Sắt heme trong thịt đỏ: Lợi ích và rủi ro tích tụ ít người biết

Nhiều người coi thịt đỏ như bò, heo, cừu là nguồn bồi bổ không thể thiếu khi cơ thể mệt mỏi hoặc xanh xao. Thói quen tăng cường thịt đỏ để ngừa thiếu máu rất phổ biến, nhưng liệu nạp càng nhiều dạng sắt này thì cơ thể có càng khỏe mạnh?

Thực tế, sắt heme trong thịt đỏ có tỷ lệ hấp thu vượt trội, hỗ trợ rất tốt cho quá trình tạo máu. Dù vậy, hấp thu quá nhiều sắt heme lại tích lũy nguy cơ tiềm ẩn: thúc đẩy stress oxy hóa, gây tổn hại màng tế bào và làm tăng nguy cơ mắc nhiều bệnh mạn tính.

Sắt heme khác gì sắt từ thực vật?

Sắt trong chế độ ăn uống tồn tại ở hai dạng chính: sắt heme và sắt non-heme ^[1]. Sắt heme là dạng sắt liên kết bên trong cấu trúc hemoglobin và myoglobin của động vật, có nhiều trong các loại thịt đỏ, gia cầm và cá ^[2], ^[1]. Trong khi đó, sắt non-heme hiện diện chủ yếu ở thực vật như rau xanh, các loại đậu và ngũ cốc ^[2], ^[1].

Điểm khác biệt quan trọng nằm ở hiệu suất hấp thu tại đường tiêu hóa. Mặc dù sắt heme chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ hơn trong tổng lượng sắt tiêu thụ hàng ngày, cơ thể con người lại hấp thu dạng này cực kỳ hiệu quả ^[2], ^[1]. Nhờ tỷ lệ hấp thu vượt trội so với sắt non-heme, lượng sắt heme có thể đóng góp tới 40% hoặc nhiều hơn vào tổng lượng sắt thực tế mà cơ thể hấp thu được ^[2]. Sắt non-heme không được hấp thu tốt bằng sắt heme, nhưng bù lại, nhóm thực phẩm thực vật lại giàu chất chống oxy hóa ^[1].

Vì sao hấp thu sắt heme cao vừa lợi vừa hại?

Heme đóng vai trò cốt lõi trong quá trình chuyển hóa sắt và nhiều hoạt động sống thiết yếu của tế bào ^[3]. Nhóm này tham gia cấu tạo các protein chức năng gọi là hemoprotein, gánh vác các nhiệm vụ như vận chuyển oxy, lưu trữ oxy, chuyển hóa thuốc, xử lý ARN và duy trì nhịp sinh học ^[3], ^[4]. Hemoglobin mang oxy đi khắp cơ thể, còn myoglobin đảm nhiệm dự trữ oxy ở mô cơ ^[5]. Khi thiếu máu, lượng sắt heme dồi dào từ thịt đỏ nhanh chóng phục hồi kho dự trữ sắt cho cơ thể.

Tuy nhiên, tính hai mặt của sắt heme bắt nguồn từ đặc tính hóa học của sắt tự do. Nhóm heme tự do dư thừa sẽ thúc đẩy quá trình peroxy hóa lipid và làm gia tăng nồng độ stress oxy hóa qua việc tạo ra các gốc oxy hóa phản ứng (ROS) ^[3]. Lượng ROS dư thừa này tấn công màng lipid, phá hủy cấu trúc protein và ADN, dẫn đến nguy cơ chết tế bào theo chương trình ^[3], ^[4].

Bên cạnh đó, khi sắt thoát ra khỏi cấu trúc heme, sắt hóa trị hai hoạt động có thể phản ứng với hydro peroxit (H2O2) qua phản ứng Fenton ^[5]. Phản ứng này tạo ra gốc hydroxyl – dạng gốc tự do gây hại mạnh nhất trong các nhóm ROS, kích hoạt các con đường viêm và làm hỏng kênh màng tế bào ^[5]. Sắt cũng có thể xúc tác biến đổi hydro peroxit thành các gốc tự do tấn công màng tế bào và ADN ^[1].

Các bằng chứng khoa học ghi nhận điều gì?

Mối liên hệ giữa việc tiêu thụ sắt heme, tích tụ sắt và các rối loạn bệnh lý đã được ghi nhận qua nhiều công trình nghiên cứu trên người lẫn mô hình động vật:

Năm 2013, một nghiên cứu tại Địa Trung Hải khảo sát trên nhóm dân số đại diện để đánh giá mối quan hệ giữa chế độ ăn, dấu ấn sinh học của sắt và stress oxy hóa ^[1]. Kết quả cho thấy lượng sắt non-heme từ rau củ làm giảm tổn thương oxy hóa (đo bằng chỉ số TBARS), trong khi sắt heme từ thịt và cá lại liên quan nghịch chiều, tức làm tăng tổn thương do oxy hóa ^[1]. Các nhà nghiên cứu ghi nhận mối liên hệ chặt chẽ giữa lượng sắt heme nạp vào với nguy cơ tử vong do bệnh tim mạch, ung thư phổi, ung thư đường tiêu hóa trên và tỷ lệ tử vong chung ^[1]. Giới hạn của nghiên cứu là thiết kế quan sát mặt cắt, chỉ phản ánh mối tương quan thay vì quan hệ nhân quả tuyệt đối.

Năm 2019, một nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu về tiêu thụ thịt, cá và nguy cơ lạc nội mạc tử cung đã theo dõi sát vai trò của sắt heme ^[2]. Khi đưa biến số sắt heme vào mô hình phân tích đa biến, ước tính ảnh hưởng bị suy giảm, gợi ý rằng bản thân sắt heme liên quan đến việc gia tăng nguy cơ mắc lạc nội mạc tử cung ^[2]. Thịt đỏ là nguồn đóng góp sắt heme lớn nhất trong đoàn hệ này ^[2]. Sự tích tụ sắt và heme không được chelat hóa tại khoang phúc mạc sẽ hình thành các gốc oxy hóa phản ứng có hại ^[2]. Đồng thời, mối liên quan với thịt đỏ chưa chế biến và chế biến sẵn biểu hiện rõ nhất ở những phụ nữ không ghi nhận vô sinh, gợi ý tác động có thể liên quan tới mức độ triệu chứng đau ^[2]. Dù vậy, nghiên cứu này gặp khó khăn trong việc tách rời hoàn toàn tác động của sắt heme ra khỏi các thành phần dinh dưỡng khác trong thịt đỏ ^[2].

Năm 2022, nghiên cứu trên chuột C3H/HeN 60 ngày tuổi xem xét tác động lâu dài của khẩu phần mẹ giàu sắt heme lên đời con ^[6]. Kết quả cho thấy chế độ ăn giàu sắt heme ở chuột mẹ kích thích stress oxy hóa cấp tính trong ruột, làm biến đổi hệ vi sinh vật và tạo thành các aldehyde phản ứng ^[6]. Đáng chú ý, ở đời con đực, các dấu ấn stress oxy hóa tăng cao đi kèm với tăng lipocalin-2 trong phân, tăng tính thấm biểu mô ruột và tăng biểu hiện yếu tố hoại tử u TNF-alpha ^[6]. Lũ chuột đực còn bị rối loạn dung nạp glucose do suy giảm bài tiết insulin sau nghiệm pháp dung nạp ^[6]. Giới hạn là nghiên cứu thực hiện trên mô hình chuột, các phản ứng có tính phân hóa theo giới tính và cần thêm thử nghiệm lâm sàng trên người để kiểm chứng.

Năm 2017, nghiên cứu thực nghiệm trên tế bào thần kinh hồi hải mã của chuột làm rõ cơ chế stress tâm lý gây tích tụ heme ở não ^[3]. Khi chịu stress, hormone glucocorticoid tiết ra nhiều sẽ làm tăng biểu hiện protein vận chuyển heme 1 (HCP1) thông qua yếu tố phiên mã KLF4, từ đó thúc đẩy tế bào thần kinh hấp thu nhiều heme hơn ^[3]. Lượng heme tích tụ này có độc tính thần kinh cao hơn cả lượng sắt giải phóng từ quá trình phân hủy heme, làm tăng nguy cơ tổn thương thoái hóa thần kinh như bệnh Parkinson hay Alzheimer ^[3]. Đây là nghiên cứu cơ chế tiền lâm sàng nên cần cẩn trọng khi suy rộng ra bệnh lý thực tế ở người.

Năm 2007, một công trình tổng quan phân tích sâu về tổn thương mạch máu do sắt tự do cho thấy heme là nguồn sắt hoạt động oxy hóa khử dồi dào, gây nguy hiểm khi thoát ra khỏi vị trí sinh lý bình thường ^[7]. Heme làm tăng mạnh khả năng tiêu diệt tế bào nội mô do bạch cầu làm trung gian và thúc đẩy chuyển hóa lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) thành các sản phẩm oxy hóa độc hại ^[7]. Để tự vệ, tế bào nội mô phải tăng cường sản xuất heme oxygenase-1 và ferritin để cô lập sắt; sự thiếu hụt khả năng thích nghi trong môi trường giàu sắt đã dẫn đến tổn thương nội mô lan rộng ở người ^[7].

Năm 2021, nghiên cứu tổng quan về rối loạn máu cũng chỉ ra rằng sự suy giảm chuyển hóa heme tạo ra nồng độ heme tự do tăng cao ngoài tế bào, kéo theo việc sản sinh ồ ạt các gốc ROS ^[4]. Khi vượt quá năng lực phòng vệ chống oxy hóa, tổn thương mô tích tụ dần và liên quan mật thiết đến các bệnh mạn tính như đái tháo đường, tim mạch, ung thư và hội chứng chuyển hóa ^[4], ^[5].

Cân bằng nội môi: Cơ chế tự vệ của cơ thể

Bình thường, cơ thể người có những cơ chế bảo vệ nghiêm ngặt để kiểm soát lượng sắt và heme tự do. Dưới điều kiện sinh lý bình thường, heme tự do hiếm khi được phát hiện ở mức đáng kể trong mô ^[3]. Khi tế bào hồng cầu già cỗi bị đại thực bào phá hủy, hemoglobin được phân giải và các hemoprotein sẽ giữ nhiệm vụ bảo vệ cơ thể khỏi độc tính của heme tự do ^[4].

Cân bằng nội môi sắt trong và ngoài tế bào là yếu tố then chốt chống lại stress oxy hóa, được điều hòa bởi cơ chế IRP/IRE cùng hepcidin – một loại peptide kiểm soát sự hấp thu sắt từ ruột và giải phóng sắt heme từ đại thực bào ^[8]. Khi sắt đi vào máu, ion sắt sẽ tuần hoàn dưới dạng gắn với transferrin và tích tụ an toàn bên trong tế bào dưới dạng ferritin ^[1].

Tuy nhiên, hệ thống phòng thủ này có thể bị quá tải. Đột biến gen hepcidin hoặc các gen điều hòa hepcidin sẽ dẫn đến tích tụ sắt độc hại, làm trầm trọng thêm stress oxy hóa ^[8]. Đáng chú ý, tình trạng stress oxy hóa do tiêu thụ rượu bia có thể ức chế biểu hiện của hepcidin, làm tăng hấp thu sắt và dẫn đến tích tụ sắt quá mức gây tổn hại oxy hóa tại gan ^[8]. Khi các protein vận chuyển như hemopexin bị suy giảm nồng độ, nguy cơ tổn thương mô do heme không được dọn dẹp sẽ tăng vọt ^[2].

Những hiểu lầm thường gặp

Nhiều người nghĩ rằng thịt đỏ là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, ăn càng nhiều càng bổ máu và khỏe mạnh. Quan niệm này bỏ qua thực tế rằng sắt heme dư thừa gắn liền với chế độ ăn kích thích tiền oxy hóa (pro-oxidant), tạo thêm gánh nặng cho hệ tim mạch và các cơ quan nội tạng ^[1].

Một hiểu lầm khác là sắt từ thực vật không có giá trị bằng sắt động vật vì khó hấp thu hơn. Đúng là sắt non-heme có tỷ lệ hấp thu thấp hơn, nhưng các loại rau lá xanh và đậu lại mang theo hàm lượng chất chống oxy hóa tự nhiên và vitamin phong phú ^[1]. Nhờ đó, việc bổ sung sắt non-heme lại liên quan tới việc giảm thiểu tổn thương do peroxy hóa lipid thay vì kích thích gốc tự do như sắt heme ^[1].

Ai nên thận trọng khi dùng nhiều thịt đỏ?

Dựa trên các nghiên cứu khoa học, một số đối tượng cần đặc biệt lưu tâm đến lượng thịt đỏ tiêu thụ:

• Người có nguy cơ hoặc đang điều trị bệnh lý chuyển hóa và đái tháo đường: Tình trạng stress oxy hóa đường ruột do sắt heme có thể liên quan tới tổn thương hàng rào ruột và suy giảm bài tiết insulin gây rối loạn dung nạp glucose ^[6], ^[4].
• Phụ nữ mắc bệnh lạc nội mạc tử cung hoặc gặp triệu chứng đau liên quan: Mức hấp thu sắt heme cao liên quan mật thiết đến nguy cơ và phản ứng viêm của bệnh ^[2].
• Người có nguy cơ mắc bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch: Heme thúc đẩy oxy hóa các hạt mỡ LDL và gây hại trực tiếp lên lớp tế bào nội mô mạch máu ^[1], ^[7].
• Người thường xuyên uống rượu bia: Đồ uống có cồn làm ức chế hepcidin, khiến cơ thể hấp thu sắt ανε kiểm soát và dẫn đến tổn thương gan do tích tụ sắt ^[8].
• Người lớn tuổi hoặc người có nguy cơ thoái hóa thần kinh: Môi trường dư thừa sắt và heme tự do liên quan tới sự suy thoái tế bào não ^[3], ^[5].

Gợi ý áp dụng thực tế và chế độ ăn cân bằng

Để tận dụng ưu điểm của sắt heme trong việc phòng ngừa thiếu máu mà không gây tích tụ stress oxy hóa, người tiêu dùng nên áp dụng chế độ ăn đa dạng:

• Cân đối nguồn sắt: Không nên dựa hoàn toàn vào thịt đỏ để bổ sung sắt. Hãy kết hợp cân bằng giữa thịt nạc với các nguồn sắt non-heme dồi dào từ đậu, đỗ, rau bina và ngũ cốc ^[1].
• Tăng cường chất chống oxy hóa: Ăn kèm nhiều rau xanh đậm, củ quả tươi giàu vitamin trong các bữa ăn có thịt để làm giảm bớt tác động tiền oxy hóa của sắt lên mô ruột ^[1].
• Hạn chế rượu bia trong bữa ăn giàu thịt đỏ: Việc tránh dùng cồn giúp giữ vững cơ chế điều hòa của hormone hepcidin, ngăn chặn tình trạng ruột hấp thu quá mức sắt vào gan ^[8].
• Tham khảo ý kiến chuyên gia: Nếu bạn có tiền sử thiếu máu hoặc mắc các bệnh nền mạn tính, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để xét nghiệm nồng độ ferritin trước khi tự ý bồi bổ thịt đỏ dài ngày.

Thịt đỏ chứa nguồn sắt heme hấp thu nhanh giúp giải quyết hiệu quả tình trạng thiếu máu, song việc lạm dụng có thể kích hoạt stress oxy hóa âm thầm làm tổn hại tế bào. Hiểu đúng bản chất của sắt heme giúp bạn biết cách điều chỉnh khẩu phần thịt đỏ ở mức vừa phải, đa dạng hóa dinh dưỡng thực vật để bảo vệ sức khỏe bền vững.