Giải nhiệt bằng lon nước ngọt mát lạnh mỗi ngày là thói quen quen thuộc của nhiều người. Nhiều người cho rằng đồ uống có đường chỉ gây tăng cân hoặc sâu răng, hoàn toàn không ảnh hưởng đến mạch máu nếu cơ thể vẫn gầy. Thực tế, lượng đường lỏng nạp vào hàng ngày âm thầm tàn phá hệ thống tim mạch theo cách ít ai ngờ tới.

Đường fructose trong nước ngọt trực tiếp gây rối loạn chức năng nội mô (lớp lót bên trong mạch máu), làm mạch máu mất khả năng giãn nở tự nhiên [1]. Quá trình chuyển hóa loại đường này làm cạn kiệt năng lượng tế bào, kích hoạt tăng sinh acid uric và tạo ra stress oxy hóa tấn công trực tiếp thành mạch [1]. Đây là bước khởi đầu dẫn đến tăng huyết áp, kháng insulin và hội chứng chuyển hóa tim - thận [1].

Đường lỏng bủa vây bữa ăn hiện đại

Fructose là một loại đường đơn có sẵn trong trái cây tự nhiên và mật ong [1]. Tuy nhiên, nguồn fructose lớn nhất trong chế độ ăn phương Tây hiện nay lại đến từ đường tinh luyện (sucrose) và siro ngô giàu fructose (HFCS) có trong đồ uống có đường [1]. Nhờ giá thành rẻ và khả năng kéo dài hạn sử dụng sản phẩm, HFCS xuất hiện dày đặc trong các loại nước ngọt có ga và thực phẩm chế biến sẵn [2].

Dữ liệu cấp độ quần thể cho thấy lượng tiêu thụ chất tạo ngọt giàu fructose đã tăng vọt trong ba thập kỷ qua [1]. Tại Mỹ, mức tiêu thụ chất tạo ngọt chứa calo bình quân đầu người hàng năm tăng khoảng 20% kể từ năm 1970 [1]. Đường sucrose và HFCS hiện chiếm tới 10% tổng năng lượng nạp vào ở Mỹ và nhiều quốc gia châu Âu, riêng đồ uống có đường chiếm hơn 10% tổng năng lượng khẩu phần [1]. Dữ liệu từ Khảo sát Kiểm tra Sức khỏe và Dinh dưỡng Quốc gia lần thứ ba (NHANES) chỉ ra việc uống nước ngọt có đường liên quan mật thiết với nồng độ acid uric trong huyết tương [1].

Cơ chế đường fructose "bức tử" thành mạch máu

Khác với đường glucose thông thường, đường fructose khi vào cơ thể đi theo con đường chuyển hóa riêng biệt [3]. Quá trình phân giải fructose tại gan tạo ra phân tử triose phosphate, đồng thời làm sụt giảm nhanh chóng nguồn năng lượng nội bào là adenosine triphosphate (ATP) [4]. Sự cạn kiệt ATP nội bào thúc đẩy quá trình luân chuyển nucleotide và sản sinh ra một lượng lớn acid uric [3]. Ngoài ra, triose phosphate còn kích hoạt tổng hợp acid béo, làm tăng tích tụ triglyceride, diacylglycerol và ceramide gây kháng insulin [4].

Acid uric tăng cao chính là thủ phạm trực tiếp đánh vào lớp nội mô mạch máu [5]. Bình thường, mạch máu co giãn linh hoạt nhờ một chất truyền tín hiệu gọi là oxit nitric (NO), được tạo ra bởi enzyme tổng hợp oxit nitric nội mô (eNOS) [2]. Acid uric làm giảm khả dụng sinh học của oxit nitric, khiến mạch máu không thể giãn ra khi cần thiết [5]. Bản thân hormone insulin cũng cần oxit nitric để kích thích tế bào thu nhận đường glucose, nên khi thiếu hụt oxit nitric, cơ thể lập tức rơi vào trạng thái kháng insulin [5].

Không dừng lại ở đó, quá trình tạo acid uric do fructose còn gây ra stress oxy hóa tại ty thể, kích thích tích tụ mỡ độc lập với lượng calo nạp vào [3]. Trong thành động mạch chủ, việc tiêu thụ HFCS làm giảm các yếu tố bảo vệ mạch như eNOS và protein sirtuin 1 (SIRT1) [6]. Ngược lại, nó kích thích tăng sinh các protein gây hại gồm gp91(phox), p22(phox) và enzyme iNOS, từ đó thúc đẩy sản sinh các gốc tự do superoxide tấn công thành mạch [7].

Một tổng quan năm 2015 chỉ ra rằng chế độ ăn thừa fructose ở chuột làm tăng nồng độ acid uric máu lên từ 1,3 đến 2,8 lần [8]. Đồng thời, chất gây co mạch mạnh là endothelin-1 (ET-1) cũng tăng khoảng 1,5 lần tại các mạch máu đề kháng ở mạc treo ruột [8]. Đường fructose còn gây kích thích mạn tính hệ thần kinh giao cảm do nồng độ insulin tăng cao, tạo thành vòng xoắn bệnh lý làm trầm trọng thêm tình trạng kháng insulin và giữ muối, gây tổn thương nội mô và tăng huyết áp [8].

Bằng chứng từ các nghiên cứu thực nghiệm

Mối liên hệ nhân quả giữa fructose, acid uric và tổn thương mạch máu đã được chứng minh rõ nét qua một nghiên cứu công bố năm 2006 với 4 loạt thí nghiệm trên chuột [5]. Ở thí nghiệm cho ăn cặp đôi cùng mức năng lượng, nhóm chuột ăn fructose xuất hiện đầy đủ các biểu hiện của hội chứng chuyển hóa gồm tăng insulin máu, tăng triglyceride máu và tăng acid uric máu, trong khi nhóm ăn đường dextrose thì không [5]. Khi thử nghiệm trên các vòng động mạch chủ tách rời, acid uric trực tiếp ức chế chức năng nội mô theo liều lượng, làm giảm khả năng giãn mạch trước chất acetylcholine [5].

Đặc biệt, ở nhóm chuột ăn nhiều fructose trong 8 tuần, việc dùng thuốc hạ acid uric là allopurinol (chất ức chế xanthine oxidase) hoặc benzbromarone (thuốc tăng thải acid uric) đã ngăn chặn hoặc đảo ngược hội chứng chuyển hóa mà không làm thay đổi lượng thức ăn tiêu thụ [5]. Cụ thể, dùng allopurinol dự phòng giúp giảm nồng độ insulin máu (160,8 so với 272,3 pmol/l), hạ huyết áp tâm thu (133 so với 142 mmHg), giảm mạnh triglyceride máu (65,4 so với 233,7 mg/dl) và kiểm soát cân nặng (425 so với 455 g) sau 8 tuần [5].

Một nghiên cứu năm 2012 đã đánh giá tác động của việc uống nước pha HFCS nồng độ 10% và 20% trên chuột [6]. Kết quả cho thấy tiêu thụ HFCS 20% làm tăng triglyceride huyết thanh, VLDL, insulin và huyết áp [6]. Động mạch chủ của chuột uống HFCS bị suy giảm khả năng giãn mạch với acetylcholine và co thắt mạnh hơn khi gặp phenylephrine hoặc angiotensin II [6]. Khi bổ sung hoạt chất resveratrol (nồng độ 50 mg/l trong nước uống), các tổn thương mạch máu và rối loạn chuyển hóa do HFCS gây ra đã được phục hồi hiệu quả [6].

Tiếp nối kết quả này, một nghiên cứu năm 2013 cho chuột uống nước chứa HFCS nồng độ 10% và 20% trong 12 tuần [7]. Nhóm dùng HFCS 20% bị tăng triglyceride huyết tương, VLDL, cholesterol, insulin và đường huyết, dù trọng lượng cơ thể không tăng [7]. Tại động mạch chủ, mạch máu mất khả năng giãn nở qua trung gian oxit nitric khi đáp ứng với insulin (nồng độ từ 10-9 đến 3x10-6 M) và tăng co thắt trước chất endothelin-1 (nồng độ từ 10-11 đến 10-8 M), đi kèm sự sụt giảm biểu hiện gen và protein của cơ chất thụ thể insulin-1 (IRS-1) và eNOS [7]. Việc bổ sung resveratrol liều 28-30 mg/kg cân nặng mỗi ngày đã giúp khôi phục lại sự cân bằng của eNOS và iNOS [7].

Một thử nghiệm khác năm 2016 cũng cho chuột uống nước pha 30% HFCS trong 6 tuần [2]. Chế độ ăn này làm giảm sản xuất eNOS tại mô động mạch chủ, gây rối loạn chức năng mạch máu, tăng huyết áp, đồng thời làm tăng đường huyết, homocysteine và cholesterol [2]. Khi được tiêm phúc mạc hợp chất Caffeic Acid Phenethyl Ester (CAPE) với liều 50 micromol/kg trong 2 tuần cuối, quá trình sản xuất eNOS tại động mạch chủ tăng lên, giúp phục hồi chức năng mạch máu và hạ huyết áp [2].

Giới hạn của các bằng chứng hiện tại

Mặc dù cơ chế phân tử đã được làm sáng tỏ, phần lớn dữ liệu chi tiết về tổn thương mô động mạch chủ và sự biến đổi của các enzyme như eNOS, iNOS hay SIRT1 hiện nay chủ yếu đến từ mô hình thực nghiệm trên chuột [7]. Các thử nghiệm sử dụng hoạt chất bảo vệ mạch máu như resveratrol hay CAPE cũng mới dừng lại ở bước chứng minh cơ chế trên động vật [2].

Bên cạnh đó, việc bóc tách mức độ quan trọng của từng con đường gây bệnh không hề đơn giản [8]. Các thí nghiệm đo lường sự gia tăng của chất co mạch ET-1 (tăng 1,5 lần) và acid uric (tăng 1,3-2,8 lần) được thực hiện trong các khoảng thời gian và bối cảnh khác nhau, khiến giới khoa học khó so sánh trực tiếp yếu tố nào đóng vai trò lớn hơn [8]. Dù các nghiên cứu dịch tễ và thực nghiệm trên người ủng hộ vai trò của acid uric trong bệnh tăng huyết áp do fructose, các nhà khoa học khẳng định vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu xác nhận hơn nữa [8]. Ngoài ra, bản thân huyết áp cao cũng có thể gây rối loạn chức năng nội mô, tạo ra sự chồng lấp giữa nguyên nhân và kết quả [8].

Những lầm tưởng tai hại về đường và calo

Lầm tưởng phổ biến nhất là quan niệm "một calo chỉ là một calo", nghĩa là chỉ cần ăn không vượt quá tổng năng lượng tiêu thụ thì uống nước ngọt sẽ không gây hại [3]. Các nghiên cứu về fructose đã bác bỏ hoàn toàn giáo điều này [3]. Tác động chuyển hóa của thực phẩm quan trọng không kém hàm lượng năng lượng của nó: acid uric sinh ra từ fructose gây stress oxy hóa ty thể và kích thích tích mỡ hoàn toàn độc lập với việc nạp dư thừa calo [3]. Ngay cả khi chuột uống HFCS 20% trong 12 tuần không hề bị tăng cân, mạch máu của chúng vẫn bị kháng insulin, tăng mỡ máu và tổn thương nội mô nghiêm trọng [7].

Lầm tưởng thứ hai là cho rằng uống nước ngọt sẽ tạo cảm giác no giống như ăn cơm hay tinh bột [3]. Ở người, việc tiêu thụ fructose không kích thích tiết insulin và hormone báo no leptin một cách hiệu quả [3]. Do đặc tính chuyển hóa làm rỗng dạ dày nhanh và làm lệch lạc tín hiệu đói - no, fructose không tạo được cảm giác no thỏa mãn, từ đó dẫn đến ăn uống quá mức và béo phì [4]. Khi cho động vật ăn đường glucose hoặc tinh bột với lượng tương đương fructose, chúng ít xuất hiện các biểu hiện của hội chứng chuyển hóa hơn hẳn [3].

Ai cần đặc biệt thận trọng với đường lỏng?

Nhóm đầu tiên cần tránh xa đồ uống chứa siro ngô giàu fructose (HFCS) và đường tinh luyện là trẻ em và thanh thiếu niên [2]. Việc tiêu thụ thực phẩm và đồ uống chứa fructose nguồn gốc từ ngô kết hợp với lối sống ít vận động đóng vai trò quan trọng dẫn đến các bệnh mạn tính ở lứa tuổi này [2].

Người đang có các yếu tố của hội chứng chuyển hóa tim - thận như kháng insulin, béo phì, rối loạn mỡ máu, huyết áp cao hoặc có dấu hiệu bệnh tim và thận giai đoạn sớm cần cắt giảm tối đa đường fructose [1]. Những người có nồng độ acid uric máu cao, gan nhiễm mỡ không do rượu hoặc tiểu đường tuýp 2 cũng nằm trong nhóm nguy cơ cao vì fructose trực tiếp làm nặng thêm tình trạng tăng mỡ máu, kháng insulin và suy thận [4]. Người có bệnh nền hoặc đang dùng thuốc điều trị tim mạch, huyết áp, hạ acid uric cần tham khảo ý kiến bác sĩ để có chế độ dinh dưỡng phù hợp, tuyệt đối không tự ý dùng các chất bổ sung thay thế thuốc điều trị.

Cách bảo vệ mạch máu trong đời sống hàng ngày

Bước quan trọng nhất để bảo vệ lớp nội mô mạch máu là cắt giảm nguồn đường bổ sung lớn nhất trong khẩu phần: nước ngọt có ga, trà đóng chai và đồ uống pha chế sẵn chứa HFCS hoặc đường sucrose [1]. Khi mua thực phẩm đóng gói, người tiêu dùng nên tập thói quen đọc nhãn thành phần để nhận diện và hạn chế siro ngô giàu fructose (high-fructose corn syrup) [6].

Thay vì uống nước ngọt, hãy ưu tiên uống nước lọc và ăn trái cây tươi nguyên múi để tận dụng nguồn dinh dưỡng tự nhiên mà không nạp quá tải đường lỏng công nghiệp [1]. Việc chọn nguồn tinh bột phức hợp thay cho đường đơn cũng giúp cơ thể duy trì tín hiệu no tự nhiên và tránh sự tăng vọt của acid uric nội bào [3]. Song song với kiểm soát đường ăn vào, duy trì vận động thể chất đều đặn mỗi ngày là chìa khóa giúp ngăn chặn các rối loạn tim mạch do chế độ ăn hiện đại gây ra [2].

Đường fructose trong nước ngọt không đơn thuần là nguồn năng lượng rỗng mà là tác nhân sinh hóa làm cạn kiệt ATP, tăng sinh acid uric và triệt tiêu oxit nitric bảo vệ mạch máu [5]. Hạn chế đồ uống có đường ngay từ hôm nay là cách thiết thực và rẻ tiền nhất để giữ cho hệ thống mạch máu luôn mềm mại, đẩy lùi nguy cơ tăng huyết áp và bệnh tim mạch [1].