Nhiều người áp dụng chế độ nhịn ăn gián đoạn thường chọn nước ngọt ăn kiêng để giải tỏa cơn thèm ngọt mà không nạp calo. Tuy nhiên, mối lo ngại lớn nhất là liệu vị ngọt nhân tạo có "đánh lừa" bộ não và kích hoạt tuyến tụy tiết insulin, làm gián đoạn trạng thái nhịn ăn hay không.

Câu trả lời ngắn gọn dựa trên y học thực chứng: Ở người, việc nếm hoặc uống chất tạo ngọt nhân tạo đơn thuần không đủ để kích hoạt phản ứng tiết insulin pha đầu của tuyến tụy. Dù vậy, những hợp chất này vẫn tác động lên thụ thể vị giác đường ruột và có thể ảnh hưởng đến chuyển hóa khi kết hợp cùng thức ăn chứa năng lượng.

Cơ chế phản ứng pha đầu và thụ thể vị giác

Phản ứng tiết insulin pha đầu (Cephalic Phase Insulin Release - CPIR) là hiện tượng sinh lý bình thường, xảy ra trong khoảng 10 phút đầu tiên khi tiếp xúc với thức ăn qua đường miệng, trước cả khi chất dinh dưỡng được hấp thu vào máu [1], [2]. Quá trình này được khởi phát thông qua các kích thích giác quan, tác động lên hệ thần kinh tự chủ để chuẩn bị cho việc xử lý đường huyết [2]. Phản ứng pha đầu này xuất hiện rõ rệt ở người và không phụ thuộc vào tiền sử gia đình mắc đái tháo đường típ 2 [2].

Về mặt thụ thể, cảm giác ngọt và umami được dẫn truyền qua họ thụ thể bắt cặp protein G gồm T1R1, T1R2 và T1R3 [1]. Phức hợp thụ thể T1R2/T1R3 không chỉ có ở khoang miệng mà còn phân bố tại đường tiêu hóa, ruột kết, mô mỡ, não và tuyến tụy [1]. Các chất tạo ngọt nhân tạo có khả năng kích hoạt thụ thể T1R2/T1R3, từ đó thúc đẩy một số hiệu ứng sinh học như kích thích tiết incretin hay tăng hấp thu glucose ở ruột [1].

Mỗi chất tạo ngọt sở hữu cấu trúc hóa học và cách gắn kết riêng biệt [1], [3]. Ví dụ, saccharin và cyclamate đều là chất chủ vận của thụ thể T1R2 và T1R3 nhưng bám vào các vị trí khác nhau [1]. Đồng thời, saccharin còn kích hoạt thụ thể vị đắng T2R31 và T2R43, trong khi cyclamate đóng vai trò đối vận cạnh tranh ức chế hai thụ thể đắng này [1]. Trái lại, sucralose và aspartame không để lại hậu vị đắng [1].

Nghiên cứu trên người: Vị ngọt đơn thuần không kích thích insulin

Nhiều thử nghiệm lâm sàng đã kiểm tra giả thuyết: Liệu nếm vị ngọt không calo có gây tăng insulin máu hay không?

Năm 1995, một nghiên cứu kiểm tra phản ứng CPIR trên nam giới có cân nặng bình thường thông qua phương pháp nếm rồi nhổ (sip and spit) với 4 dung dịch: nước lọc, aspartame, saccharin và sucrose, so sánh với bữa ăn giả định (nhai rồi nhổ bánh táo) [4]. Trong thử nghiệm 1 (15 người, nếm 1 phút) và thử nghiệm 2 (16 người, nếm 3 phút), mẫu máu tĩnh mạch được lấy liên tục [4]. Kết quả cho thấy cả dung dịch đường dinh dưỡng và chất tạo ngọt nhân tạo đều không làm tăng insulin huyết tương [4]. Trái lại, việc nhai bánh táo gây tăng insulin rõ rệt ở cả hai mốc thời gian, chứng minh rằng dung dịch ngọt đơn thuần không đủ kích thích phản ứng CPIR [4].

Năm 1997, một nghiên cứu khác tiến hành trên 12 nam giới khỏe mạnh, ngậm viên ngậm 3g không mùi chứa sucrose, aspartame-polydextrose hoặc polydextrose không ngọt trong 5 phút vào giờ ăn trưa [5]. Máu được rút liên tục và phân tích mẫu mỗi phút [5]. Kết quả ghi nhận không có phản ứng CPIR, không làm đổi nồng độ glucagon hay acid béo tự do; thậm chí glucose và insulin đều giảm nhẹ sau khi ngậm [5]. Chỉ riêng viên sucrose gây tăng glucose và insulin ở pha hấp thu sau đó (bắt đầu từ phút 17 và 19) [5].

Dữ liệu tổng hợp cho thấy kích thích ngọt không calo đơn thuần qua đường miệng không tạo ra phản ứng insulin pha đầu ở người [3]. Ngược lại, kích thích bằng thức ăn thực sự (nhai rồi nhổ thức ăn phức tạp) mới làm tăng rõ insulin và C-peptide trong 10 phút đầu mà không cần thay đổi đường huyết [6].

Tác động phức tạp khi kết hợp cùng thức ăn chứa đường

Dù không tự kích hoạt insulin khi dùng riêng lẻ, chất tạo ngọt nhân tạo lại thể hiện hoạt tính sinh học khi đi kèm carbohydrate [3].

Năm 2009, một nghiên cứu thực hiện trên 22 tình nguyện viên trẻ tuổi khỏe mạnh (độ tuổi trung bình 18,5) đã đánh giá tác động của nước ngọt ăn kiêng chứa acesulfame kali và sucralose [7]. Người tham gia uống 240 ml nước ngọt ăn kiêng hoặc nước có ga 10 phút trước khi nạp 75g glucose [7]. Kết quả: Nồng độ glucose tương đương nhau giữa hai nhóm, lượng insulin có xu hướng cao hơn sau khi dùng nước ngọt ăn kiêng nhưng chưa đạt ý nghĩa thống kê [7]. Tuy nhiên, đỉnh tiết và diện tích dưới đường cong (AUC) của GLP-1 tăng đáng kể ở nhóm dùng nước ngọt ăn kiêng (AUC đạt 24,0 +- 15,2 pmol/l so với 16,2 +- 9,0 pmol/l ở nhóm nước có ga; P = 0,003) [7].

GLP-1 là một hormone incretin tiết ra từ tế bào L ở niêm mạc ruột, nơi cũng biểu hiện thụ thể T1R [7]. Sự kết hợp này gợi ý rằng chất tạo ngọt có thể hiệp đồng với glucose làm tăng tiết GLP-1 thông qua thụ thể vị giác đường ruột [7]. Tuy vậy, trong một thử nghiệm truyền sucralose trực tiếp vào tá tràng cùng glucose, sucralose lại không gây ảnh hưởng lên GLP-1 hay tốc độ hấp thu đường [3]. Sự khác biệt này có thể đến từ liều lượng, loại chất tạo ngọt đơn lẻ hay phối hợp, hoặc đường dùng (uống qua miệng kích hoạt đường dẫn truyền vị giác so với truyền trực tiếp vào ruột) [3].

Góc nhìn từ nghiên cứu động vật và giới hạn áp dụng

Những lo ngại về việc chất tạo ngọt "kích hoạt insulin cực mạnh" phần lớn bắt nguồn từ các nghiên cứu liều cao trên động vật. Điển hình năm 1987, nghiên cứu trên chuột Wistar đực cho thấy tiêm tĩnh mạch acesulfame K liều 150 mg/kg làm tăng insulin từ 27,3 lên 58,6 microU/ml sau 5 phút mà không đổi đường huyết [8]. Khi truyền tĩnh mạch liên tục 20 mg/kg/phút trong một giờ, nồng độ insulin duy trì ở mức cao (85-100 microU/ml) và đường huyết giảm từ 103 xuống 72 mg/dl [8].

Cần lưu ý rằng đây là thử nghiệm tiêm truyền trực tiếp vào mạch máu chuột với liều lượng rất cao [8]. Kết quả này hoàn toàn khác biệt với cơ chế uống qua đường miệng thông thường ở người và không phản ánh thực tế tiêu dùng [3].

Ai nên thận trọng khi dùng nước ngọt ăn kiêng?

Dù không kích thích tiết insulin trong trạng thái nhịn, nước ngọt ăn kiêng không phải là lựa chọn hoàn toàn vô hại cho mọi đối tượng.

Người mắc hội chứng ruột kích thích hoặc hệ tiêu hóa nhạy cảm nên cẩn trọng, do chất tạo ngọt có thể tác động lên các thụ thể T1R phân bố dọc theo ruột kết và đường tiêu hóa [1]. Những người đang kiểm soát đường huyết nghiêm ngặt hoặc mắc bệnh đái tháo đường cần lưu ý khi dùng nước ngọt ăn kiêng cùng bữa ăn chứa tinh bột, vì chất tạo ngọt có thể làm tăng phản ứng tiết GLP-1 đường ruột khi có mặt glucose [3], [7]. Bệnh nhân có bệnh lý nền cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để xây dựng chế độ dinh dưỡng phù hợp, không tự ý lạm dụng chất tạo ngọt để thay thế nước uống hàng ngày.

Ứng dụng thực tế trong khung giờ nhịn

Để việc nhịn ăn gián đoạn đạt hiệu quả mà không gây ảnh hưởng xấu tới chuyển hóa, người thực hiện nên áp dụng các nguyên tắc sau:

  • Dùng độc lập trong giờ nhịn: Nếu quá thèm vị ngọt trong giờ nhịn, một lượng nhỏ nước ngọt ăn kiêng không làm tăng nồng độ insulin máu tức thì [3], [4], [5]. Tuy nhiên, nước lọc, trà không đường hoặc cà phê đen vẫn là ưu tiên hàng đầu.
  • Tránh dùng chung với bữa ăn xả nhịn: Do chất tạo ngọt nhân tạo có thể hiệp đồng với carbohydrate làm tăng phản ứng hormone đường ruột GLP-1 [7], bạn nên hạn chế uống nước ngọt ăn kiêng ngay trước hoặc trong bữa ăn có nhiều tinh bột và đường [3], [7].
  • Kiểm soát lượng dùng: Tránh lạm dụng thường xuyên với số lượng lớn để vị giác không bị lệ thuộc vào cảm giác ngọt đậm, gây khó khăn cho việc duy trì thói quen ăn uống lành mạnh lâu dài.

Nhìn chung, nước ngọt ăn kiêng trong giờ nhịn không kích hoạt phản ứng tiết insulin pha đầu của tuyến tụy như nhiều lời đồn thổi. Tuy nhiên, chúng vẫn có hoạt tính sinh học nhất định trên hệ tiêu hóa khi kết hợp cùng thức ăn nạp năng lượng. Lựa chọn an toàn và tối ưu nhất cho sức khỏe chuyển hóa vẫn là ưu tiên nước lọc tự nhiên trong suốt thời gian nhịn ăn.