Nhiều người khi bắt đầu hành trình giảm cân thường có thói quen đếm từng calo nạp vào cơ thể. Chúng ta thường mặc định rằng calo nào cũng giống nhau, cứ nạp vào 100 calo thì cơ thể sẽ tích trữ hoặc sử dụng một lượng năng lượng đúng bằng con số đó. Tuy nhiên, thực tế quá trình tiêu hóa và xử lý thức ăn phức tạp hơn nhiều so với một phép tính cộng trừ đơn thuần.
Về mặt chuyển hóa, 100 calo từ chất đạm (protein) hoàn toàn khác biệt so với 100 calo từ chất bột đường (carbohydrate) hay chất béo. Sự khác nhau này bắt nguồn từ khái niệm "hiệu ứng nhiệt của thực phẩm", tức là lượng năng lượng mà cơ thể buộc phải tiêu hao để cắn, nuốt, tiêu hóa, hấp thu và chuyển hóa các chất dinh dưỡng có trong bữa ăn.
Cơ chế khiến cơ thể tốn năng lượng để tiêu hóa thức ăn
Khi chúng ta ăn, hệ thống tiêu hóa không hoạt động miễn phí mà cần năng lượng để vận hành. Việc kích thích thủy phân adenosine triphosphate (ATP) trong suốt quá trình hấp thu tại ruột non, các bước chuyển hóa ban đầu cùng với quá trình lưu trữ dưỡng chất là nguyên nhân chính tạo ra hiệu ứng nhiệt của thực phẩm [1]. Mỗi nhóm dưỡng chất cơ bản đòi hỏi một chuỗi phản ứng sinh hóa hoàn toàn khác nhau để cơ thể có thể bẻ gãy và sử dụng.
Chất đạm sở hữu cấu trúc hóa học phức tạp được tạo thành từ các chuỗi axit amin liên kết chặt chẽ. Để phân tách, biến đổi các phân tử này và đào thải sản phẩm phụ, cơ thể phải đầu tư một lượng lớn các enzym và năng lượng tế bào. Trong khi đó, các phân tử đường đơn hay tinh bột đã qua chế biến có cấu trúc tương đối đơn giản, giúp hệ tiêu hóa phân giải rất nhanh chóng và tốn ít năng lượng vận hành hơn.
Bên cạnh các phản ứng enzyme trực tiếp, hệ thần kinh tự chủ cũng tham gia điều hòa hiệu ứng nhiệt của dưỡng chất [1]. Chẳng hạn, các chất ức chế thụ thể beta-adrenergic có thể làm suy giảm hiệu ứng nhiệt do đường glucose tạo ra [1]. Phần nhiệt lượng sinh ra từ glucose bị mất đi khi dùng thuốc ức chế này được gọi là hiện tượng sinh nhiệt thích ứng, diễn ra chủ yếu ở các khối cơ xương thông qua sự kích thích của nồng độ insulin lên hoạt động thần kinh giao cảm [1].
Các con số nghiên cứu: Sự chênh lệch giữa đạm, đường và béo
Sự khác biệt về chi phí năng lượng giữa các nhóm dưỡng chất đã được xác định rất rõ ràng qua các phương pháp đo lường sinh hóa. Hiệu ứng nhiệt đo được đối với chất béo chỉ ở mức 0 đến 3%, đối với carbohydrate là khoảng 5 đến 10%, trong khi chất đạm đòi hỏi mức năng lượng tiêu hao vượt trội từ 20 đến 30% [1]. Điều này lý giải tại sao khi nạp vào 100 calo từ đạm, cơ thể thực chất đã phải "đốt cháy" từ 20 đến 30 calo chỉ để xử lý chúng, khiến năng lượng thực nhận vào thấp hơn đáng kể so với 100 calo từ đường tinh luyện.
Một nghiên cứu công bố năm 1998 tại Đại học Milan đã thử nghiệm trên 10 phụ nữ khỏe mạnh có cân nặng bình thường bằng các bữa ăn đẳng calo khoảng 557 calo (2331 kJ) [2]. Các đối tượng lần lượt tiêu thụ bữa ăn giàu đạm (chứa 68% năng lượng từ protein), bữa ăn giàu carbohydrate (69% năng lượng từ đường bột) và bữa ăn giàu chất béo (70% năng lượng từ béo) [2]. Kết quả đo lường nhiệt lượng gián tiếp suốt 7 giờ sau ăn cho thấy: bữa ăn giàu đạm sinh nhiệt tới 261 kJ, cao hơn gấp nhiều lần so với 92 kJ ở bữa carbohydrate và 97 kJ ở bữa chất béo [2].
Năm 1999, một thử nghiệm khác theo dõi 8 phụ nữ khỏe mạnh trong buồng hô hấp suốt các đợt 36 giờ để đánh giá chi tiêu năng lượng qua 24 giờ [3]. Khi chuyển từ chế độ ăn giàu béo sang chế độ ăn giàu đạm kết hợp đường bột (tỷ lệ 30% protein, 60% carbohydrate, 10% chất béo), hiệu ứng nhiệt của chế độ ăn đã tăng đáng kể từ 931 kJ/ngày (tương đương 10,5% năng lượng nạp) lên mức 1295 kJ/ngày (tương đương 14,6% năng lượng nạp) [3].
Thành phần cơ thể và mức độ đáp ứng hiệu ứng nhiệt
Hiệu ứng nhiệt của thức ăn không chỉ phụ thuộc vào bản thân đĩa thức ăn mà còn chịu ảnh hưởng sâu sắc từ tỷ lệ cơ - mỡ của người ăn. Một nghiên cứu năm 1985 so sánh 8 người đàn ông gầy (10% mỡ cơ thể) và 8 người béo phì (30% mỡ) có cùng cân nặng, chiều cao và chỉ số BMI trong khoảng 26 đến 34 [4]. Sau bữa ăn hỗn hợp 750 calo, mức tăng tiêu hao năng lượng khi nghỉ ngơi suốt 3 giờ ở người có nhiều cơ bắp đạt 48 kcal, trong khi ở nhóm thừa mỡ chỉ đạt 28 kcal [4]. Mức sinh nhiệt sau ăn này tương quan nghịch rõ rệt với tỷ lệ mỡ của cơ thể [4].
Tương tự, nghiên cứu năm 1987 trên 16 nam giới được ghép cặp tương đồng về khối lượng cơ thể không mỡ (LBM) cũng cho thấy: sau bữa ăn 750 calo, nhóm gầy (12,8% mỡ) sinh nhiệt 53 kcal trong 3 giờ nghỉ ngơi, cao hơn hẳn mức 26 kcal ở nhóm béo phì (29,7% mỡ) [5]. Năm 1990, các nhà khoa học tiếp tục theo dõi quá trình sinh nhiệt trong 6 giờ sau bữa ăn dạng lỏng 720 calo (24% đạm, 21% béo, 55% đường bột) ở 7 người nam gầy và 7 người nam béo phì tương đồng về khối cơ và thể lực hiếu khí [6]. Hiệu ứng nhiệt trong 3 giờ đầu ở nhóm người gầy cao hơn nhóm béo phì (67 kcal so với 49 kcal), và tính gộp toàn bộ 6 giờ, con số này là 100 kcal ở người gầy so với chỉ 69 kcal ở người béo phì [6].
Sự suy giảm sinh nhiệt này là một trở ngại thực tế đối với người thừa cân. Hiện tượng giảm hiệu ứng nhiệt của thức ăn ở bệnh nhân béo phì và kháng insulin làm hao hụt khoảng 50 đến 150 calo mỗi ngày [1]. Dù con số này chỉ giải thích một phần nhỏ nguyên nhân gây thừa cân, nhưng sự suy giảm cơ chế sinh nhiệt có thể góp phần làm tăng cân hoặc cản trở đáng kể nỗ lực giảm béo của người bệnh [1].
Dẫu vậy, khả năng xử lý đạm ở cấp độ tế bào vẫn được bảo tồn khá tốt. Một nghiên cứu năm 1993 truyền trực tiếp hỗn hợp glucose và axit amin cho 6 người gầy, 6 người béo phì không tiểu đường và 6 người béo phì có tiểu đường tuýp 2 [7]. Kết quả ghi nhận hiệu ứng nhiệt từ axit amin được truyền đạt lần lượt là 21,1%, 23,8% và 20,0% ở ba nhóm, không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê [7]. Điều này chứng minh rằng hiệu ứng nhiệt đặc trưng của protein không hề bị biến đổi ở bệnh nhân kháng insulin [7].
Hiểu lầm thường gặp về hiệu ứng nhiệt thực phẩm
Nhiều người tin rằng chỉ cần tăng lượng đạm trong bữa ăn là có thể thoải mái ăn uống mà không lo tăng cân. Đây là một quan niệm sai lầm phổ biến. Mặc dù đạm tiêu tốn 20 đến 30% năng lượng để chuyển hóa [1], nhưng 70 đến 80% calo còn lại vẫn được cơ thể hấp thu trọn vẹn. Nếu tổng lượng calo nạp vào vượt xa mức cơ thể cần, lượng calo dư thừa từ đạm vẫn sẽ được chuyển hóa thành mỡ dự trữ.
Một hiểu lầm khác là cho rằng ăn đạm nhiều luôn giúp tăng tỷ lệ trao đổi chất trong mọi trường hợp, ngay cả khi đang ăn kiêng khắc nghiệt. Nghiên cứu năm 2003 trên 7 phụ nữ béo phì tiêu thụ ba chế độ ăn rất ít calo (hypocaloric) trong các đợt 7 ngày cho thấy: dù tỷ lệ đạm chiếm tới 43% năng lượng ở chế độ ăn giàu đạm, hiệu ứng nhiệt của thức ăn và tỷ lệ trao đổi chất khi nghỉ ngơi đều không có sự khác biệt so với chế độ ăn nhiều tinh bột (72%) hay nhiều chất béo (68%) [8]. Khi cơ thể rơi vào tình trạng thiếu hụt calo nghiêm trọng kết hợp với béo phì nặng, hiệu ứng nhiệt của thực phẩm có thể bị triệt tiêu hoặc giảm sút đáng kể, bất kể thành phần dinh dưỡng được phối trộn ra sao [8].
Bên cạnh đó, việc coi đạm là "thần dược đốt mỡ" duy nhất cũng không chính xác. Hiệu ứng nhiệt của thức ăn chỉ đóng góp một phần khiêm tốn vào tổng chi tiêu năng lượng mỗi ngày [1]. Lợi ích lớn của việc ăn đạm không chỉ nằm ở con số vài chục calo bị tiêu hao, mà còn nằm ở khả năng tạo cảm giác no kéo dài. Thử nghiệm năm 1998 đã chứng minh bữa ăn giàu đạm đem lại cảm giác no bụng cao nhất và có mối liên hệ ý nghĩa với hiệu ứng nhiệt (hệ số r = 0,41), hỗ trợ người ăn kiêng kiểm soát cơn thèm ăn tốt hơn [2].
Vận động kết hợp và những đối tượng cần thận trọng
Tập luyện thể chất có khả năng cộng hưởng tích cực với hiệu ứng nhiệt của thực phẩm nếu được tính toán đúng thời điểm. Khi nghiên cứu tác động của 30 phút đạp xe kết hợp với bữa ăn 750 calo, các nhà khoa học nhận thấy ở những người nam gầy, việc ăn bữa phụ khoảng 30 phút trước khi vận động giúp tạo ra mức hiệu ứng nhiệt thực phẩm cao hơn rõ rệt so với lúc nghỉ ngơi hoặc so với việc ăn ngay sau buổi tập [5]. Dù ở người béo phì mức sinh nhiệt trong 30 phút đạp xe thấp hơn đáng kể so với người gầy (6 kcal so với 19 kcal [4]; 4 kcal so với 26 kcal [5]), vận động thể chất vẫn là đòn bẩy cần thiết để cải thiện dần khối cơ bắp, từ đó nâng cao tỷ lệ sinh nhiệt của cơ thể theo thời gian.
Mặc dù việc nâng tỷ lệ đạm mang lại lợi thế về mặt tiêu hao nhiệt lượng và độ no, chế độ ăn quá nhiều đạm không dành cho tất cả mọi người. Những người có tiền sử bệnh lý thận mạn tính hoặc suy giảm chức năng gan cần hết sức cẩn trọng khi thay đổi tỷ lệ dinh dưỡng. Quá trình chuyển hóa axit amin giải phóng các hợp chất chứa nitơ, đòi hỏi gan và thận phải tăng cường công suất lọc và đào thải.
Những người mắc các rối loạn chuyển hóa phức tạp hoặc đang sử dụng thuốc điều chỉnh tim mạch, huyết áp cũng không nên tùy tiện áp dụng các thực đơn đạm cao cực đoan. Khi cơ thể có sẵn các bệnh nền mạn tính, người dân cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để thiết lập khẩu phần an toàn, thay vì tự ý cắt giảm hoàn toàn tinh bột để bù bằng đạm.
Áp dụng thực tế để tối ưu hóa năng lượng nạp vào
Để ứng dụng hiệu ứng nhiệt vào thực đơn hàng ngày một cách khoa học, bạn không cần phải loại bỏ tinh bột hay chất béo lành mạnh. Thay vào đó, hãy duy trì lượng đạm hợp lý trong mọi bữa ăn chính, bao gồm cả bữa sáng. Việc phối hợp một khẩu phần giàu đạm và carbohydrate phức hợp sẽ giúp tăng cường mức độ sinh nhiệt của toàn bộ chế độ ăn tốt hơn hẳn so với một khẩu phần thừa mứa chất béo bão hòa [3].
Bạn có thể phân bổ các nguồn đạm nạc như ức gà, cá, trứng, đậu phụ cùng các loại đậu đỗ rải đều trong ngày. Khi ăn, nên kết hợp đạm với các loại rau xanh giàu chất xơ và ngũ cốc nguyên hạt để vừa làm chậm quá trình hấp thu đường huyết, vừa kéo dài cảm giác no tự nhiên [2]. Nếu có kế hoạch tập luyện thể thao, một bữa ăn nhẹ cân bằng dưỡng chất trước giờ tập khoảng 30 đến 45 phút có thể là lựa chọn hữu ích để thúc đẩy chuyển hóa năng lượng [5].
Cần hiểu rằng dinh dưỡng là một bức tranh toàn cảnh về sự cân bằng. 100 calo từ đạm thực sự giúp bạn tiêu tốn nhiều nhiệt lượng chuyển hóa hơn và no lâu hơn 100 calo từ đường, nhưng chìa khóa bền vững của sức khỏe vẫn là chất lượng toàn diện của thực phẩm, lối sống năng động và sự lắng nghe cơ thể một cách chừng mực.
