Nhiều người tìm đến các loại thực phẩm chức năng chiết xuất từ tảo lục (Chlorella) với niềm tin có thể thanh lọc cơ thể, tống khứ các kim loại nặng tích tụ từ thực phẩm bẩn và môi trường ô nhiễm. Phong trào "detox" bằng tảo lục lan rộng trên mạng xã hội biến loại sinh vật đơn bào này thành thần dược thải độc.

Thực tế, khả năng hút kim loại nặng của tảo lục là có thật, nhưng phần lớn các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở quy mô xử lý môi trường hoặc trong phòng thí nghiệm. Bằng chứng lâm sàng chứng minh tảo lục giúp cơ thể người đào thải độc tố kim loại còn rất khiêm tốn, quy mô nhỏ và chưa đủ cơ sở vững chắc để kết luận.

Cơ chế giữ kim loại của sinh vật đơn bào

Tảo lục (Chlorella) là vi tảo nước ngọt sở hữu cấu trúc tế bào đặc biệt có khả năng liên kết với các ion kim loại trong môi trường sống [1]. Trong tự nhiên, các vi tảo đã phát triển cơ chế duy trì cân bằng nội bào: phân biệt kim loại thiết yếu cho sự phát triển và loại bỏ hoặc cô lập những chất không cần thiết [2]. Khi gặp độc chất, tảo kích hoạt hệ thống phòng thủ chống oxy hóa và tích lũy chất độc bên trong tế bào hoặc giữ chặt chúng trên thành tế bào [3], [4].

Nhiều nghiên cứu ghi nhận các phản ứng sinh hóa của tảo lục khi đối mặt với kim loại nặng độc hại như chì và cadmi [3]. Tảo lục loài Chlorella pyrenoidosa phản ứng với độc tính của cadmi và chì bằng cách tăng cường hàm lượng glutathione khử và tăng hoạt tính của enzyme peroxidase [3]. Phân tích phiên mã tế bào cho thấy các con đường chuyển hóa "peroxisome" và "chuyển hóa lưu huỳnh" được kích hoạt mạnh mẽ cùng sự gia tăng biểu hiện của hàng loạt gene mã hóa enzyme chống oxy hóa như CpSAT, CpSBP, CpKAT2, Cp2HPCL, CpACOX, CpACOX2 và CpACOX4 [3].

Cơ chế chống chịu tương tự cũng xuất hiện ở loài Chlorella sorokiniana [4]. Khi tiếp xúc với cadmi và asen, các enzyme chống oxy hóa gồm catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) cùng các enzyme tham gia sản xuất glutamate và cysteine như glutamate dehydrogenase (GDH), O-acetylserine (thiol) lyase (OASTL) đều gia tăng biểu hiện ở cấp độ gene lẫn hoạt tính sinh học [4]. Nhờ các cơ chế này, tế bào tảo tự bảo vệ để không bị phá hủy và giữ các ion kim loại lại bên trong hoặc trên bề mặt của chúng [3], [4].

Bằng chứng mạnh mẽ trong xử lý nước thải môi trường

Phần lớn các dữ liệu khoa học về khả năng loại bỏ kim loại nặng của tảo lục thực chất đến từ lĩnh vực công nghệ sinh học môi trường và xử lý nước thải [1], [2]. Nhờ tốc độ sinh trưởng nhanh và bề mặt hấp phụ tốt, tảo lục được đánh giá là ứng viên tiềm năng để làm sạch nguồn nước nhiễm độc [1], [3].

Một thí nghiệm công bố năm 2013 thử nghiệm loài Chlorella sp. trong bình thủy tinh dung tích 10 lít chứa môi trường Blue Green 11 hòa tan muối kim loại nặng, duy trì nhiệt độ 33 độ C và cường độ ánh sáng 2200 lux liên tục sục khí trong 12 ngày [1]. Kết quả cho thấy tỷ lệ loại bỏ đồng tăng dần qua các mốc thời gian: 37% sau 4 ngày, 43% sau 8 ngày và đạt 67% sau 12 ngày [1]. Với crom, mức độ loại bỏ lần lượt là 34% (ngày 4), 43% (ngày 8) và 50% (ngày 12) [1]. Khả năng xử lý chì đạt 56% ở ngày 4, 69% ở ngày 8 và đạt 77% sau 12 ngày [1]. Đáng chú ý, lượng cadmi trong môi trường nuôi cấy giảm tới 93% sau 12 ngày thử nghiệm [1].

Một nghiên cứu khác năm 2021 khảo sát loài vi tảo lục Chlorella sorokiniana trong môi trường chứa đồng, cadmi và asen [4]. Nghiên cứu phát hiện sinh vật này có khả năng tích lũy cadmi nội bào vượt trội lên tới 11.232 mg/kg, giúp loại bỏ 65% nồng độ ban đầu của lượng cadmi trong môi trường [4]. Tuy nhiên, sự phát triển của vi tảo cũng bị ức chế đáng kể khi nồng độ kim loại quá cao, cụ thể từ 500 microM đối với đồng, 250 microM đối với cadmi, 750 microM đối với AsO3(3-) và từ 5 mM đối với AsO4(3-) trở lên [4].

Không chỉ trong phòng thí nghiệm, tiềm năng này còn được thử nghiệm thực địa [5]. Một nghiên cứu thí điểm năm 2011 tại nhà máy hóa chất chế biến da ở Ranipet (Ấn Độ) sử dụng loài Chlorella vulgaris phân lập từ chính nước thải để đánh giá khả năng xử lý [5]. Kết quả đo lường sau 8 giờ cho thấy dưới ánh sáng mặt trời, vi tảo đạt khả năng hấp phụ chì lên tới 30,6 mg/g trọng lượng khô, cao hơn nhiều so với mức 10,5 mg/g trong điều kiện phòng thí nghiệm [5]. Quá trình này diễn ra nhờ cơ chế hấp phụ, tạo phức, bẫy giữ và có thể có sự tham gia của quá trình bay hơi sinh học (phycovolatilization) thông qua chuyển hóa sinh học [5].

Nhiều dòng vi tảo khác cũng ghi nhận khả năng này [2]. Thử nghiệm nuôi cấy theo mẻ ghi nhận một chủng Chlorella có thể duy trì phát triển ở nồng độ 11,24 mg Cd2+/L và loại bỏ 65% kim loại khi phơi nhiễm ở mức 5,62 mg Cd2+/L [2]. Ngoài ra, trong môi trường chứa 20 mg Cr6+/L, chủng Chlorella giúp làm sạch 48% lượng crom [2]. Nghiên cứu xác nhận các chủng Chlorella sp. nói chung có thể loại bỏ nhôm, sắt, magie, mangan; riêng Chlorella pyrenoidosa có thể loại trừ đa dạng kim loại gồm đồng, kẽm, chì, thủy ngân, asen, crom, niken và cadmi [2].

Nghiên cứu trên người: Bằng chứng rất hạn chế

Mặc dù bằng chứng trong ống nghiệm và làm sạch nguồn nước rất phong phú, các thử nghiệm lâm sàng đánh giá khả năng thải độc kim loại nặng của tảo lục trực tiếp trên cơ thể người lại cực kỳ khan hiếm. Hiện nay, số lượng nghiên cứu đạt chuẩn trên người chỉ đếm trên đầu ngón tay với quy mô đối tượng rất nhỏ.

Một nghiên cứu lâm sàng công bố năm 2019 tiến hành đánh giá trên nhóm bệnh nhân có vật liệu nha khoa lâu năm [6]. Nghiên cứu theo dõi 16 bệnh nhân (độ tuổi trung bình 44) có cấy ghép implant nha khoa bằng titan (trung bình 3 trụ, tồn tại trung bình 12 năm trong miệng) hoặc trám răng bằng hỗn hống amalgam (trung bình 4 mối hàn, tồn tại trung bình 15 năm) trong ít nhất 10 năm [6]. Nhóm chứng gồm 21 người cùng độ tuổi không có vật liệu nha khoa nhân tạo và không dùng sản phẩm bổ sung [6].

Trong thử nghiệm này, 16 bệnh nhân được cho bổ sung dinh dưỡng liên tục trong 90 ngày bằng chế phẩm kết hợp chiết xuất tảo lục Chlorella vulgaris, chiết xuất tảo Fucus sp cùng hợp chất aminosulphurate [6]. Nồng độ các kim loại nặng và nguyên tố vi lượng được định lượng từ mẫu tóc của các đối tượng trước và sau 90 ngày bằng phương pháp khối phổ plasma cảm ứng cao tần (ICP-MS) [6].

Kết quả sau 90 ngày can thiệp cho thấy mức thủy ngân (Hg++), bạc (Ag), thiếc (Sn) và chì (Pb) trong tóc của bệnh nhân giảm so với mức ban đầu trước khi bổ sung [6]. Nồng độ thủy ngân sau 90 ngày cũng giảm khi so sánh với nhóm chứng không can thiệp [6]. Đồng thời, các nhà nghiên cứu ghi nhận sự gia tăng nồng độ liti (Li) và gecmani (Ge) trong mẫu phân tích sau thời gian sử dụng [6].

Mặc dù đem lại tín hiệu tích cực, nghiên cứu này bộc lộ những hạn chế phương pháp luận rõ rệt. Cỡ mẫu nghiên cứu rất nhỏ (chỉ 16 người dùng can thiệp), thời gian theo dõi chỉ 90 ngày và đối tượng chỉ khu biệt ở người có vật liệu kim loại nha khoa [6]. Quan trọng hơn, chế phẩm can thiệp là hỗn hợp phối hợp giữa tảo lục Chlorella vulgaris, tảo Fucus và hợp chất aminosulphurate, do đó không thể tách biệt hay quy kết hoàn toàn hiệu quả thải độc cho riêng một mình tảo lục [6].

Nguy cơ tiềm ẩn và hiểu lầm phổ biến

Một trong những ngộ nhận phổ biến nhất hiện nay là cho rằng cứ uống tảo lục vào ruột là cơ thể sẽ tự động được quét sạch độc tố kim loại nặng. Thực tế sinh học phức tạp hơn rất nhiều so với môi trường bể chứa nước thải. Việc tế bào vi tảo hút kim loại trong bể nước nhân tạo không đồng nghĩa với việc uống bột tảo vào đường tiêu hóa sẽ hút được kim loại tích tụ sâu trong các cơ quan nội tạng của con người.

Nghiêm trọng hơn, chính đặc tính hút kim loại mạnh mẽ của tảo lục lại là con dao hai lưỡi. Một bài tổng quan khoa học năm 2022 đã chỉ ra rằng các vi tảo thường không được khuyến nghị dùng làm thực phẩm chính vì xu hướng hấp thụ kim loại độc hại tự nhiên của chúng [2]. Hiệu quả thu gom kim loại từ nước thải, tạp chất trong dinh dưỡng nuôi cấy hoặc sự lắng đọng từ khí quyển vào các hồ nuôi hở cao đến mức sinh khối tảo thu hoạch được có thể chứa lượng kim loại nặng vượt quá giới hạn tối đa cho phép đối với thực phẩm [2].

Bản thân tế bào tảo lục cũng chịu tổn thương nặng nề nếu nồng độ kim loại vượt ngưỡng chịu đựng. Khi nghiên cứu độc tính của kim loại nặng lên loài Chlorella pyrenoidosa, các nhà khoa học nhận thấy sau 96 giờ chịu áp lực từ các kim loại như thủy ngân (Hg+), cadmi (Cd2+), đồng (Cu2+) và kẽm (Zn2+), hệ thống quang hợp của tảo bị tổn hại nghiêm trọng, diệp lục a và diệp lục b suy giảm rõ rệt [7]. Độc tính kim loại làm dập tắt huỳnh quang của tế bào tảo tỷ lệ thuận với nồng độ và thời gian phơi nhiễm [7]. Hiện tượng ức chế quang hợp và dập tắt huỳnh quang này cũng được xác nhận trên loài Chlorella vulgaris khi tiếp xúc với cadmi [8].

Như vậy, nếu được nuôi trồng trong nguồn nước không đảm bảo hoặc kiểm soát chất lượng lỏng lẻo, sản phẩm tảo lục có thể trở thành nguồn đưa thêm kim loại nặng nguy hiểm vào cơ thể người tiêu dùng thay vì giúp thải độc.

Ai nên thận trọng khi sử dụng?

Do dữ liệu nghiên cứu trực tiếp về hiệu quả bài tiết kim loại nặng ở người còn rất hạn chế, người tiêu dùng cần hết sức cẩn trọng khi tiếp cận các sản phẩm được dán nhãn "thải độc".

Người nghi ngờ hoặc được chẩn đoán nhiễm độc kim loại nặng cấp tính hay mạn tính không được tự ý dùng tảo lục để thay thế cho các liệu pháp y khoa chính quy. Nhiễm độc kim loại nặng là bệnh lý phức tạp, cần được thăm khám tại các cơ sở y tế chuyên khoa để xét nghiệm chính xác và áp dụng phác đồ giải độc chuyên biệt đã được cấp phép.

Những người có bệnh lý nền mạn tính, bệnh gan, bệnh thận hoặc đang phải điều trị thuốc dài ngày cần tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi dùng các chế phẩm chứa tảo lục. Việc bổ sung bất kỳ chế phẩm sinh học nào cũng có thể gây thêm gánh nặng chuyển hóa hoặc tương tác không mong muốn.

Đặc biệt, phụ nữ mang thai, phụ nữ đang cho con bú và trẻ nhỏ cần hết sức dè chừng. Trong các dữ liệu nghiên cứu hiện có, hoàn toàn chưa có bất kỳ thử nghiệm lâm sàng nào đánh giá tính an toàn hay khả năng đào thải kim loại của tảo lục trên nhóm đối tượng nhạy cảm này. Nguy cơ tích tụ tạp chất kim loại nặng từ nguồn tảo kém chất lượng có thể gây nguy hiểm cho sự phát triển của thai nhi và trẻ nhỏ [2].

Áp dụng thực tế an toàn

Nếu muốn sử dụng tảo lục trong chế độ ăn uống hàng ngày như một nguồn bổ sung dưỡng chất thông thường, người tiêu dùng cần tuân thủ các nguyên tắc an toàn thực phẩm cơ bản:

  • Chỉ lựa chọn các sản phẩm có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, được nuôi trồng theo quy trình kiểm soát nghiêm ngặt và đã được cơ quan chức năng kiểm định, cấp phép lưu hành. Tránh mua các loại bột tảo trôi nổi, không rõ quy trình xử lý nước nuôi.
  • Sử dụng ở lượng vừa phải theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc chỉ định từ chuyên gia y tế. Vì các nghiên cứu hiện tại chưa đưa ra được liều lượng chuẩn hóa dành riêng cho mục đích thải độc kim loại ở người khỏe mạnh, việc lạm dụng liều cao là không có căn cứ và tiềm ẩn rủi ro.
  • Không xem tảo lục là cứu cánh để bù đắp cho lối sống thiếu lành mạnh. Cách bảo vệ cơ thể tốt nhất trước nguy cơ kim loại nặng là chủ động giảm thiểu phơi nhiễm: sử dụng nguồn nước sạch đã qua lọc, ăn uống đa dạng thực phẩm an toàn, hạn chế ăn nội tạng động vật không rõ nguồn gốc và mang đồ bảo hộ nếu làm việc trong môi trường công nghiệp độc hại.

Khả năng hấp thụ kim loại nặng của tảo lục là đặc tính sinh học đã được chứng minh rõ ràng trong các hệ thống xử lý môi trường và nước thải công nghiệp. Tuy nhiên, việc áp dụng đặc tính này vào y học để thanh lọc cơ thể người vẫn còn là một chặng đường dài với các bằng chứng lâm sàng rất hạn chế. Người tiêu dùng nên giữ cái nhìn tỉnh táo, không đánh đồng khả năng làm sạch nước thải của vi tảo với công dụng thải độc thần kỳ cho cơ thể.