Giảm 5kg cân nặng giúp giảm bao nhiêu áp lực lên khớp gối?

Nhiều người thừa cân thường than phiền về những cơn đau nhói ở khớp gối sau một ngày đi lại hoặc leo cầu thang. Không ít người ngầm hiểu rằng cân nặng dư thừa tạo thêm áp lực cho đôi chân, nhưng ít ai hình dung được từng kilôgam trọng lượng cơ thể bị loại bỏ sẽ giải phóng cho đầu gối một lực lớn đến mức nào.

Các dữ liệu nghiên cứu về cơ sinh học đã chứng minh mối liên hệ ấn tượng này: ở tốc độ đi bộ cố định, cứ mỗi 1 kg trọng lượng cơ thể giảm được, lực nén đỉnh tác động lên khớp gối sẽ giảm tới 2,2 kg ^[1]. Điều đó đồng nghĩa rằng, nếu một người kiên trì giảm được 5 kg cân nặng, khớp gối của họ có thể được trút bỏ tới 11 kg áp lực trong từng bước di chuyển ^[1].

Khớp gối chịu tải: Gánh nặng cơ học từ từng bước chân

Để hiểu vì sao việc giảm cân lại đem đến sự giải phóng lực nén lớn hơn cả khối lượng thực tế bị mất đi, chúng ta cần nhìn vào cấu trúc sinh cơ học của khớp gối. Khớp gối không đơn thuần nâng đỡ trọng lượng tĩnh như một chiếc trụ cột nhà. Khi chúng ta bước đi, khớp gối là một hệ thống đòn bẩy phức tạp bao gồm xương đùi, xương chày, bánh chè và mạng lưới cơ bắp bao quanh.

Lực nén xuất hiện tại khớp gối trong lúc vận động không chỉ đến từ khối lượng phần thân trên dồn xuống, mà còn do lực co của các nhóm cơ đùi tạo ra nhằm giữ cho cơ thể thăng bằng và đẩy cơ thể về phía trước. Khi cơ thể nặng nề, các nhóm cơ bao quanh khớp gối buộc phải gồng siết mạnh hơn để giữ vững các trục xương, khiến mặt sụn khớp chịu tải trọng nén và lực xé gấp nhiều lần trọng lượng cơ thể.

Chính vì vậy, khi cơ thể giảm bớt cân nặng, tải trọng đè lên đôi chân không chỉ giảm một lượng cơ học tương đương, mà còn giải tỏa áp lực phối hợp từ các cơ bắp hỗ trợ ^[2]. Béo phì được xác định là yếu tố nguy cơ hàng đầu có thể thay đổi được trong việc phát triển và tiến triển của thoái hóa khớp gối ^[2].

Nghiên cứu chỉ ra gì về tỉ lệ giảm áp lực khớp gối?

Năm 2011, một nghiên cứu can thiệp chế độ ăn kiêng kéo dài 16 tuần đã được thực hiện trên 157 bệnh nhân béo phì bị thoái hóa khớp gối nhằm xác định tải trọng khớp gối khi đi bộ ^[1]. Kết thúc 16 tuần, các tình nguyện viên giảm trung bình 13,7 kg, tương đương 13,5% trọng lượng cơ thể ban đầu ^[1].

Phân tích dáng đi không gian ba chiều cho thấy sự sụt giảm cân nặng này giúp giảm 7% tải trọng khớp gối, giảm 13% xung lực dọc trục và giảm 12% mô-men dạng khớp gối trong (KAM) ^[1]. Đáng chú ý, mô hình hồi quy tuyến tính sau khi điều chỉnh theo sự thay đổi của tốc độ đi bộ đã kết luận: cứ mỗi 1 kg cân nặng giảm đi, lực nén đỉnh lên khớp gối giảm tới 2,2 kg ^[1]. Tỉ lệ này cho thấy mức giảm tải trọng khớp gối cao hơn gấp đôi mức giảm khối lượng thực tế ^[1].

Một nghiên cứu khác công bố năm 2016 trên các bệnh nhân béo phì độ III trải qua phẫu thuật thu nhỏ dạ dày cũng ghi nhận những thay đổi lớn về tải trọng sinh cơ học ^[3]. Sau 1 năm theo dõi bằng hệ thống ghi nhận chuyển động và sàn đo lực, nhóm bệnh nhân giảm trung bình 412 N (tương đương 34% trọng lượng cơ thể ban đầu) ^[3]. Khi bước đi ở tốc độ tiêu chuẩn được kiểm soát, lực nén khớp gối tối đa của họ giảm tới 824 N (tương đương 67% trọng lượng cơ thể), tiếp tục củng cố tỉ lệ giảm lực 2:1 ^[3].

Tuy nhiên, nghiên cứu năm 2016 cũng ghi nhận một hiện tượng thích ứng hành vi quan trọng: khi người bệnh được đi lại tự do theo tốc độ tự chọn, việc giảm cân khiến họ tự tin sải bước dài hơn và bước nhanh hơn ^[3]. Sự gia tăng tốc độ và độ dài bước sải này đã bù trừ bớt 50% mức giảm tải trọng, đưa tỉ lệ giảm lực nén thực tế trong đời sống hàng ngày về mức khoảng 1:1, nghĩa là giảm bao nhiêu lực trọng lượng thì giảm bấy nhiêu lực nén khớp ^[3].

Cơ chế sinh học: Giảm tải nhờ cơ bắp bớt "gồng"

Nghiên cứu thuộc thử nghiệm ADAPT năm 2012 theo dõi 76 người cao tuổi ít vận động, bị thừa cân hoặc béo phì có thoái hóa khớp gối trong 18 tháng để tìm hiểu sâu hơn về cơ chế này ^[2]. Các đối tượng được chia thành nhóm giảm cân nhiều (trên 5%, trung bình giảm 10,2%), nhóm giảm ít (dưới 5%, trung bình giảm 2,7%) và nhóm không giảm hoặc tăng cân (tăng trung bình 1,5%) ^[2].

Kết quả phân tích dáng đi 3D sau 18 tháng chỉ ra rằng nhóm giảm cân nhiều có lực nén khớp gối tối đa thấp hơn đáng kể so với nhóm không giảm cân ^[2]. Điều đặc biệt nằm ở chỗ: sự suy giảm lực nén này chủ yếu bắt nguồn từ việc giảm lực co đồng thời của nhóm cơ gân kheo (hamstrings) trong giai đoạn tiếp đất ban đầu, trong khi lực của cơ tứ đầu đùi không có sự khác biệt giữa các nhóm ^[2]. Khi khối lượng cơ thể nhẹ bớt, cơ gân kheo không còn phải co cứng quá mức để hãm và giữ vững khớp, từ đó làm giảm lực ép hai đầu xương vào nhau ^[2].

Thử nghiệm IDEA năm 2021 tiếp tục củng cố vai trò sống còn của việc giảm cân trên bệnh nhân thừa cân, béo phì bị thoái hóa khớp gối ^[4]. Thử nghiệm so sánh ba nhóm: chỉ ăn kiêng (D), chỉ tập thể dục (E) và kết hợp ăn kiêng với tập thể dục (D + E) ^[4]. Dữ liệu cho thấy xung lực nén đùi - chày ở nhóm ăn kiêng và nhóm kết hợp thấp hơn rõ rệt so với nhóm chỉ tập thể dục ^[4].

Ngược lại, ở nhóm chỉ tập thể dục đơn thuần, lực nén và lực xé ở khớp đùi - chày và khớp bánh chè - đùi tăng vọt ở mốc 6 tháng do người bệnh đi bộ nhanh hơn nhưng cân nặng không đổi ^[4]. Điều này cho thấy tập luyện đơn thuần mà không giảm cân có thể mang lại những hệ quả tiêu cực tạm thời về mặt sinh cơ học cho sụn khớp ^[4]. Chỉ khi kết hợp với mức giảm cân khoảng 10%, người bệnh mới đạt được lợi ích kép: vừa nâng tốc độ đi bộ lên 1,35 m/s (tương đương người trung niên khỏe mạnh), vừa duy trì được tải trọng khớp gối ở mức thấp ^[4].

Đi bộ nhanh hơn sau khi giảm cân: Liệu có đáng lo?

Một thắc mắc lớn được đặt ra từ các nghiên cứu cơ sinh học: nếu sau khi giảm cân, người bệnh đi nhanh hơn khiến khớp gối phải chịu lực nén tăng trở lại, liệu điều này có làm tăng tốc độ bào mòn khớp hay không?

Nghiên cứu CAROT công bố năm 2013 đã giải đáp chính xác mối lo ngại này ^[5]. Các nhà nghiên cứu theo dõi 157 bệnh nhân béo phì thoái hóa khớp gối sau khi hoàn thành 16 tuần giảm cân, chia họ thành hai nhóm trong suốt 52 tuần duy trì cân nặng tiếp theo: nhóm "Unloaders" (những người giảm tải trọng khớp gối, 100 người) và nhóm "Loaders" (57 người bị tăng tải trọng khớp gối do cải thiện chức năng vận động và đi nhanh hơn) ^[5].

Kết quả đánh giá qua bảng câu hỏi triệu chứng KOOS và đo mức độ mất sụn khớp trên phim cộng hưởng từ MRI theo thang điểm BLOKS cho thấy: sau 1 năm theo dõi, cả hai nhóm đều cải thiện triệu chứng tương đương nhau và không có sự khác biệt nào về tốc độ hao mòn sụn khớp ^[5]. Việc tải trọng khớp gối tăng lên do đi bộ nhanh hơn và năng động hơn sau khi giảm cân hoàn toàn không làm bệnh tiến triển nặng thêm ^[5].

Lợi ích thực tế và những giới hạn của bằng chứng

Giảm 5 kg cân nặng đem lại lợi ích kép không thể phủ nhận: vừa giúp giảm tức thì 5-11 kg tải trọng đè lên sụn khớp trong từng bước đi [1, 3], vừa giảm bớt sự co thắt căng thẳng của các nhóm cơ đùi ^[2]. Khớp gối giảm viêm, giảm đau, giúp người bệnh bước đi nhẹ nhõm và linh hoạt hơn [1, 2].

Tuy nhiên, người bệnh cần nhìn nhận đúng giới hạn của các nghiên cứu khoa học hiện nay. Dù giảm áp lực rõ rệt, nghiên cứu kéo dài 18 tháng thuộc thử nghiệm ADAPT ghi nhận không có sự thay đổi rõ rệt về độ hẹp khe khớp hay thang điểm tổn thương xương khớp Kellgren-Lawrence trên phim X-quang giữa các nhóm ^[2]. Giảm cân giúp làm chậm sự suy thoái và giảm nhẹ áp lực cơ học, nhưng không thể làm đảo ngược hoàn toàn những tổn thương thoái hóa đã hình thành từ trước ^[2].

Hơn nữa, các chỉ số về lực nén 2:1 chỉ đạt được tối đa khi giữ nguyên tốc độ bước đi [1, 3]. Trong đời sống thực tế, khi bước đi tự do, mức giảm lực thực tế dao động quanh mức 1:1 do người bệnh có xu hướng sải bước dài hơn ^[3].

Hiểu lầm thường gặp khi giảm cân trị đau khớp gối

Một hiểu lầm rất phổ biến là: "Bị đau khớp gối thì chỉ cần tập thể dục thật nhiều để khớp dẻo dai, không cần ăn kiêng khắt khe". Dữ liệu từ thử nghiệm IDEA năm 2021 đã bác bỏ suy nghĩ này ^[4]. Nếu chỉ tập thể dục mà không kiểm soát ăn uống để giảm cân, tốc độ bước đi tăng lên trong khi cân nặng giữ nguyên sẽ khiến lực nén và lực xé lên khớp gối tăng vọt trong 6 tháng đầu ^[4]. Tập luyện đơn thuần không đi kèm giảm cân thậm chí có thể tạo thêm gánh nặng cơ học tiêu cực cho đầu gối của người thừa cân ^[4].

Một hiểu lầm khác là lo sợ việc đi lại nhiều hơn sau khi giảm cân sẽ làm "mòn sụn" nhanh hơn. Như nghiên cứu CAROT năm 2013 đã khẳng định, sự gia tăng áp lực do bạn vận động tích cực hơn, đi lại thanh thoát hơn sau khi giảm cân không hề làm tăng tốc độ bào mòn sụn hay khiến triệu chứng đau quay trở lại ^[5]. Khớp gối được thiết kế để vận động, và một cơ thể nhẹ nhõm hơn sẽ giúp sụn khớp thích nghi tốt với cường độ sinh hoạt này [2, 7].

Ai nên thận trọng và lưu ý điều gì?

Người cao tuổi mắc bệnh thoái hóa khớp kèm theo loãng xương hoặc suy giảm khối cơ (sarcopenia) cần hết sức cẩn trọng khi thực hiện các chế độ siết cân quá nhanh. Giảm cân không đúng cách có thể làm mất đi khối lượng cơ bắp quý giá, khiến khả năng nâng đỡ của khớp càng yếu đi.

Những người đang có các bệnh nền mạn tính như tiểu đường, tim mạch hoặc đang sử dụng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng trước khi thay đổi thực đơn hàng ngày. Mục tiêu giảm cân cần được thiết kế bền vững, tránh tình trạng sụt cân đột ngột gây suy kiệt cơ thể.

Áp dụng thực tế: Giảm tải khớp gối đúng cách

Cả hai hiệp hội cơ xương khớp hàng đầu thế giới là Hội Thấp khớp học Hoa Kỳ (ACR) và Liên đoàn Chống Thấp khớp Châu Âu (EULAR) đều chính thức khuyến cáo: phối hợp giảm cân cùng tập luyện thể dục là phương pháp can thiệp then chốt cho bệnh nhân béo phì bị thoái hóa khớp gối ^[2].

Người thừa cân nên đặt mục tiêu thực tế là giảm từ 5% đến 10% trọng lượng cơ thể ban đầu [2, 4]. Một người nặng 70 kg chỉ cần giảm khoảng 3,5 kg đến 7 kg là đã có thể tạo ra bước ngoặt lớn cho khớp gối ^[2].

Về chế độ ăn, hãy tập trung kiểm soát năng lượng nạp vào, cắt giảm đường tinh luyện, mỡ động vật và tăng cường chất xơ từ rau củ để tạo sự thâm hụt calo an toàn. Về vận động, trong giai đoạn đầu khi cân nặng chưa giảm nhiều, nên ưu tiên các bộ môn ít gây tải trọng dồn lên khớp gối như đạp xe tại chỗ, bơi lội hoặc tập kháng lực thân trên. Khi cân nặng đã bắt đầu hạ, việc đi bộ với những bước sải vừa phải sẽ giúp cơ thể thích ứng dần với tốc độ di chuyển mới mà không gây sốc lực cho sụn khớp [2, 3].

Giảm 5 kg cân nặng không đơn thuần là thay đổi về mặt ngoại hình, mà là món quà vô giá giúp cởi bỏ hàng chục kilôgam áp lực cơ học đè nặng lên từng bước chân mỗi ngày ^[1]. Hãy bắt đầu bằng sự kết hợp khoa học giữa kiểm soát khẩu phần ăn và bài tập phù hợp để bảo vệ sụn khớp dài lâu. Khi có dấu hiệu đau dai dẳng hoặc có bệnh lý nền kèm theo, việc thăm khám cùng bác sĩ chuyên khoa luôn là bước đi an toàn và cần thiết nhất.