Giữa trưa nắng nóng, nhiều người có thói quen chọn một lon nước ngọt dán nhãn "không đường" hoặc "zero calo" vì tin rằng sản phẩm này hoàn toàn vô hại cho cân nặng cũng như đường huyết. Tuy nhiên, không ít người thắc mắc liệu vị ngọt sắc từ các chất phụ gia này khi đi vào cơ thể có thực sự "vô hình" trước hệ chuyển hóa hay không.
Câu trả lời ngắn gọn từ các dữ liệu khoa học hiện có là chất tạo ngọt nhân tạo vẫn có thể làm tăng mức glucose máu và gây rối loạn dung nạp đường ở một số người [1]. Tác động này không đến từ lượng calo của chất tạo ngọt, mà diễn ra gián tiếp thông qua việc làm biến đổi hệ vi sinh vật đường ruột [1]. Lưu ý rằng trong các tài liệu nghiên cứu được tổng hợp dưới đây, các nhà khoa học tập trung làm rõ cơ chế biến đổi hệ vi sinh đường ruột, trong khi cơ chế bài tiết hormone GLP-1 chưa được đề cập cụ thể.
Đường nhân tạo đi vào ruột và tác động lên vi khuẩn ra sao?
Các chất tạo ngọt nhân tạo như sucralose hay aspartame vốn được ưa chuộng nhờ giá thành rẻ, dễ tìm và tạo vị ngọt đậm mà không cung cấp năng lượng [1]. Trong đó, sucralose có hương vị rất giống đường tự nhiên và không để lại hậu vị đắng như nhiều chất tạo ngọt khác [2]. Hầu hết các chất tạo ngọt nhân tạo không bị biến đổi hóa học trong đường tiêu hóa của con người, do đó chúng đi thẳng xuống ruột và tiếp xúc trực tiếp với hệ vi sinh vật tại đây [2].
Ngoại lệ đáng chú ý là aspartame [2]. Chất này bị các enzyme esterase và peptidase ở ruột phân giải thành các axit amin và methanol trước khi kịp đến đại tràng [2]. Về mặt lý thuyết, các sản phẩm phân giải này của aspartame không gây ảnh hưởng lớn đến vi khuẩn đường ruột, nên cơ chế chính xác vì sao aspartame vẫn gây loạn khuẩn ruột (dysbiosis) đến nay vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng [2].
Khi tiếp xúc với vi khuẩn, chất tạo ngọt nhân tạo có thể gây ra những biến đổi sâu sắc về thành phần và chức năng của hệ vi sinh [2]. Hệ vi sinh vật đường ruột vốn đóng vai trò then chốt trong việc lên men các thành phần thức ăn khó tiêu hóa, đồng thời liên kết chặt chẽ với quá trình trao đổi chất, cân bằng năng lượng và hệ miễn dịch của cơ thể [3]. Khi quần thể vi khuẩn này bị xáo trộn, khả năng kiểm soát đường huyết của vật chủ cũng bị suy giảm theo [4].
Bằng chứng từ các nghiên cứu trên động vật và vi khuẩn
Nhiều nghiên cứu trên mô hình động vật đã chỉ ra mối liên hệ trực tiếp giữa việc tiêu thụ chất tạo ngọt, sự thay đổi vi khuẩn đường ruột và tình trạng rối loạn đường huyết [1]. Một nghiên cứu công bố năm 2017 đã khảo sát tác động của acesulfame-potassium (Ace-K) — chất tạo ngọt được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) phê duyệt — trên chuột CD-1 trong thời gian 4 tuần [4]. Bằng phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA và phân tích chuyển hóa phân, nhóm nghiên cứu phát hiện Ace-K làm xáo trộn hệ vi sinh đường ruột và làm tăng các gen vi khuẩn liên quan đến chuyển hóa năng lượng [4]. Đáng chú ý, tác động này phụ thuộc rõ rệt vào giới tính: Ace-K làm tăng cân ở chuột đực nhưng không gây tăng cân ở chuột cái [4].
Các chất tạo ngọt khác cũng cho thấy kết quả tương tự trên động vật [2]. Khi chuột tiếp xúc với Splenda (chất tạo ngọt chứa 1% sucralose), chúng bị tăng cân kèm theo biến đổi lớn trong cấu trúc vi sinh đường ruột [2]. Một nghiên cứu khác ghi nhận việc cho chuột tiếp xúc với aspartame liên tục trong 8 tuần làm tăng mức đường huyết lúc đói và gây kháng insulin [1]. Quá trình này đi kèm sự gia tăng số lượng vi khuẩn nhóm Enterobacteriaceae và Clostridium leptum trong ruột chuột [1]. Để kiểm chứng vai trò của vi khuẩn, các nhà khoa học đã dùng thuốc kháng sinh (ciprofloxacin, metronidazole và vancomycin) tác động lên hệ vi khuẩn chí ở chuột dùng chất tạo ngọt, kết quả là các triệu chứng bệnh chuyển hóa bị triệt tiêu [1].
Ngay cả cỏ ngọt (stevia) cũng được đưa vào thử nghiệm [5]. Một nghiên cứu năm 2020 đã chia chuột thành 4 nhóm ăn chế độ: ít béo, giàu béo (60% calo từ chất béo), giàu béo kèm saccharin và giàu béo kèm stevia trong 10 tuần [5]. Kết quả cho thấy chuột ăn giàu béo bị rối loạn dung nạp glucose và tăng cân nhiều hơn nhóm ăn ít béo [5]. Việc bổ sung stevia không làm thay đổi cân nặng hay tình trạng rối loạn dung nạp glucose, đồng thời cũng không cứu vãn được những biến đổi bất lợi do chế độ ăn giàu béo gây ra [5]. Khi dùng chung với chế độ ăn giàu béo, stevia tạo ra những thay đổi trên hệ vi sinh đường ruột tương tự như saccharin, với sự khác biệt tập trung ở nhóm vi khuẩn Lactococcus và Akkermansia ở chuột cái, và Lactococcus ở chuột đực [5].
Ở cấp độ tế bào vi khuẩn, một nghiên cứu năm 2022 đã thử nghiệm 4 chất tạo ngọt (saccharin, sucralose, aspartame và acesulfame potassium) trên các chủng vi khuẩn Gram âm (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae) và Gram dương (Bacillus subtilis) [6]. Cả 4 chất đều thể hiện hoạt tính kháng khuẩn thông qua việc làm tăng các gốc oxy phản ứng (ROS) và gây tổn thương màng tế bào vi khuẩn [6]. So với đường sucrose và glucose tự nhiên, chất tạo ngọt nhân tạo kích thích bơm đẩy thuốc của vi khuẩn và thúc đẩy vi khuẩn tiến hóa theo hướng dung nạp kháng sinh [6].
Nghiên cứu trên người nói gì về nguy cơ tăng đường huyết?
Trên cơ thể người, tác động của chất tạo ngọt nhân tạo phức tạp và có sự phân hóa rõ rệt giữa từng cá nhân [3]. Một số dữ liệu ghi nhận những người tiêu thụ aspartame có mức đường huyết lúc đói cao hơn và độ nhạy insulin bị suy giảm, đi kèm tình trạng loạn khuẩn đường ruột [2]. Chất tạo ngọt làm tăng tỷ lệ vi khuẩn Bacteroides so với Clostridiales (tăng Bacteroides, giảm Clostridiales), những nhóm vi khuẩn vốn có liên hệ với sự phát triển bệnh đái tháo đường týp 2 ở người [2]. Một nghiên cứu cắt ngang ở những người béo phì bệnh lý cũng cho thấy chất tạo ngọt nhân tạo làm tăng tình trạng loạn khuẩn ruột và làm tăng tỷ lệ vi khuẩn Firmicutes so với Bacteroidetes [3].
Tuy nhiên, không phải nghiên cứu nào trên người cũng cho thấy sự thay đổi về số lượng vi khuẩn [1]. Trong một nghiên cứu theo dõi chế độ ăn trong 4 ngày ở người, các nhà khoa học đánh giá mối liên hệ giữa việc dùng aspartame và acesulfame potassium với hệ vi sinh [1]. Kết quả không tìm thấy sự khác biệt về độ phong phú hay cấu trúc gen của vi khuẩn giữa người dùng và người không dùng chất tạo ngọt, nhưng lại có sự khác biệt đáng kể về mức độ đa dạng vi sinh vật [1]. Một nghiên cứu cắt ngang khác cũng xác nhận không có mối liên hệ giữa việc tiêu thụ aspartame hoặc acesulfame-K với hồ sơ số lượng vi khuẩn hay chức năng gen dự đoán, dù độ đa dạng vi khuẩn giữa hai nhóm có khác nhau [3].
Điểm mấu chốt giải thích vì sao có người tăng đường huyết, có người lại không nằm ở tính "nhạy cảm cá nhân" [3]. Trong một thử nghiệm can thiệp ngắn hạn, các nhà khoa học cho những người tham gia bổ sung saccharin với liều 5 mg/kg/ngày trong 1 tuần [3]. Kết quả chia làm hai nhóm rõ rệt: nhóm "có đáp ứng" (gồm 4 người) xuất hiện tình trạng tăng phản ứng đường huyết sau khi uống dung dịch glucose, đi kèm biến đổi hệ vi sinh đường ruột; trong khi nhóm "không đáp ứng" (gồm 3 người) không gặp hiện tượng này [3].
Khi lấy phân của nhóm "có đáp ứng" cấy ghép sang chuột, những con chuột này cũng bị tái hiện tình trạng phản ứng đường huyết kém tương tự [3]. Đáng chú ý, cấu trúc hệ vi sinh đường ruột của nhóm "có đáp ứng" và "không đáp ứng" vốn đã khác biệt nhau ngay từ trước khi dùng saccharin [3]. Điều này gợi ý rằng mỗi con người có phản ứng riêng biệt với chất tạo ngọt nhân tạo, và hệ vi sinh đường ruột sẵn có có thể là yếu tố dự báo ai sẽ dễ bị rối loạn đường huyết khi dùng các chất này [3].
Lợi ích và giới hạn của các bằng chứng hiện tại
Nhìn nhận một cách khách quan, các bằng chứng khoa học về chất tạo ngọt nhân tạo hiện vẫn chưa hoàn toàn đồng nhất, với cả kết quả có lợi lẫn bất lợi được báo cáo [4]. Một số nghiên cứu dịch tễ học và tài liệu y khoa vẫn ghi nhận vai trò hỗ trợ của chất tạo ngọt nhân tạo trong việc giảm lượng calo nạp vào, hỗ trợ kiểm soát cân nặng và mang lại lợi ích nhất định cho người bị rối loạn dung nạp glucose hoặc đái tháo đường týp 2 [1]. Ngoài ra, nhóm đường rượu (sugar alcohols / polyols) như erythritol, xylitol, sorbitol và maltitol có khả năng lên men bởi vi khuẩn và có thể thể hiện đặc tính tương tự như chất xơ hòa tan (prebiotics) [7].
Mặt khác, các nghiên cứu cảnh báo tác hại cũng tồn tại những giới hạn nhất định cần được xem xét thấu đáo [7]. Trong thử nghiệm dùng saccharin 1 tuần trên người nêu trên, quy mô mẫu rất nhỏ (chỉ có 4 người đáp ứng và 3 người không đáp ứng) và thiết kế nghiên cứu không có nhóm dùng giả dược (placebo) đối chứng, đòi hỏi phải có thêm các nghiên cứu lặp lại để kiểm chứng [3]. Bên cạnh đó, do sự khác biệt về loài động vật thí nghiệm và mô hình nghiên cứu, các nhà khoa học vẫn chưa thể đưa ra một kết luận tuyệt đối đồng nhất [7]. Mức độ an toàn lâu dài của việc tiêu thụ chất tạo ngọt nhân tạo mãn tính đối với sức khỏe tim mạch và chuyển hóa vẫn đang tiếp tục được làm rõ qua các thử nghiệm trong ống nghiệm, trên động vật và lâm sàng [8].
Những hiểu lầm thường gặp về đồ uống "không đường"
Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng thức uống "không calo" thì hoàn toàn trơ về mặt sinh học và không thể tác động đến đường huyết. Thực tế, dù không cung cấp năng lượng trực tiếp, các hợp chất như saccharin, sucralose hay aspartame vẫn tương tác trực tiếp với hàng tỷ vi khuẩn trong lòng ruột, từ đó có khả năng làm rối loạn khả năng dung nạp glucose của cơ thể [2].
Hiểu lầm thứ hai là tin rằng chuyển sang dùng các chất tạo ngọt có nguồn gốc tự nhiên như cỏ ngọt (stevia) thì có thể thoải mái ăn uống nhiều chất béo mà không lo tăng đường huyết. Kết quả thực nghiệm trên chuột cho thấy nếu duy trì chế độ ăn giàu chất béo (chiếm 60% tổng năng lượng), việc bổ sung stevia hoàn toàn không thể ngăn chặn hay đảo ngược tình trạng rối loạn dung nạp glucose cũng như sự biến đổi hệ vi sinh đường ruột do mỡ gây ra [5].
Hiểu lầm thứ ba là đánh đồng phản ứng của tất cả mọi người trước chất tạo ngọt nhân tạo. Như nghiên cứu về saccharin đã chỉ ra, do nền tảng hệ vi sinh vật đường ruột của mỗi cá nhân là khác nhau ngay từ đầu, có người sẽ bị tăng vọt đường huyết chỉ sau 1 tuần sử dụng, nhưng cũng có người không hề bị ảnh hưởng [3].
Ai nên thận trọng khi sử dụng chất tạo ngọt nhân tạo?
Dựa trên các dữ liệu nghiên cứu, những người đang mắc bệnh đái tháo đường týp 2, người bị suy giảm khả năng dung nạp glucose hoặc kháng insulin cần đặc biệt thận trọng [1]. Dù mục đích ban đầu khi tìm đến chất tạo ngọt nhân tạo là để quản lý bệnh đái tháo đường và béo phì, một số chất lại có nguy cơ gây viêm hệ thống, rối loạn chức năng nội mô và làm trầm trọng thêm chính các tình trạng rối loạn chuyển hóa này [8].
Người thừa cân, béo phì hoặc đang có nguy cơ mắc bệnh lý tim mạch cũng là nhóm cần lưu ý [8]. Việc tiêu thụ các phụ gia tạo ngọt có thể làm thay đổi tỷ lệ các nhóm vi khuẩn đường ruột theo hướng bất lợi cho quá trình kiểm soát cân nặng và chuyển hóa năng lượng [3]. Ngoài ra, những người đang có vấn đề về loạn khuẩn đường ruột hoặc đang cần bảo vệ hệ vi sinh khỏe mạnh cũng nên cân nhắc vì đặc tính kháng khuẩn và nguy cơ thúc đẩy vi khuẩn dung nạp kháng sinh của một số chất tạo ngọt [6]. Nếu bạn đang có bệnh nền chuyển hóa hoặc đang dùng thuốc điều trị, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi dùng các sản phẩm thay thế đường thường xuyên.
Cách áp dụng thực tế trong ăn uống hằng ngày
Trong đời sống hằng ngày, chế độ ăn uống tổng thể đóng vai trò quyết định đối với sức khỏe hệ vi sinh đường ruột và sự ổn định đường huyết [3]. Thay vì phụ thuộc vào các loại nước ngọt nhân tạo để thỏa mãn cơn thèm ngọt, việc ưu tiên uống nước lọc và duy trì chế độ ăn cân bằng, kiểm soát lượng chất béo nạp vào sẽ mang lại lợi ích bền vững hơn [5].
Khi mua thực phẩm và đồ uống đóng gói, người tiêu dùng nên tập thói quen đọc kỹ bảng thành phần để nhận diện các chất tạo ngọt nhân tạo không dinh dưỡng đã được FDA phê duyệt như aspartame, sucralose, saccharin, acesulfame K (Ace-K), cyclamate, neotame, hoặc nhóm đường rượu (polyols) như erythritol, xylitol, sorbitol, maltitol [8]. Không nên lạm dụng các sản phẩm này hằng ngày trong thời gian dài vì độ an toàn mãn tính của chúng vẫn chưa được khẳng định chắc chắn [8].
Đối với những người đang dùng sản phẩm "không đường" nhưng nhận thấy chỉ số đường huyết lúc đói vẫn cao hoặc khó kiểm soát cân nặng, hãy nghĩ đến khả năng cơ thể bạn thuộc nhóm "có đáp ứng" bất lợi với chất tạo ngọt [2]. Khi đó, việc thử ngưng sử dụng các phụ gia này và theo dõi lại chỉ số đường huyết cùng bác sĩ điều trị là bước đi thiết thực.
Tóm lại, nước ngọt "không đường" chứa chất tạo ngọt nhân tạo không phải là lựa chọn hoàn toàn vô hại cho đường huyết như nhiều người lầm tưởng [8]. Chúng có thể làm thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột và gây suy giảm dung nạp glucose ở những cơ địa nhạy cảm [3]. Hãy sử dụng có chừng mực, lắng nghe phản ứng của cơ thể và ưu tiên một chế độ dinh dưỡng tự nhiên, lành mạnh.