Người thừa cân có mức độ stress oxy hóa cao hơn người bình thường?

Nhiều người thường nghĩ tình trạng thừa cân chỉ đơn thuần ảnh hưởng đến vóc dáng bên ngoài hoặc làm tăng gánh nặng lên khung xương khớp. Tuy nhiên, các nhà khoa học phát hiện ra rằng ẩn sâu bên trong cơ thể người thừa cân là một trạng thái biến động sinh hóa âm thầm nhưng rất dữ dội. Một trong những câu hỏi nhận được nhiều sự quan tâm gần đây là liệu người có lượng mỡ thừa lớn có phải chịu mức độ stress oxy hóa cao hơn so với người bình thường hay không.

Câu trả lời ngắn gọn là có: tình trạng béo phì và tích tụ mỡ thừa kích hoạt quá trình sản sinh mất kiểm soát các gốc tự do, khiến mức độ stress oxy hóa toàn thân gia tăng rõ rệt [2, 7]. Trọng tâm của hiện tượng này bắt nguồn từ chính các mô mỡ phì đại, nơi hoạt động chuyển hóa bị rối loạn và liên tục giải phóng các chất trung gian gây viêm, thúc đẩy các phản ứng oxy hóa phá hủy tế bào [4, 7].

Mô mỡ phì đại tạo ra các gốc tự do như thế nào?

Căng thẳng oxy hóa (stress oxy hóa) xuất hiện khi có sự mất cân bằng giữa lượng các chất oxy hóa dẫn xuất được tạo ra và khả năng phòng thủ của hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể ^[1]. Trong điều kiện sinh lý bình thường, các loại oxy phản ứng (ROS) vốn là sản phẩm phụ từ quá trình phosphoryl hóa oxy hóa ở ty thể và chuyển hóa tế bào ^[2]. Ở mức độ vừa phải, ROS đóng vai trò như chất truyền tin thứ cấp trong các phản ứng thích nghi với căng thẳng, đồng thời thiết yếu cho sự biệt hóa tế bào mỡ và sinh nhiệt [1, 6].

Tuy nhiên, khi cơ thể tích tụ quá nhiều chất béo, mô mỡ không chỉ là nơi dự trữ năng lượng thụ động mà hoạt động như một cơ quan nội tiết bất thường ^[3]. Sự phì đại của các tế bào mỡ làm gia tăng tích tụ lipid, kéo theo sự bùng nổ sản xuất các gốc tự do ROS ^[4]. Mức độ ROS vượt quá ngưỡng an toàn sẽ gây độc hại cho sức khỏe, làm biến đổi và phá hủy cấu trúc tế bào [1, 7].

Quá trình này còn trở nên tồi tệ hơn khi sự dư thừa axit béo tự do tiếp tục kích thích tế bào mỡ sinh ra thêm nhiều gốc tự do ^[4]. Đồng thời, men NADPH oxidase tại mô mỡ được kích hoạt mạnh mẽ, trở thành một nguồn chính tạo ra gốc superoxide [7, 8]. Cùng với sự suy yếu của hệ thống phòng thủ chống oxy hóa nội sinh, mô mỡ rơi vào trạng thái viêm mạn tính và stress oxy hóa kéo dài [5, 8].

Vòng xoắn luẩn quẩn giữa mỡ thừa, phản ứng viêm và cytokine

Mô mỡ phì đại không hoạt động đơn độc mà liên tục tiết ra các chất có hoạt tính sinh học gọi là adipokine và các cytokine gây viêm [3, 7]. Khi tế bào mỡ bị stress oxy hóa, nó sẽ gia tăng giải phóng các cytokine tiền viêm nguy hiểm như yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF-alpha), interleukin-6 (IL-6) và hormone leptin ^[5]. Ngược lại, việc sản sinh adiponectin - một chất có lợi giúp bảo vệ mạch máu và tăng độ nhạy insulin - lại bị sụt giảm nghiêm trọng [5, 7].

Các cytokine gây viêm như TNF-alpha lại tiếp tục kích thích ngược lại mô mỡ, thúc đẩy men NADPH oxidase sản sinh thêm nhiều ROS [5, 7]. Điều này tạo thành một vòng xoắn bệnh lý luẩn quẩn: mỡ thừa sinh ra gốc tự do, gốc tự do kích thích giải phóng cytokine gây viêm, và chính các cytokine này lại châm ngòi cho sự tạo thành các gốc tự do mới [5, 7]. Cùng với đó, các yếu tố như hormone glucocorticoid, mineralocorticoid, angiotensin-II và tình trạng căng thẳng thần kinh mạn tính cũng góp phần thúc đẩy stress oxy hóa tại tế bào mỡ ^[5].

Bằng chứng khoa học: Các nghiên cứu nói lên điều gì?

Mối liên hệ giữa tình trạng thừa cân, béo phì và mức độ stress oxy hóa đã được ghi nhận qua hàng loạt nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng:

Một nghiên cứu công bố năm 2010 đã dẫn lại chuỗi thử nghiệm thực hiện bởi Furukawa và các cộng sự trên cả người và động vật ^[6]. Ở những người béo phì nhưng chưa mắc bệnh tiểu đường, các nhà nghiên cứu nhận thấy chỉ số peroxy hóa lipid (đo bằng chất phản ứng với axit thiobarbituric - TBARS trong huyết tương và 8-epi-prostaglandin-F2alpha trong nước tiểu) có sự tương quan thuận với chỉ số khối cơ thể (BMI) cũng như vòng eo, đồng thời tương quan nghịch với nồng độ adiponectin ^[6].

Trên mô hình chuột béo phì (gồm chuột KKAy, DIO và db/db), mức độ peroxy hóa lipid trong huyết tương và trong mô mỡ trắng (WAT) đều tăng cao ^[6]. Đặc biệt ở chuột KKAy trước khi khởi phát tiểu đường, biểu hiện mRNA của adiponectin và PPARgamma trong mô mỡ giảm đi, trong khi biểu hiện của các chất chỉ điểm viêm như PAI-1 và TNF-alpha lại cao hơn so với nhóm đối chứng ^[6]. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự gia tăng enzyme NADPH oxidase xảy ra chọn lọc ở mô mỡ trắng chứ không xuất hiện ở gan hay cơ xương ^[6]. Ngoài ra, khi nuôi cấy tế bào tiền mỡ 3T3-L1 biệt hóa thành tế bào mỡ trưởng thành, nồng độ ROS gia tăng rõ rệt, chứng minh sự tích tụ mỡ trực tiếp thúc đẩy tạo thành gốc tự do ^[6].

Nghiên cứu tổng quan năm 2013 ghi nhận rằng những người béo phì dù chưa bị đái tháo đường cũng đã thể hiện mức độ stress oxy hóa toàn thân gia tăng ^[4]. Trên chuột béo phì, stress oxy hóa tăng cao trong mô mỡ, và khi các nhà khoa học điều trị bằng các chất chống oxy hóa, sự tiến triển của bệnh tiểu đường đã bị ức chế rõ rệt ^[4].

Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 2017 về vai trò của khoáng chất cho thấy người béo phì thường có nồng độ magie trong huyết thanh thấp, đi kèm với nồng độ các dấu ấn stress oxy hóa tăng cao ^[3]. Magie đóng vai trò như một chất chống oxy hóa, là đồng yếu tố của nhiều enzyme, giúp duy trì độ ổn định màng tế bào và làm giảm bớt tác hại của stress oxy hóa ^[3]. Việc thiếu hụt magie ở người thừa cân càng làm trầm trọng thêm tình trạng peroxy hóa lipid và viêm nhiễm ^[3].

Hệ lụy đối với sức khỏe và các bệnh mạn tính liên quan

Stress oxy hóa gia tăng toàn thân ở người thừa cân không chỉ dừng lại ở mô mỡ mà còn tác động tiêu cực đến nhiều cơ quan khác nhau. Căng thẳng oxy hóa gây ra tình trạng kháng insulin tại tế bào mỡ, dẫn đến suy giảm chức năng tế bào beta tuyến tụy và đẩy nhanh tiến trình phát triển bệnh đái tháo đường tuýp 2 [1, 2, 5].

Các nghiên cứu cũng ghi nhận stress oxy hóa xuất hiện tại thành động mạch, não bộ và các khối u, đóng vai trò cơ chế bệnh sinh trong việc hình thành xơ vữa động mạch, bệnh mạch vành, tăng huyết áp, gan nhiễm mỡ và ung thư [1, 2]. Tại tuyến tiền liệt, sự gia tăng mạn tính của ROS dưới tác động của các adipokine từ mô mỡ có liên quan đến sự khởi phát và tiến triển của các bệnh lý như tăng sinh lành tính tuyến tiền liệt (BPH) và ung thư tuyến tiền liệt (PCa) ^[7]. Béo phì còn liên quan đến rối loạn mỡ máu, hen suyễn, rối loạn giấc ngủ, suy giảm chức năng thận và vô sinh ^[8].

Hiểu lầm thường gặp về gốc tự do và stress oxy hóa

Một hiểu lầm phổ biến là nhiều người nghĩ gốc tự do hoàn toàn có hại và cần phải triệt tiêu sạch sẽ khỏi cơ thể. Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh học gần đây cho thấy một lượng ROS vừa đủ là điều kiện sống còn cho sự sống sót, phân chia tế bào, quá trình sinh nhiệt và biệt hóa mô mỡ ^[2]. ROS chỉ trở nên độc hại khi sản sinh vượt tầm kiểm soát hoặc khi hệ thống phòng vệ của cơ thể bị quá tải [1, 6].

Một sai lầm khác là cho rằng chỉ khi béo phì đến mức mắc bệnh đái tháo đường hay tim mạch thì mới bị stress oxy hóa. Dữ liệu khoa học khẳng định tình trạng stress oxy hóa toàn thân đã tăng cao ngay từ giai đoạn thừa cân đơn thuần, trước khi các bệnh chuyển hóa thực sự bùng phát [2, 7].

Ai nên thận trọng khi đối mặt với stress oxy hóa?

Những đối tượng sau đây cần đặc biệt lưu ý kiểm soát mức độ mỡ thừa và các yếu tố gây oxy hóa:

• Người béo bụng, vòng eo lớn: Béo bụng là dấu hiệu điển hình của việc tích tụ mô mỡ nội tạng, nguồn sản sinh chính của các cytokine gây viêm và gốc tự do [2, 7].
• Người có đường huyết cao hoặc tiền đái tháo đường: Tình trạng kháng insulin kết hợp với stress oxy hóa tạo thành tổn thương kép lên tế bào tụy và mạch máu [2, 5].
• Người mắc hội chứng chuyển hóa, rối loạn mỡ máu hoặc tăng huyết áp: Sự kết hợp của mỡ máu và ROS làm tăng nhanh tổn thương xơ vữa động mạch [1, 2].
• Người có chế độ ăn thiếu hụt vi chất dinh dưỡng: Những người ăn uống thiếu rau xanh, hoa quả tươi và thiếu hụt magie có nguy cơ giảm sút các enzyme phòng thủ chống oxy hóa [4, 8].

Lời khuyên ứng dụng vào đời sống hàng ngày

Để làm giảm mức độ stress oxy hóa sinh ra từ mô mỡ, việc thay đổi lối sống một cách khoa học đóng vai trò then chốt:

Về chế độ ăn uống, cần tăng cường các loại rau củ và trái cây tươi trong khẩu phần hàng ngày ^[8]. Đây là nguồn cung cấp dồi dào các chất chống oxy hóa tự nhiên và flavonoid, những chất đã được ghi nhận có tác động tích cực trong các rối loạn chuyển hóa thực nghiệm [5, 8]. Đồng thời, cần chú ý bổ sung đầy đủ thực phẩm giàu magie qua bữa ăn (như các loại hạt, ngũ cốc nguyên hạt, rau lá xanh) nhằm duy trì nồng độ magie huyết thanh ổn định, hỗ trợ hoạt động của các enzyme chống oxy hóa nội sinh ^[3].

Về thói quen vận động, việc duy trì hoạt động thể chất thường xuyên đã được chứng minh là một trong những chiến lược cốt lõi giúp cải thiện tình trạng béo phì và giảm thiểu các nguy cơ sức khỏe liên quan ^[8]. Việc giảm mỡ thông qua vận động giúp thu nhỏ kích thước tế bào mỡ phì đại, từ đó làm giảm sự biểu hiện của men NADPH oxidase và hạn chế phóng thích các cytokine tiền viêm ^[6].

Cần lưu ý rằng những can thiệp bằng thuốc như metformin cải thiện kháng insulin hay losartan điều trị hội chứng chuyển hóa đã cho thấy hiệu quả trong nghiên cứu thực nghiệm ^[5]. Tuy nhiên, các biện pháp dùng thuốc hay bổ sung vi chất liều cao luôn cần có sự chẩn đoán và chỉ định trực tiếp từ bác sĩ chuyên khoa, người bệnh tuyệt đối không tự ý dùng thuốc điều trị.

Như vậy, mô mỡ phì đại ở người thừa cân không chỉ là một vấn đề thẩm mỹ mà là một nhà máy liên tục sản sinh cytokine gây viêm và các gốc tự do ROS, dẫn đến stress oxy hóa toàn thân [4, 7]. Việc hiểu rõ mối nguy hại này là động lực quan trọng để mỗi người chủ động kiểm soát cân nặng thông qua dinh dưỡng cân bằng và luyện tập đều đặn, bảo vệ sức khỏe chuyển hóa một cách bền vững.