Đường fructose trong si-rô ngô hại gan như thế nào?

Nước ngọt có ga, trà sữa, bánh kẹo đóng gói và thực phẩm chế biến sẵn là những món ăn vặt quen thuộc hàng ngày của nhiều người. Rất nhiều sản phẩm trong số này không dùng đường mía thông thường mà sử dụng si-rô ngô hàm lượng fructose cao (HFCS). Hương vị ngọt đậm, dịu mát và chi phí sản xuất thấp khiến loại phụ gia này hiện diện khắp nơi trong lối sống công nghiệp hiện đại.

Tuy nhiên, liệu thứ chất tạo ngọt phổ biến này có hoàn toàn vô hại đối với sức khỏe nội tạng? Các nghiên cứu y khoa hiện đại khẳng định: tiêu thụ dư thừa đường fructose, đặc biệt từ si-rô ngô, là một yếu tố nguy cơ hàng đầu gây suy giảm chức năng gan và dẫn tới gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) ^[1], ^[2].

Đường fructose trong si-rô ngô đến gan và chuyển hóa thế nào?

Khác với glucose được hầu hết các mô và tế bào trong toàn bộ cơ thể sử dụng làm năng lượng dưới sự kiểm soát của insulin, fructose có đường đi hoàn toàn khác biệt. Sau khi tiêu hóa tại ruột, fructose được hấp thu qua tĩnh mạch cửa và đưa thẳng tới gan với nồng độ cao hơn rất nhiều so với các mô khác trong cơ thể ^[3].

Tại tế bào gan, fructose nhanh chóng bị phosphoryl hóa bởi enzyme fructokinase (KHK) mà không cần có sự tham gia hay kiểm soát của hormone insulin ^[1], ^[3]. Quá trình chuyển hóa ồ ạt, không kiểm soát này làm cạn kiệt nguồn năng lượng dự trữ ATP tạm thời của tế bào gan ^[1], ^[2], ^[3]. Cùng lúc đó, nồng độ acid uric nội bào và trong huyết thanh tăng vọt, gây kích hoạt phản ứng viêm và stress oxy hóa ^[2], ^[3], ^[4].

Không dừng lại ở đó, quá trình phân giải fructose cung cấp liên tục nguồn nguyên liệu dồi dào cho chu trình tân tạo mỡ tại gan (de novo lipogenesis - DNL) ^[1], ^[3]. Đường fructose trực tiếp kích thích các yếu tố điều hòa phiên mã quan trọng như SREBP1c và ChREBP, làm tăng biểu hiện của toàn bộ các enzyme tham gia tổng hợp chất béo ^[3], ^[4].

Bằng chứng từ các nghiên cứu trên người bệnh gan nhiễm mỡ

Các khảo sát lâm sàng đã chỉ ra mối liên hệ trực tiếp giữa mức độ tiêu thụ fructose và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu. Trong một nghiên cứu đối chứng năm 2008, các nhà khoa học đã thu thập tiền sử ăn uống, mẫu huyết thanh và mẫu sinh thiết gan của 49 bệnh nhân mắc NAFLD đã xác định qua sinh thiết (chưa xơ gan) cùng 24 người khỏe mạnh đối chứng tương đồng về giới tính, tuổi (dao động 5 năm) và chỉ số khối cơ thể BMI (dao động 3 điểm) ^[1].

Kết quả ghi nhận lượng fructose tiêu thụ ở nhóm bệnh nhân NAFLD cao gấp gần 2 đến 3 lần so với nhóm đối chứng, cụ thể là 365 kcal so với 170 kcal mỗi ngày ^[1]. Đáng chú ý, phân tích mô gan của 6 bệnh nhân NAFLD cho thấy mức độ biểu hiện mRNA của enzyme fructokinase (KHK) và enzyme tổng hợp acid béo (fatty acid synthase) đều tăng cao rõ rệt ^[1]. Điều này chứng minh gan của người bệnh đã bị biến đổi để tăng tốc hấp thu fructose và sản xuất mỡ ^[1].

Các bằng chứng dịch tễ học cũng ghi nhận việc uống nhiều đồ uống chứa si-rô ngô tỷ lệ thuận với mức độ xơ hóa mô gan ở bệnh nhân NAFLD ^[2], ^[4]. Sự tích tụ mỡ quá mức này làm tăng nguy cơ tiến triển thành xơ gan và là yếu tố dự báo độc lập của các biến cố tim mạch nguy hiểm ^[2].

Thí nghiệm tiền lâm sàng: Tác động của si-rô ngô HFCS-55

Để kiểm chứng tác động độc lập của si-rô ngô, nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên động vật và tế bào đã được triển khai. Một nghiên cứu năm 2017 tiến hành trên các nhóm chuột cống cái (7 con mỗi nhóm) được cho uống nước lọc, hoặc nước pha 13% dung dịch HFCS-55, dung dịch đường sucrose hoặc fructose tinh khiết trong vòng 8 tuần ^[5].

Kết quả cho thấy những con chuột uống dung dịch si-rô ngô HFCS-55 có hàm lượng lipid toàn phần và chất béo trung tính (triglyceride) trong gan cao nhất, kèm theo bằng chứng mô học rõ rệt về sự thâm nhiễm mỡ vào tế bào gan ^[5]. Nhóm uống HFCS-55 cũng có tốc độ tân tạo mỡ DNL cao nhất thể hiện qua sự tăng điều hòa enzyme stearoyl-CoA desaturase-1 và lượng acid oleic cao nhất ^[5]. Đồng thời, quá trình oxy hóa chất béo tại ty thể bị suy giảm do thụ thể PPAR-alpha bị ức chế ^[5].

Thêm vào đó, việc đào thải lipid dư thừa ra khỏi gan thông qua lipoprotein cũng bị ngưng trệ ở nhóm uống HFCS-55 do thiếu hụt sự gia tăng protein vận chuyển MTP như ở nhóm uống sucrose ^[5]. Kết quả phân tích khẳng định trong trạng thái dư thừa calo, đường HFCS gây tổn hại cho mô gan nặng nề hơn đường mía thông thường ^[5].

HFCS gây tổn hại cấu trúc tế bào và thúc đẩy viêm gan

Tác động xấu của si-rô ngô không chỉ dừng lại ở việc gây tích mỡ cơ học đơn thuần. Nghiên cứu thực nghiệm năm 2009 cho thấy khi tế bào gan tiếp xúc với HFCS-55, sự sản sinh chất chuyển hóa oxy hóa phản ứng (ROM) tăng lên, làm giảm năng lực phòng vệ chống oxy hóa của tế bào ^[6]. Tiếp xúc này làm suy yếu con đường tín hiệu insulin qua việc ức chế phosphoryl hóa AKT1, đồng thời kích hoạt kinase JNK liên quan trực tiếp đến kháng insulin ^[6].

HFCS-55 còn làm tăng căng thẳng lưới nội chất (ER stress), gây rối loạn dòng canxi nội bào và phá vỡ cấu trúc màng ty thể, dẫn đến việc giải phóng cytochrome C vào bào tương để kích hoạt quá trình tự chết của tế bào gan ^[2], ^[6]. Chế độ ăn chứa 20% HFCS-55 ở chuột thí nghiệm đã nhanh chóng dẫn tới thoái hóa mỡ gan, rối loạn chức năng ty thể, hạ adiponectin huyết thanh và làm tăng nồng độ insulin cũng như RBP4 lúc đói ^[6].

Một nghiên cứu đa tầng omics năm 2023 trên chuột C57BL/6 cho thấy khi bổ sung HFCS vào chế độ ăn giàu chất béo (HFD-HFCS), tổn thương gan trở nên trầm trọng hơn hẳn so với chỉ ăn nhiều mỡ đơn thuần ^[7]. Diện tích giọt mỡ trong các lát cắt mô gan tăng từ 12,15% ở nhóm ăn nhiều chất béo lên tới 22,35% ở nhóm có bổ sung HFCS ^[7]. Điểm hoạt động NAFLD cũng tăng từ 3,29 lên 4,86, đi kèm tình trạng kháng insulin gan nặng nề và tăng biểu hiện của 5 protein cốt lõi trong chu trình tân tạo mỡ DNL ^[7]. Tỷ lệ phosphatidylcholines trên phosphatidylethanolamines (PC/PE) tăng vọt từ 2,01 lên 3,04 phản ánh màng tế bào gan bị biến đổi tiêu cực ^[7].

Bằng chứng khoa học và những câu hỏi còn bỏ ngỏ

Mặc dù các cơ chế sinh học phân tử chỉ ra fructose thúc đẩy tân tạo mỡ mạnh hơn cả chế độ ăn giàu chất béo, giới nghiên cứu vẫn nhấn mạnh một số điểm hạn chế ^[3], ^[8]. Phần lớn các can thiệp thực nghiệm trên động vật sử dụng liều fructose hoặc HFCS ở mức rất cao, vượt ngưỡng sinh lý tiêu thụ thông thường ^[8].

Việc sử dụng liều siêu calo trong các thử nghiệm là một yếu tố gây nhiễu quan trọng ^[8]. Hiện tại, các nghiên cứu tiến cứu quy mô lớn trên người nhằm đánh giá liệu lượng fructose tiêu thụ ở mức dân số điển hình có độc lập gây ra NAFLD hay không - khi không kèm theo tình trạng dư thừa năng lượng toàn phần - vẫn chưa được thực hiện đầy đủ ^[2], ^[8]. Dẫu vậy, các bằng chứng hiện có đủ sức thuyết phục để khuyến nghị người dân hạn chế tối đa đồ uống tạo ngọt calo cao, đặc biệt là đồ uống pha si-rô ngô ^[5].

Hiểu lầm thường gặp về đường fructose

Nhiều người lầm tưởng đường fructose tự nhiên trong hoa quả tươi cũng độc hại cho gan giống như si-rô ngô. Trên thực tế, si-rô ngô HFCS là dạng đường tự do tinh chế nồng độ cao, dễ dàng hấp thu ồ ạt qua đường ruột trong thời gian rất ngắn mà không đòi hỏi bất kỳ sự tiêu hóa phức tạp nào ^[1], ^[2], ^[5].

Trái lại, hoa quả nguyên quả đi kèm hàm lượng chất xơ dồi dào, vitamin, nước và các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên. Chất xơ trong trái cây làm chậm đáng kể tốc độ hấp thu đường qua ruột, ngăn chặn tình trạng quá tải fructose đột ngột đổ dồn về tĩnh mạch cửa và gan. Vì vậy, người bình thường không cần kiêng ăn trái cây tươi nguyên chất, mà chỉ cần loại bỏ các loại nước ngọt, si-rô ngô và đường tinh luyện bổ sung.

Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

• Người đã được chẩn đoán mắc gan nhiễm mỡ, men gan cao hoặc tiền sử viêm gan: Cần kiêng hoàn toàn các loại nước giải khát công nghiệp chứa si-rô ngô để tránh nguy cơ tiến triển thành xơ hóa mô gan ^[1], ^[2].
• Người mắc hội chứng chuyển hóa, béo phì hoặc đái tháo đường type 2: Fructose làm trầm trọng thêm tình trạng đề kháng insulin tại gan và kích hoạt phản ứng viêm nội tạng ^[1], ^[6], ^[7].
• Người có nồng độ acid uric cao hoặc có cơn gút: Quá trình phosphoryl hóa fructose làm cạn kiệt ATP và trực tiếp thúc đẩy tổng hợp acid uric trong huyết thanh ^[2], ^[3], ^[4].

Lời khuyên áp dụng thực tế để bảo vệ lá gan

Để giảm thiểu tác hại từ si-rô ngô đối với gan, bạn có thể thực hiện các thay đổi dinh dưỡng cụ thể sau:

• Kiểm tra nhãn thực phẩm: Chủ động đọc bảng thành phần của các loại sốt ướp sẵn, bánh kẹo, đồ hộp và ngũ cốc. Tránh xa các sản phẩm có ghi thành phần si-rô ngô hàm lượng fructose cao (HFCS), si-rô glucose-fructose hoặc si-rô bắp.
• Thay thế đồ uống ngọt: Cắt giảm hoàn toàn nước ngọt đóng chai, nước tăng lực và trà đóng hộp; ưu tiên uống nước lọc, nước khoáng hoặc trà thảo mộc không đường.
• Điều chỉnh chế độ ăn uống: Áp dụng các hình thức ăn uống lành mạnh đã được chứng minh có lợi cho gan như chế độ ăn Địa Trung Hải, giàu acid béo không bão hòa đơn (MUFA), không bão hòa đa (PUFA) và chất xơ để hỗ trợ giảm tích tụ mỡ nội tạng ^[4].

Gan đóng vai trò chuyển hóa trung tâm của cơ thể nhưng lại rất dễ tổn thương trước làn sóng đường lỏng tinh chế. Cắt giảm si-rô ngô công nghiệp và duy trì lối sống vận động, ăn uống cân bằng là biện pháp thiết thực nhất để ngăn ngừa bệnh gan nhiễm mỡ. Người có bệnh lý nền về chuyển hóa nên thăm khám định kỳ và nhận tư vấn chuyên môn từ bác sĩ chuyên khoa tiêu hóa - gan mật.