Nhiều người khi mới bắt đầu ăn kiêng keto hoặc giảm tinh bột thường gặp phải một tình trạng bất ngờ: hơi thở có mùi lạ, phảng phất như mùi táo chín rục hoặc chất tẩy sơn móng tay. Hiện tượng này khiến không ít người bối rối, lo lắng về vệ sinh răng miệng và tự hỏi liệu mình có đang gặp vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hay không.
Thực tế, hơi thở có mùi đặc trưng này – thường được gọi là "hơi thở keto" – xuất phát từ việc cơ thể chuyển dịch chuyển hóa sang đốt cháy mỡ, dẫn đến sự gia tăng nồng độ thể ketone và đặc biệt là sự đào thải acetone tự nhiên qua đường hô hấp [2, 4]. Đây là dấu hiệu sinh hóa phản ánh trạng thái ketosis đang diễn ra trong cơ thể chứ không đơn thuần là bệnh lý răng miệng thông thường.
Nguồn gốc sinh học của acetone trong hơi thở
Cơ thể con người bình thường sử dụng glucose từ carbohydrate làm nguồn năng lượng chính [1]. Khi lượng carbohydrate trong khẩu phần ăn bị cắt giảm đáng kể hoặc trong trạng thái nhịn ăn kéo dài, nguồn glucose dự trữ cạn kiệt, buộc gan phải huy động và chuyển hóa axit béo để tạo ra các thể ketone thay thế nguồn năng lượng [1].
Quá trình chuyển hóa chất béo này sản sinh ra ba dạng thể ketone chính: acetoacetate, beta-hydroxybutyrate và acetone [1]. Trong số đó, acetoacetate trải qua phản ứng khử carboxyl tự nhiên hoặc do men xúc tác để tạo thành acetone [1]. Acetone là một chất hữu cơ dễ bay hơi, có kích thước phân tử nhỏ và độ hòa tan cao, tồn tại như một chất chuyển hóa tự nhiên trong hơi thở của tất cả mọi người [2, 4].
Vì acetone là một khí bay hơi và có kích thước phân tử rất nhỏ, cơ thể không thể giữ lại toàn bộ trong máu hay đào thải hết qua đường thận [2]. Nó khuếch tán vào phế nang phổi và thoát ra ngoài theo từng nhịp thở [2]. Nhiều thế kỷ trước, hiện tượng một hợp chất có mùi giống mùi táo thối rữa xuất hiện trong hơi thở người đã được ghi nhận, và y học hiện đại xác định hợp chất chính tạo nên mùi này chính là acetone [1].
Nghiên cứu khoa học về chế độ ăn và sự gia tăng acetone
Mối liên hệ giữa chế độ ăn hạn chế carbohydrate và nồng độ acetone trong khí thở đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm chặt chẽ.
Một công bố khoa học năm 2011 đã khảo sát nồng độ acetone trong khí thở của 8 người khỏe mạnh sau khi áp dụng chế độ ăn keto [3]. Kết quả theo dõi cho thấy nồng độ acetone trong hơi thở của nhóm này tăng lên tới 5 lần chỉ trong vòng 6 giờ tiếp theo [3]. Cũng trong nghiên cứu này, khi 2 tình nguyện viên thực hiện chế độ ăn ít tinh bột (low-carb), nồng độ acetone trong khí thở đã tăng vọt từ 6 đến 9 lần và duy trì ở mức cao liên tục suốt nhiều ngày áp dụng chế độ ăn [3].
Một đánh giá tổng quan công bố năm 2021 cũng xác nhận rằng chế độ ăn keto có thể làm tăng nồng độ acetone trong hơi thở của người khỏe mạnh lên tới 5 lần [4]. Nghiên cứu này ghi nhận chế độ ăn uống tác động trực tiếp đến quá trình chuyển hóa, bên cạnh các yếu tố sinh học tự nhiên như chỉ số khối cơ thể (BMI), tuổi tác, giới tính và hút thuốc [4].
Không chỉ ở người ăn kiêng chủ động, phản ứng này cũng diễn ra rõ rệt ở những người trải qua chế độ hạn chế dinh dưỡng ngặt nghèo. Một nghiên cứu cắt ngang tiến cứu năm 2018 tại một trung tâm y khoa đã theo dõi 3 nhóm bệnh nhân điều trị phẫu thuật béo phì, mỗi nhóm gồm 40 người [5]. Kết quả đo bằng phương pháp khối phổ dòng ion cho thấy:
- Ở thời điểm ban đầu trước can thiệp: nồng độ acetone trung bình là 410 ppb [5].
- Vào ngày phẫu thuật sau thời gian áp dụng chế độ ăn ít tinh bột: nồng độ acetone tăng mạnh lên 1396 ppb [5].
- Ở thời điểm hơn 3 tháng sau phẫu thuật thu nhỏ dạ dày: nồng độ acetone duy trì ở mức cao đạt 1693 ppb (chỉ số p < 0.0001 so với ban đầu) [5]. Nghiên cứu này cũng ghi nhận nồng độ acetone có tương quan với lượng mỡ thừa cơ thể tại thời điểm lấy mẫu (rho = -0.264, p = 0.005), cũng như tương quan với mức bạch cầu trung tính và triglyceride [5].
Ngoài ra, một nghiên cứu chéo năm 2016 trên 7 người đàn ông khỏe mạnh so sánh chế độ ăn ít chất xơ (17 g/ngày) và nhiều chất xơ (44 g/ngày) cho thấy rằng: sau khi tiêu thụ một bữa ăn thử nghiệm chứa 50 g carbohydrate sẵn có từ bánh mì, nồng độ acetone trong hơi thở bị giảm xuống [6]. Điều này càng khẳng định khi carbohydrate được nạp vào, cơ thể giảm phụ thuộc vào chuyển hóa mỡ và mức acetone đào thải qua phổi lập tức giảm đi [6].
Lợi ích chuyển hóa và giá trị theo dõi của nồng độ acetone
Trong trạng thái sinh lý khỏe mạnh, sự hiện diện của acetone trong hơi thở không phải là chất độc hại mà là thước đo phản ánh quá trình đốt mỡ [2]. Một bài tổng quan y khoa năm 2015 chỉ ra rằng nồng độ acetone trong khí thở (BrAce) có mối tương quan chặt chẽ với tốc độ tiêu hao mỡ ở người khỏe mạnh [2].
Thành phần dinh dưỡng đa lượng trong khẩu phần ăn là yếu tố có tác động mạnh nhất đến nồng độ BrAce, tiếp theo sau là mức độ thâm hụt calo và hoạt động thể chất [2]. Ở những người khỏe mạnh không ăn kiêng, nồng độ BrAce thông thường chỉ dao động quanh mức 1 ppm [2]. Do đó, việc đo lường acetone qua hơi thở được xem là một phương pháp không xâm lấn đầy triển vọng để đánh giá tốc độ mất mỡ và tình trạng dinh dưỡng mà không cần phải lấy máu nhiều lần [3, 4].
Thậm chí trong bối cảnh lâm sàng, việc phân tích ketone qua hơi thở mang lại độ nhạy cao. Một nghiên cứu năm 2014 đánh giá nồng độ acetone trong hơi thở so với thể ketone trong nước tiểu (lấy nồng độ beta-hydroxybutyrate máu làm chuẩn) cho thấy: độ nhạy của acetone hơi thở đạt 90,9% (so với 63,6% của ketone nước tiểu), và độ đặc hiệu đạt 77,1% (so với 85,7% của ketone nước tiểu) [7]. Đặc biệt, trong nhóm bệnh nhân có kết quả xét nghiệm ketone nước tiểu âm tính, xét nghiệm hơi thở vẫn phát hiện ra acetone ở 18,8% trường hợp [7]. Điều này chứng minh đo acetone trong khí thở giúp hạn chế đáng kể tình trạng âm tính giả thường gặp ở que thử nước tiểu giai đoạn sớm [7].
Giới hạn của bằng chứng và các yếu tố gây nhiễu
Mặc dù hơi thở mùi keto phản ánh quá trình phân giải mỡ, các nhà khoa học lưu ý rằng không thể dựa hoàn toàn vào chỉ số này một cách máy móc [1, 7].
Một nghiên cứu tổng quan năm 2017 nhấn mạnh những rào cản kỹ thuật và sinh học khi ứng dụng đo acetone lâm sàng [8]. Về mặt sinh học, nồng độ acetone trong khí thở chịu ảnh hưởng lớn từ sự biến thiên tự nhiên giữa các cá thể, nhịp sinh học trong ngày, tuổi tác, giới tính, chủng tộc, cân nặng, tình trạng nhịn ăn và thuốc điều trị đi kèm [1, 2, 7]. Đơn cử, một nghiên cứu trên 1.417 người trưởng thành đã xác nhận chỉ số khối cơ thể (p < 0.001), tuổi tác (p = 0.01), giới tính (p < 0.001) và thói quen hút thuốc (p < 0.001) đều ảnh hưởng đáng kể đến các hợp chất bay hơi thở ra [4].
Bên cạnh đó, các yếu tố cơ học của phổi và cách lấy mẫu khí thở cũng làm thay đổi chỉ số đo được, đòi hỏi các thiết bị chuyên dụng và tiêu chuẩn hóa cao [4, 7]. Do đó, nồng độ acetone hơi thở có sự dao động rộng và không thể dùng đơn độc để theo dõi đường huyết hay kiểm soát chuyển hóa nếu cá nhân đó không tự theo dõi đối chứng theo thời gian và kiểm soát khẩu phần nghiêm ngặt [3].
Hiểu lầm phổ biến: Hơi thở keto và nhiễm toan ceton do tiểu đường
Một hiểu lầm rất tai hại là đánh đồng trạng thái ketosis do ăn kiêng với biến chứng nhiễm toan ceton do đái tháo đường (Diabetic Ketoacidosis - DKA).
Thực tế, ketosis dinh dưỡng là một phản ứng sinh lý lành tính khi cơ thể thiếu hụt tinh bột [2, 4]. Nồng độ acetone trong hơi thở ở người khỏe mạnh không ăn kiêng chỉ khoảng 1 ppm [2]. Ngược lại, trong tình trạng cấp cứu nhiễm toan ceton ở người đái tháo đường, nồng độ này có thể tăng vọt lên tới 1.250 ppm – gấp hàng trăm đến cả nghìn lần bình thường [2].
Ở bệnh nhân nhiễm toan ceton, sự thiếu hụt insulin nghiêm trọng khiến nồng độ ketone (bao gồm acetone, acetoacetate và beta-hydroxybutyrate) tích tụ ồ ạt trong máu và nước tiểu đến mức gây nguy hiểm tính mạng [2, 6]. Nồng độ acetone hơi thở vượt ngưỡng 1,185 ppmv đã được ghi nhận ở những người bị nhiễm toan đái tháo đường [7]. Các bệnh nhân suy tim giai đoạn C kèm đái tháo đường cũng ghi nhận nồng độ acetone đào thải cao hơn hẳn [4]. Do đó, mùi hoa quả chín nồng nặc kèm theo mệt mỏi li bì, nôn ói ở bệnh nhân đái tháo đường là dấu hiệu cấp cứu, hoàn toàn khác biệt với mùi hơi thở thoang thoảng của người ăn kiêng thông thường.
Nhóm đối tượng cần thận trọng
Dù hiện tượng ketosis là cơ chế thích nghi tự nhiên của cơ thể đối với việc giảm tinh bột, không phải ai cũng phù hợp để ép cơ thể vào trạng thái này:
- Bệnh nhân đái tháo đường (đặc biệt là type 1 hoặc type 2 đang dùng thuốc hạ đường huyết/insulin): Cần tuyệt đối không tự ý áp dụng chế độ ăn kiêng cắt giảm carb ngặt nghèo nếu không có chỉ định y khoa, do nguy cơ chồng chéo các dấu hiệu chỉ điểm sinh học và dễ rơi vào biến chứng toan ceton [2, 5, 6].
- Người mắc bệnh lý đồng mắc: Sự hiện diện của các bệnh như bệnh thận, bệnh lý tim mạch, hội chứng ngưng thở khi ngủ hoặc nhiễm khuẩn Helicobacter pylori có thể làm biến đổi phức tạp các chỉ số sinh hóa khí thở và gây quá tải chuyển hóa [4].
- Bệnh nhân chuẩn bị hoặc sau phẫu thuật đường tiêu hóa: Những thay đổi lớn về mặt trao đổi chất và nồng độ thể ceton cần được giám sát chặt chẽ bởi bác sĩ dinh dưỡng chuyên khoa [5].
Nếu bạn có bất kỳ bệnh lý nền mạn tính nào hoặc đang dùng thuốc điều trị theo toa, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng chế độ ăn kiêng hạn chế tinh bột nghiêm ngặt.
Cách xử lý và áp dụng thực tế
Hơi thở có mùi keto là một hệ quả sinh hóa bình thường khi cơ thể bắt đầu đốt mỡ [2, 4]. Nếu mùi hơi thở gây trở ngại trong giao tiếp hàng ngày, bạn có thể áp dụng các biện pháp sau:
Điều chỉnh lượng carbohydrate hợp lý: Nghiên cứu cho thấy nồng độ acetone trong hơi thở bị ức chế nhanh chóng sau khi nạp một lượng carbohydrate vừa phải (ví dụ 50 g carbohydrate có trong một bữa ăn) [6]. Nếu mùi hơi thở quá nồng và gây khó chịu, bạn có thể tăng nhẹ lượng tinh bột phức hợp có chỉ số đường huyết thấp hoặc chất xơ hòa tan vào bữa ăn để giảm bớt tốc độ sinh acetone mà không làm phá vỡ hoàn toàn lộ trình dinh dưỡng.
Chú ý chế độ dinh dưỡng giàu chất xơ: Bữa ăn giàu chất xơ từ ngũ cốc nguyên hạt giúp đa dạng hóa hệ vi sinh vật đường tiêu hóa và điều biến các hợp chất hữu cơ bay hơi thở ra, hỗ trợ giảm bớt cảm giác nồng mùi [5, 8].
Duy trì vệ sinh răng miệng cơ bản: Mặc dù nguồn gốc mùi bắt nguồn từ phổi chứ không phải từ mảng bám răng miệng [2], việc chải răng đều đặn, cạo lưỡi và uống đủ nước giúp khoang miệng không bị khô, từ đó ngăn ngừa các hợp chất lưu huỳnh thứ phát phát triển làm trầm trọng thêm tình trạng hôi miệng [4].
Vận động và thở đều đặn: Mức độ thông khí phổi có tác động trực tiếp đến sự trao đổi acetone qua màng phế nang [4, 5]. Hoạt động thể chất vừa sức kết hợp hít thở sâu ngoài không gian thoáng đãng hỗ trợ quá trình trao đổi khí tự nhiên của cơ thể.
Tóm lại, hơi thở mùi keto là minh chứng sinh hóa cho thấy cơ thể đang bước vào giai đoạn tăng cường đốt mỡ và giải phóng acetone qua đường hô hấp [2, 4]. Đây là hiện tượng sinh lý tự nhiên, có thể kiểm soát linh hoạt thông qua việc cân đối lại lượng chất bột đường, chất xơ và lối sống mà không cần phải quá hoang mang, lo lắng [1, 8].
