Nhiều người khi bắt đầu cắt giảm tinh bột để giảm cân thường gặp phải một hiện tượng khá bất ngờ và khó chịu: hơi thở bỗng nhiên thoang thoảng mùi lạ, đôi khi ngai ngái như mùi táo chín lên men hoặc mùi chất tẩy sơn móng tay. Tình trạng này khiến không ít người bối rối, lo lắng và e ngại khi giao tiếp xã hội hằng ngày.

Thực tế, hiện tượng hơi thở có mùi lạ khi theo đuổi chế độ ăn low-carb hay ketogenic (keto) không phải là dấu hiệu của bệnh lý răng miệng hay suy giảm chức năng tiêu hóa thông thường. Đây là một phản ứng sinh hóa hoàn toàn tự nhiên của cơ thể khi nguồn năng lượng nạp vào bị thay đổi đột ngột, dẫn đến sự hình thành và đào thải các thể ketone qua hệ thống hô hấp [1].

Hiện tượng hơi thở mùi lạ dưới góc nhìn sinh hóa

Khi một người áp dụng chế độ ăn rất ít carbohydrate, cơ thể sẽ rơi vào tình trạng thiếu hụt lượng đường glucose sẵn có để tạo năng lượng [2]. Lúc này, để duy trì hoạt động cho các cơ quan, đặc biệt là não bộ và hệ cơ bắp, cơ thể bắt buộc phải chuyển đổi nguồn nhiên liệu chính sang các axit béo tự do [2].

Quá trình chuyển hóa chất béo tại gan sẽ sản sinh ra một nhóm hợp chất được gọi chung là thể ketone [1]. Trong điều kiện bình thường, nồng độ của các thể ketone trong máu lưu thông ở mức rất thấp, thường dưới 0,3 mmol/L [1]. Thể ketone ban đầu được tổng hợp ở gan là acetoacetate [1]. Hợp chất này sau đó được mô cơ xương và tim chuyển hóa thành năng lượng rất dễ dàng [1].

Tuy nhiên, khi lượng mỡ bị đốt cháy với tốc độ cao, acetoacetate được tạo ra vượt mức tiêu thụ của cơ thể và tích tụ lại trong máu [1]. Một phần acetoacetate sẽ được enzyme khử thành beta-hydroxybutyrate, còn một phần sẽ bị khử carboxyl tự phát để tạo thành acetone [1]. Acetone là một chất rất dễ bay hơi, không thể chuyển hóa thành năng lượng tế bào và được đưa đến phổi theo dòng máu rồi thoát ra ngoài qua từng nhịp thở [1]. Mùi của acetone thoát ra từ phổi chính là nguyên nhân trực tiếp tạo nên mùi hơi thở đặc trưng này [1].

Tại sao phổi lại trở thành "van xả" ketone?

Hệ tuần hoàn mang theo các thể ketone đi khắp cơ thể để phục vụ nhu cầu năng lượng [1]. Trong khi hai dạng thể ketone còn lại là beta-hydroxybutyrate và acetoacetate hòa tan tốt trong máu và thải qua đường tiết niệu khi dư thừa, acetone lại mang đặc tính lý hóa hoàn toàn khác biệt [2], [1].

Do khối lượng phân tử nhỏ và áp suất hơi bão hòa cao, acetone dễ dàng khuếch tán từ các mao mạch phế nang vào không khí trong phế nang [1]. Khi chúng ta thở ra, lượng khí mang theo phân tử acetone sẽ thoát trực tiếp ra môi trường bên ngoài [1]. Đây là cơ chế tự bảo vệ sinh lý giúp cơ thể giảm tải bớt lượng ketone dư thừa mà không gây quá tải cho thận [1].

Đặc biệt, hiện tượng hơi thở có mùi hoa quả chín này là chỉ dấu sinh học rõ ràng cho thấy cơ thể đã bước vào trạng thái ketosis sinh lý [1]. Trạng thái này có thể xuất hiện khi một người nhịn ăn, tập luyện thể lực cường độ cao hoặc tuân thủ thực đơn hạn chế carbohydrate [1]. Điều này hoàn toàn mang tính chất sinh lý bình thường chứ không phải lúc nào cũng gắn liền với các bệnh lý nguy hiểm [1].

Bằng chứng khoa học về nồng độ acetone trong hơi thở

Mối liên hệ giữa việc cắt giảm tinh bột và nồng độ acetone thoát ra qua đường thở đã được rất nhiều công trình khoa học chứng minh qua nhiều thập kỷ. Ngay từ những năm đầu thế kỷ 20, chế độ ăn ketogenic tiền thân đã được các bác sĩ tại Pháp áp dụng từ năm 1911 thông qua việc nhịn ăn để kiểm soát các cơn co giật ở trẻ em mắc bệnh động kinh [3]. Ngày nay, chế độ ăn này được ứng dụng rộng rãi trong hỗ trợ giảm cân nhờ khả năng thúc đẩy quá trình đốt mỡ khi lượng bột đường nạp vào ở mức thấp [3].

Một nghiên cứu công bố năm 2002 đã theo dõi nồng độ acetone trong hơi thở ở trẻ em mắc chứng động kinh kháng thuốc tuân theo chế độ ăn ketogenic cổ điển [4]. Kết quả ghi nhận nồng độ acetone trong hơi thở lúc đói của những đứa trẻ ăn chế độ ketogenic cao vượt trội, đạt mức 2530 ± 600 nmol/L [4]. Con số này cao hơn gấp nhiều lần so với nhóm trẻ em đối chứng bị động kinh nhưng không ăn kiêng (19 ± 9 nmol/L) và nhóm trẻ em khỏe mạnh (21 ± 4 nmol/L) với ý nghĩa thống kê rất rõ rệt (p < 0,05) [4]. Nghiên cứu cũng phát hiện thêm rằng những đứa trẻ duy trì chế độ ăn này trong thời gian dài hơn sẽ có nồng độ acetone lúc đói giảm xuống thấp hơn [4].

Để tìm hiểu sâu hơn về tính phản ánh của acetone qua hơi thở so với máu, một nghiên cứu trên mô hình động vật năm 2002 đã nuôi chuột non 20 ngày tuổi bằng chế độ ăn ketogenic hoặc chế độ ăn đối chứng kéo dài trong 33 ngày [5]. Các nhà khoa học đã tiến hành lấy mẫu máu và đo hơi thở định kỳ khoảng 4 ngày một lần [5]. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ acetone trong hơi thở là một chỉ số dự đoán đáng tin cậy cho nồng độ beta-hydroxybutyrate trong huyết tương trên toàn bộ dải nồng độ lâm sàng có ý nghĩa, với hệ số xác định r2 = 0,75 (p < 0,001) [5]. Điều này khẳng định hơi thở acetone là thước đo không xâm lấn chính xác để đánh giá trạng thái ketosis từ mức độ nhẹ đến trung bình [5].

Đến năm 2018, một thử nghiệm lâm sàng trên người trưởng thành đã kiểm chứng một loại cảm biến hơi thở cầm tay sử dụng hạt nano WO3 pha tạp Si [6]. Thử nghiệm được tiến hành trên 11 đối tượng gồm 5 phụ nữ và 6 nam giới trải qua 36 giờ thực hiện chế độ ăn ketogenic theo phác đồ Johns Hopkins [6]. Cảm biến có khả năng đo chọn lọc acetone trong khoảng từ 1 đến 66 ppm và ghi nhận chính xác thời điểm bắt đầu cũng như sự tiến triển của trạng thái ketosis [6]. Kết quả đo lường từ hơi thở hoàn toàn tương thích với các phép đo beta-hydroxybutyrate từ máu mao mạch, đồng thời phát hiện sự khác biệt lớn về tốc độ chuyển hóa giữa các cá nhân [6].

Nghiên cứu công bố năm 2021 tiếp tục phát triển công nghệ cảm biến ống nano carbon đơn vách kết hợp titanium dioxide với bộ khử ẩm hơi thở [2]. Cảm biến này có giới hạn phát hiện acetone từ 1,6 ppm và đo được lên tới ít nhất 100 ppm, nằm trọn trong dải dao động acetone của người đang trong trạng thái ketosis [2]. Dữ liệu thu được từ 3 tình nguyện viên cho thấy nồng độ acetone trong mẫu hơi thở khô có mối tương quan tuyến tính chặt chẽ với lượng acetoacetate trong nước tiểu và beta-hydroxybutyrate trong máu [2]. Gần đây nhất, một nghiên cứu năm 2024 đã phát triển cảm biến hỗn hợp với giới hạn phát hiện siêu thấp chỉ 10 ppb và đo tuyến tính tới 100 ppm, mở ra khả năng phân biệt rõ rệt giữa người khỏe mạnh và người có nồng độ ketone tăng cao [7].

Ketosis ổn định và tác động bất ngờ của một bữa ăn tinh bột

Tốc độ thiết lập trạng thái ketosis và mức độ nhạy cảm của hơi thở đối với tinh bột đã được làm sáng tỏ chi tiết trong một nghiên cứu công bố vào năm 2024 [8]. Nghiên cứu này theo dõi 10 người trưởng thành khỏe mạnh thực hiện chế độ ăn ketogenic trong vòng 14 ngày kết hợp theo dõi đường huyết liên tục [8].

Các nhà nghiên cứu quy ước trạng thái ketosis ổn định là khi nồng độ acetone trong hơi thở lúc đói đạt từ 7,0 ppm trở lên [8]. Đáng chú ý, sau 7 ngày ăn kiêng nghiêm ngặt, toàn bộ 100% người tham gia đều đã đạt được mức ketosis ổn định này [8]. Tuy nhiên, vào ngày thứ 8 của thử nghiệm, các tình nguyện viên được cho ăn một bữa sáng giàu carbohydrate gồm hai chiếc bánh mì tròn màu trắng kẹp mứt, cung cấp đúng 72 gam carbohydrate [8].

Kết quả cho thấy ngay sau bữa ăn carbohydrate này, nồng độ acetone trong hơi thở của các đối tượng đã giảm mạnh từ mức 8,2 ppm xuống còn 5,7 ppm (p = 0,0014) [8]. Đáng kinh ngạc hơn, cơ thể phải mất trung bình tới 5 ngày sau đó mới có thể khôi phục lại trạng thái ketosis ổn định như ban đầu [8].

Nghiên cứu này cũng chỉ ra sự khác biệt sâu sắc giữa các cá nhân dựa trên mức insulin lúc đói [8]. Nhóm người có mức insulin nền thấp chỉ mất 2 ngày để lấy lại trạng thái ketosis ổn định, trong khi nhóm có mức insulin trung bình mất đúng 5 ngày [8]. Riêng nhóm đối tượng có nồng độ insulin nền cao nhất thậm chí đã không thể quay trở lại trạng thái ketosis ổn định cho đến tận khi nghiên cứu kết thúc [8]. Điều này minh chứng rằng sự xuất hiện của acetone trong hơi thở phụ thuộc rất lớn vào cơ địa chuyển hóa và độ nhạy insulin của từng cá nhân [8].

Phân biệt mùi hơi thở sinh lý và tình trạng bệnh lý nguy hiểm

Mặc dù hơi thở có mùi acetone là chỉ báo của quá trình đốt mỡ, người áp dụng chế độ ăn kiêng cần phải hiểu rõ ranh giới giữa ketosis sinh lý và nhiễm toan ceton (ketoacidosis) bệnh lý [2], [1].

Ketosis do ăn low-carb hay nhịn ăn là trạng thái sinh lý có kiểm soát [1]. Trong trạng thái này, nồng độ thể ketone trong máu tăng lên nhưng vẫn được giới hạn ở ngưỡng an toàn nhờ hoạt động điều hòa tự nhiên của cơ thể [1]. Người theo chế độ ăn này thường cảm thấy tỉnh táo, giảm cảm giác thèm ăn và không bị rối loạn điện giải nghiêm trọng.

Ngược lại, nhiễm toan ceton do đái tháo đường là một cấp cứu y khoa có thể đe dọa tính mạng, thường xảy ra trên bệnh nhân đái tháo đường típ 1 do sự thiếu hụt insulin tuyệt đối [2]. Trong tình huống này, lượng thể ketone được sản sinh ồ ạt không kiểm soát, vượt qua ngưỡng đệm của máu khiến độ pH của cơ thể bị toan hóa trầm trọng [2]. Việc theo dõi nồng độ ketosis là hết sức quan trọng đối với nhóm bệnh nhân này nhằm ngăn chặn nguy cơ tử vong [2]. Nếu hơi thở có mùi lạ đi kèm với các dấu hiệu cảnh báo như khát nước dữ dội, đi tiểu liên tục, mệt lả, nôn mửa hoặc lơ mơ, người bệnh cần phải đến ngay cơ sở y tế gần nhất.

Những ai cần đặc biệt thận trọng với chế độ ăn tạo ketone?

Không phải bất kỳ ai cũng phù hợp để áp dụng các chế độ ăn cắt giảm tinh bột ngặt nghèo tạo ra thể ketone. Người mắc bệnh đái tháo đường típ 1 tuyệt đối không được tự ý thực hiện chế độ ăn này mà không có sự chỉ định và giám sát gắt gao của bác sĩ chuyên khoa nội tiết, do nguy cơ biến chứng nhiễm toan ceton cực kỳ cao [2].

Bệnh nhân mắc bệnh đái tháo đường típ 2 đang sử dụng các thuốc hạ đường huyết hoặc người có tiền sử bệnh lý gan, thận cũng cần hết sức cẩn trọng. Quá trình xử lý axit béo và bài tiết sản phẩm chuyển hóa đòi hỏi gan và thận phải hoạt động liên tục với công suất cao [1]. Trẻ em, phụ nữ mang thai hoặc đang trong thời kỳ cho con bú không nên tự ý bước vào trạng thái ketosis sâu nếu không có chỉ định y khoa cụ thể, chẳng hạn như điều trị động kinh kháng thuốc theo phác đồ y tế nghiêm ngặt [3], [4].

Bất kỳ ai khi có ý định thay đổi khẩu phần ăn sang dạng hạn chế tinh bột nghiêm ngặt đều nên tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng để được đánh giá toàn diện về thể trạng trước khi bắt đầu.

Cách ứng phó thực tế khi hơi thở xuất hiện mùi lạ

Đối với những người khỏe mạnh đang ăn low-carb hoặc keto và gặp phải tình trạng hơi thở có mùi, đây thực chất là dấu hiệu cho thấy cơ thể đang bước vào pha thích nghi đốt mỡ [2], [1]. Bạn hoàn toàn có thể giảm bớt sự khó chịu này bằng các biện pháp thực tế sau:

  • Duy trì việc uống đủ nước mỗi ngày: Nước giúp kích thích tuyến nước bọt hoạt động tốt hơn, hạn chế tình trạng khô miệng và hỗ trợ đào thải các chất chuyển hóa qua đường nước tiểu [1].
  • Giữ gìn vệ sinh răng miệng cẩn thận: Đánh răng đều đặn sau các bữa ăn, sử dụng chỉ nha khoa và cạo lưỡi hằng ngày để loại bỏ mảng bám vi khuẩn, ngăn không cho mùi vi khuẩn cộng hưởng với mùi acetone.
  • Sử dụng các loại thảo mộc tự nhiên: Nhai vài lá bạc hà tươi, ngò tây hoặc dùng kẹo cao su không đường có chứa xylitol để trung hòa bớt mùi hôi trong khoang miệng khi cần giao tiếp.
  • Điều chỉnh lượng carbohydrate linh hoạt: Nếu mùi hơi thở gây cản trở lớn đến công việc hoặc sinh hoạt, bạn có thể tăng nhẹ lượng carbohydrate lành mạnh từ rau xanh hoặc củ quả. Nghiên cứu thực tế đã chứng minh rằng chỉ cần một lượng carbohydrate nhất định cũng có thể nhanh chóng làm giảm nồng độ acetone trong hơi thở [8].

Hơi thở có mùi lạ khi ăn low-carb chỉ là một phản ứng sinh hóa tự nhiên của quá trình đào thải ketone qua đường hô hấp [1]. Hiện tượng này thường sẽ giảm bớt khi cơ thể dần thích nghi tối ưu với việc sử dụng chất béo theo thời gian [4]. Hãy lắng nghe cơ thể, duy trì lối sống lành mạnh và trao đổi với chuyên gia y tế để xây dựng lộ trình dinh dưỡng an toàn, bền vững.