Cơ thể tiêu hao nhiều calo hơn khi trời lạnh có đúng không?

Nhiều người thường cảm thấy nhanh đói hơn vào mùa đông và tự hỏi liệu thời tiết lạnh giá có thực sự giúp cơ thể đốt cháy nhiều năng lượng hơn hay không. Không ít người còn hy vọng việc chịu lạnh nhẹ có thể trở thành một giải pháp hỗ trợ giảm cân nhanh chóng mà không cần kiêng khem.

Khoa học chứng minh rằng cơ thể người thực sự phải tiêu hao nhiều calo hơn khi tiếp xúc với không khí lạnh. Thay vì chỉ trông cậy vào phản xạ run cơ bắp, cơ thể kích hoạt một hệ thống đốt năng lượng tự nhiên gọi là "sinh nhiệt không run" tại các mô mỡ đặc biệt ^[1], ^[2].

Cơ chế sinh nhiệt không run giúp giữ ấm

Để chống lại sự sụt giảm thân nhiệt do lạnh, động vật có vú duy trì thân nhiệt thông qua cả hai hình thức: run cơ bắp và sinh nhiệt không run ^[3]. Run là phản ứng phòng vệ ban đầu của hệ cơ, nhưng khi cơ bắp mệt mỏi, cơ thể sẽ gia tăng sự phụ thuộc vào quá trình sinh nhiệt không run ^[3].

Cơ chế sinh nhiệt không run chủ yếu diễn ra tại mô mỡ nâu (BAT) và mô mỡ be ^[4]. Khác với tế bào mỡ trắng có các giọt lipid lớn, ít ty thể và đóng vai trò tích trữ năng lượng dư thừa dưới dạng triglyceride, tế bào mỡ nâu chứa vô số ty thể cùng nhiều giọt mỡ nhỏ ^[5].

Ở hầu hết các tế bào bình thường, ty thể sử dụng năng lượng từ đường hoặc chất béo để tổng hợp phân tử năng lượng ATP thông qua chuỗi hô hấp tế bào ^[6]. Tuy nhiên, màng trong ty thể của mô mỡ nâu lại biểu hiện dày đặc một loại protein đặc biệt mang tên UCP1 (uncoupling protein 1) ^[5], ^[6].

Nhờ có UCP1 làm gián đoạn chênh lệch proton ty thể, năng lượng hô hấp không bị ép buộc phải chuyển thành ATP mà trực tiếp phân tán ra ngoài dưới dạng nhiệt năng thuần túy ^[5], ^[6], ^[4]. Khi tiếp xúc với cái lạnh, tế bào mỡ nâu được kích thích để bắt đầu oxy hóa nguồn dự trữ lipid của chính nó cũng như các axit béo và đường lấy từ tuần hoàn máu để sinh nhiệt ^[6].

Bằng chứng khoa học về khả năng đốt calo của mỡ nâu

Trước năm 2007, giới y khoa từng mặc định người trưởng thành không còn mô mỡ nâu hoạt động ^[5]. Tuy nhiên, hàng loạt bằng chứng hiện đại đã xác nhận người lớn vẫn sở hữu mô mỡ nâu có đầy đủ chức năng trao đổi chất ^[5].

Một tổng quan công bố năm 2023 chỉ ra rằng tiềm năng sinh nhiệt của mô mỡ nâu được kích hoạt có thể đốt cháy khoảng 20 kcal mỗi ngày ở một cá nhân, cao hơn 15% so với khi mô này không được kích hoạt ^[5]. Nghiên cứu cũng xác nhận hoạt động của mỡ nâu tỷ lệ nghịch với chỉ số khối cơ thể (BMI) lẫn tuổi tác, nhưng lại tỷ lệ thuận với khả năng dung nạp glucose và độ nhạy insulin ^[5].

Cơ chế phân tử cũng được làm sáng tỏ qua các nghiên cứu kéo dài. Một tổng quan hệ thống năm 2015 đã quét hai cơ sở dữ liệu lớn trong giai đoạn từ 2006 đến 2013 và tổng hợp 61 bài báo nghiên cứu đánh giá con đường phân tử nối liền sinh nhiệt không run và béo phì ^[7]. Báo cáo ghi nhận rằng kích thích lạnh kích hoạt UCP1 trong các tế bào mỡ nâu hiện có, từ đó làm tăng tổng mức tiêu hao năng lượng tương ứng với lượng mỡ nâu sẵn có của cá thể ^[7]. Ngoài ra, nhiệt độ thấp còn thúc đẩy sự phát triển của các tế bào mỡ dạng nâu (tế bào be) ngay bên trong mô mỡ trắng ^[7].

Tại các nghiên cứu động vật, cơ chế thích nghi khi trời rét kéo dài cũng rất rõ rệt. Đánh giá năm 1988 về quá trình thích nghi lạnh ghi nhận rằng khi bắt đầu tiếp xúc lạnh, mức tiêu thụ oxy tăng lên qua cả run và không run, nhưng khi thời gian tiếp xúc kéo dài, run giảm dần trong khi sinh nhiệt không run tăng lên ^[8]. Các động vật thích nghi với lạnh sản sinh nhiệt chủ yếu nhờ sinh nhiệt không run, đồng thời khối lượng và hoạt tính của mô mỡ nâu tăng cao hơn hẳn so với nhóm đối chứng ^[8].

Nghiên cứu công bố năm 2018 trên chuột đực dòng C57BL/6 cũng tìm hiểu tác động của tập luyện và lạnh ^[3]. Sau 12 ngày cho chuột chạy bánh xe tự nguyện hoặc giữ lối sống tĩnh tại, các cá thể được chia sang môi trường phòng 25 độ C hoặc thử thách lạnh 4 độ C trong 48 giờ ^[3]. Kết quả cho thấy chuột được tập luyện duy trì thân nhiệt tốt hơn và được bảo vệ khỏi việc giảm cân do lạnh nhờ khả năng tự tăng lượng thức ăn tiêu thụ ^[3].

Nguồn năng lượng mỡ nâu tiêu thụ lấy từ đâu?

Khi bị lạnh, mô mỡ nâu và mô mỡ be đòi hỏi lượng nhiên liệu rất lớn để duy trì các chu trình chuyển hóa sinh nhiệt liên tục ^[4]. Ngoài việc giải phóng năng lượng từ nguồn mỡ tích lũy nội bào, chúng hoạt động như một "máy hút" dọn dẹp các cơ chất trong dòng máu ^[2], ^[6].

Tế bào mỡ nâu thu nhận một loạt các chất béo lưu hành trong hệ tuần hoàn như axit béo tự do, triglyceride và acylcarnitine để phục vụ sinh nhiệt ^[4]. Sự hấp thu lipid từ tuần hoàn vào mô mỡ sinh nhiệt là yếu tố thiết yếu giúp duy trì thân nhiệt và cân bằng lipid toàn cơ thể ^[4].

Song song với lipid, mô mỡ nâu cũng hấp thu một lượng lớn glucose huyết ^[2], ^[4]. Khi kích thích lạnh diễn ra, việc tiêu tán đường và axit béo qua UCP1 giúp ổn định đường huyết và nâng cao sức khỏe chuyển hóa toàn thân ^[2], ^[6].

Tuy nhiên, cơ thể cũng có cơ chế phòng vệ tự nhiên trước tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng. Theo nghiên cứu năm 2020, nếu sau các bữa ăn nhiều calo, mô mỡ nâu sẽ đốt cháy calo dư thừa để giữ cân bằng năng lượng, thì trong điều kiện bị bỏ đói hay thiếu chất dinh dưỡng, cơ thể sẽ kích hoạt các cơ chế ngược lại để ngăn mỡ nâu phung phí năng lượng dự trữ ^[2].

Lợi ích chuyển hóa và giới hạn thực tế

Khả năng đốt calo và điều hòa chuyển hóa chất béo, chất đường của mỡ nâu mở ra nhiều hy vọng trong việc phòng chống béo phì và tiểu đường tuýp 2 ^[1], ^[6]. Nhiều con đường phân tử như kích thích thụ thể beta3-adrenergic khi tiếp xúc lạnh, điều hòa chức năng tuyến giáp hay kích thích thụ thể TRPV1 bằng capsaicin đều đang được nghiên cứu để can thiệp kích hoạt tiềm năng sinh nhiệt này ^[1].

Tuy vậy, giới hạn bằng chứng thực tế cho thấy lượng calo đốt thêm từ sinh nhiệt không run ở người trưởng thành là khá khiêm tốn. Con số tăng thêm chừng 20 kcal mỗi ngày từ mô mỡ nâu hoạt hóa ^[5] không đủ để tạo ra sự thâm hụt năng lượng lớn nếu chế độ ăn không được kiểm soát.

Hơn nữa, số lượng mỡ nâu ở người trưởng thành suy giảm dần theo tuổi và thấp hơn rõ rệt ở người có chỉ số BMI cao ^[5]. Do đó, việc kỳ vọng chỉ cần đứng ngoài trời rét để giảm cân nhanh là thiếu cơ sở khoa học vững chắc.

Hiểu lầm thường gặp khi trời lạnh

Nhiều người lầm tưởng rằng cứ để cơ thể chịu rét buốt càng nhiều thì mỡ thừa càng biến mất nhanh. Trên thực tế, phản ứng đầu tiên của cơ thể khi quá lạnh là run cơ bắp và phát tín hiệu đói để nạp thêm thức ăn bù đắp năng lượng bị mất ^[3]. Nếu ăn nhiều hơn mức tiêu hao, bạn vẫn sẽ tăng cân đều đặn vào mùa đông.

Một hiểu lầm khác là cho rằng ai cũng có thể kích hoạt mỡ nâu như nhau. Do lượng mô mỡ nâu tỷ lệ nghịch với tuổi và cân nặng ^[5], người lớn tuổi hoặc người thừa cân nặng sẽ có tốc độ sinh nhiệt không run chậm hơn, dễ bị hạ thân nhiệt hơn khi gặp lạnh.

Ai nên thận trọng khi tiếp xúc với nhiệt độ thấp?

Việc cố tình để cơ thể chịu lạnh nhằm mục đích giảm cân tiềm ẩn nhiều nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng đối với một số nhóm đối tượng:

• Người mắc bệnh tim mạch, huyết áp: Không khí lạnh kích thích hệ thần kinh giao cảm và giải phóng catecholamine ^[1], gây co mạch ngoại vi, khiến huyết áp tăng vọt và tăng gánh nặng cho tim.
• Người cao tuổi và người thừa cân: Những đối tượng này có hoạt tính và lượng mô mỡ nâu tự nhiên thấp hơn ^[5], khả năng điều hòa thân nhiệt kém, dễ bị nhiễm lạnh hoặc đột quỵ.
• Người mắc bệnh chuyển hóa hoặc có bệnh lý nền: Cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng bất kỳ biện pháp tắm lạnh hay hạ nhiệt độ sinh hoạt nào, không tự ý xem đây là phương pháp điều trị thay thế thuốc.

Cách tiếp cận nhiệt độ mát một cách an toàn

Thay vì phơi mình trong giá rét cực đoan gây hại sức khỏe, bạn có thể áp dụng các nguyên tắc tiếp xúc nhiệt độ mát một cách vừa phải:

• Hạ nhẹ nhiệt độ môi trường: Duy trì nhiệt độ phòng ngủ hoặc phòng làm việc ở mức mát mẻ dễ chịu, tránh lạm dụng máy sưởi quá ấm trong mùa đông để kích thích các phản xạ thích nghi tự nhiên của cơ thể.
• Duy trì vận động thể lực: Tập luyện thường xuyên giúp cải thiện khả năng dung nạp glucose, hỗ trợ duy trì thân nhiệt ổn định khi gặp lạnh và thúc đẩy sự hóa nâu của mô mỡ trắng ^[3].
• Kết hợp dinh dưỡng hợp lý: Bổ sung thực phẩm giàu dinh dưỡng, kiểm soát tổng lượng calo nạp vào. Kích hoạt mỡ nâu chỉ phát huy giá trị hỗ trợ chuyển hóa tốt nhất khi đi kèm lối sống vận động và thực đơn cân đối.

Tóm lại, cơ thể thực sự tiêu hao nhiều calo hơn khi trời lạnh nhờ mô mỡ nâu và cơ chế sinh nhiệt không run. Tuy nhiên, mức năng lượng đốt cháy thêm này chỉ đóng vai trò hỗ trợ chuyển hóa chứ không thể thay thế cho chế độ dinh dưỡng lành mạnh và thói quen rèn luyện thể chất bền bỉ.