhiều tinh bột trong nhiều ngày không giúp ngăn ngừa hội chứng này [6].

Thêm vào đó, tác dụng nâng cao nồng độ oxy máu của carbohydrate chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn. Việc dung nạp carbohydrate nguyên chất khoảng 40 phút trước khi tiếp xúc với môi trường thiếu oxy có thể cải thiện độ bão hòa hemoglobin lên tới 4% [2]. Tuy nhiên, hiệu ứng có lợi này giảm dần và biến mất hoàn toàn sau 150 phút [2]. Lợi ích cải thiện oxy hóa máu chỉ xuất hiện trong đúng giai đoạn carbohydrate đang được tiêu hóa và hấp thu ở ruột [2].

Lợi ích thể lực và giới hạn của bằng chứng

Dù không thể loại bỏ các cơn đau đầu hay cảm giác buồn nôn do say độ cao, carbohydrate vẫn là nguồn nhiên liệu không thể thay thế cho các hoạt động thể lực trên núi. Một nghiên cứu thực địa tiến hành trên 41 thành viên của đoàn thám hiểm kéo dài 22 ngày đã thử nghiệm bổ sung carbohydrate so với giả dược theo phương pháp mù đôi [5]. Tại độ cao 5.192 mét, các đối tượng thực hiện bài kiểm tra thể lực leo núi tính thời gian [5].

Kết quả ghi nhận nhóm được bổ sung carbohydrate hoàn thành bài kiểm tra nhanh hơn 17% so với nhóm dùng giả dược [5]. Đồng thời, chỉ số nỗ lực cảm nhận của họ cũng thấp hơn 18% [5]. Tuy vậy, các thông số tim mạch đo được trong khi gắng sức dưới mức tối đa cũng như mức độ vận động tự phát trong những ngày nghỉ ngơi không có sự khác biệt giữa hai nhóm [5].

Càng lên cao, cơ thể càng trở nên phụ thuộc nhiều hơn vào glucose để tạo năng lượng khi quá trình thích nghi diễn ra [5]. Quá trình phân giải mỡ (lipolysis) sau khi vận động dường như bị ức chế ở độ cao lớn [5]. Nồng độ insulin tăng cao trong môi trường thiếu khí được cho là ngăn cản việc huy động các axit béo tự do, buộc cơ bắp phải sử dụng đường làm nguồn sinh công chính [5]. Do người leo núi thường phải hoạt động ở mức công suất tương đối cao hơn so với khi ở đồng bằng, việc duy trì đủ carbohydrate là điều kiện tiên quyết để đảm bảo sức bền [5].

Những hiểu lầm phổ biến khi bổ sung năng lượng ở vùng cao

Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ cần mang theo thật nhiều bánh kẹo ngọt và ăn liên tục là có thể an tâm tuyệt đối trước chứng say núi. Thực tế, cơ chế bệnh sinh của say độ cao rất phức tạp, liên quan đến phản ứng mạch máu não và sự điều hòa cân bằng kiềm toan của thận chứ không đơn thuần là thiếu hụt năng lượng [4]. Đáp ứng thông khí cấp tính trước tình trạng thiếu oxy đo được ở đồng bằng cũng không thể dùng làm thước đo dự đoán chính xác ai sẽ bị say núi khi lên cao [7].

Một sai lầm khác là cố gắng ăn thật nhiều tinh bột phức tạp trước giờ xuất phát với hy vọng duy trì oxy máu suốt cả ngày. Như các dữ liệu sinh lý đã chỉ ra, hiệu ứng tăng oxy hóa máu phụ thuộc trực tiếp vào thời gian tiêu hóa và kết thúc sau khoảng 2,5 giờ [2]. Bổ sung quá tải chất bột đường một lúc còn dễ dẫn đến đầy bụng, khó tiêu và làm trầm trọng thêm cảm giác buồn nôn vốn rất thường gặp ở độ cao lớn [2].

Nhóm đối tượng cần thận trọng

Người mắc bệnh đái tháo đường hoặc rối loạn dung nạp glucose cần đặc biệt cẩn trọng với các khuyến nghị tăng cường carbohydrate khi đi vùng cao. Môi trường thiếu oxy làm biến đổi chuyển hóa glucose và tác động lên nồng độ insulin nội sinh [5]. Việc nạp ồ ạt thực phẩm chỉ số đường huyết cao có thể gây mất kiểm soát đường huyết đột ngột, gây nguy hiểm giữa hành trình dã ngoại xa cơ sở y tế. Những người có bệnh lý tim mạch, suy thận hoặc tiền sử bệnh mạn tính bắt buộc phải tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng bất kỳ thay đổi dinh dưỡng lớn nào.

Bên cạnh đó, những người có cơ địa dễ bị kiềm hô hấp hoặc phản ứng thông khí quá mức cũng cần chú ý theo dõi sát sao. Phản ứng thở nhanh quá mức có thể dẫn đến kiềm hóa máu nhanh và làm giãn mạch máu não quá mức, là những yếu tố dự báo say độ cao nghiêm trọng [4].

Cách áp dụng thực tế an toàn và cân bằng

Để tối ưu hóa hiệu suất hô hấp và duy trì sức bền, người tham gia các hoạt động vùng cao nên chia nhỏ lượng carbohydrate trong suốt quá trình di chuyển. Thay vì ăn một bữa quá lớn, hãy nạp một lượng nhỏ tinh bột dễ tiêu hóa cách khoảng 1 đến 2 giờ [2]. Khoảng thời gian 40 phút trước khi bắt đầu chặng leo dốc là thời điểm phù hợp để bổ sung một phần carbohydrate nhẹ nhằm tận dụng cửa sổ cải thiện oxy hóa máu [2].

Các loại thực phẩm như yến mạch, cơm nắm, chuối, bánh quy năng lượng hoặc trái cây sấy khô là những lựa chọn thuận tiện trên đường đi. Nên kết hợp carbohydrate với một lượng nước đầy đủ để hỗ trợ tiêu hóa. Điều quan trọng nhất cần ghi nhớ là dinh dưỡng không thể thay thế cho quá trình thích nghi độ cao tự nhiên. Việc di chuyển lên cao một cách từ từ, dành thời gian nghỉ ngơi hợp lý là biện pháp phòng ngừa cốt lõi [1]. Nếu xuất hiện các triệu chứng nặng, việc hạ độ cao ngay lập tức là ưu tiên sinh mạng hàng đầu [2], [1]. Việc sử dụng các thuốc dự phòng như acetazolamide với liều 125 mg hai lần mỗi ngày cần tuân thủ chỉ định của nhân viên y tế [2].

Tóm lại, carbohydrate là nguồn nhiên liệu tuyệt vời giúp nâng cao hiệu suất vận động và hỗ trợ quá trình trao đổi khí trong thời gian ngắn nhờ tăng chỉ số thương số hô hấp [2], [5]. Tuy nhiên, chế độ ăn này không phải là "thần dược" ngăn ngừa hội chứng say độ cao [6]. Một kế hoạch leo núi khoa học, kết hợp giữa dinh dưỡng hợp lý, tốc độ di chuyển vừa phải và lắng nghe phản ứng của cơ thể chính là giải pháp an toàn nhất cho mọi hành trình chinh phục đỉnh cao.