Sự thật về nồng độ TMAO tăng cao ở người ăn chế độ Paleo lâu năm

Tranh cãi quanh chế độ ăn Paleo và sức khỏe mạch máu

Nhiều người lựa chọn chế độ ăn Paleo (chế độ ăn mô phỏng thời kỳ đồ đá) với niềm tin rằng việc tập trung vào các loại thịt nạc, đặc biệt là thịt đỏ, cùng việc cắt giảm ngũ cốc và thực phẩm chế biến sẵn sẽ mang lại vóc dáng thon gọn và trái tim khỏe mạnh. Thói quen tiêu thụ lượng lớn thịt động vật mỗi ngày khiến không ít người băn khoăn: liệu lượng đạm động vật khổng lồ nạp vào cơ thể qua nhiều năm có thực sự an toàn cho hệ tuần hoàn?

Nhiều báo cáo khoa học gần đây cảnh báo rằng việc dung nạp nhiều thịt đỏ thúc đẩy hệ vi khuẩn đường ruột sản sinh ra một hợp chất có tên trimethylamine N-oxide (TMAO) [1, 7]. Hợp chất này được xác định có mối liên hệ mật thiết với nguy cơ hình thành mảng xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim và đột quỵ [1, 4, 7].

Đối với những người theo đuổi chế độ ăn giàu thịt động vật như Paleo trong thời gian dài, việc nồng độ hợp chất này tăng vọt trong máu đang trở thành tâm điểm chú ý của giới y khoa [5, 7]. Điều này đặt ra dấu hỏi lớn về tính bền vững và mức độ an toàn tim mạch lâu dài của phương pháp ăn uống này.

Cơ chế sinh học: Thịt đỏ biến thành chất gây hại như thế nào?

Để hiểu vì sao chế độ ăn nhiều thịt đỏ lại liên quan đến TMAO, cần nhìn vào cách cơ thể xử lý các chất dinh dưỡng dưới sự tham gia của vi sinh vật đường ruột [2, 5]. Trong thịt đỏ và các sản phẩm từ động vật chứa rất nhiều phosphatidylcholine, choline và L-carnitine [5, 7]. Đây là những dưỡng chất thiết yếu tham gia vào quá trình chuyển hóa chất béo và năng lượng ^[1].

Khi thức ăn đi qua ống tiêu hóa, các vi khuẩn đường ruột sẽ tiến hành phân giải phosphatidylcholine, choline và L-carnitine, biến chúng thành một chất khí có tên trimethylamine (TMA) [4, 5, 7]. Khí TMA này không ở lại trong ruột mà được hấp thu thẳng qua thành ruột vào hệ tuần hoàn tĩnh mạch cửa ^[2].

Sau khi theo dòng máu đến gan, TMA trải qua phản ứng oxy hóa nhờ enzym flavin monooxygenase (cụ thể là enzym FMO3, một enzym giới hạn tốc độ phản ứng được kích hoạt bởi acid mật thông qua thụ thể FXR) [4, 5]. Quá trình biến đổi sinh hóa tại gan này chuyển hóa TMA thành trimethylamine N-oxide (TMAO) rồi giải phóng trở lại máu [4, 5].

Nồng độ TMAO trong huyết tương cuối cùng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố đan xen: thành phần bữa ăn, số lượng và hoạt tính của các chủng vi khuẩn ruột, độ thẩm thấu của hàng rào ruột - máu, mức độ hoạt động của men gan FMO3 và tốc độ đào thải chất này qua thận [1, 8].

Tác động của TMAO lên hệ thống mạch máu và tim mạch

Khi tích tụ ở nồng độ cao trong lòng mạch, TMAO không phải là một phân tử trơ mà trực tiếp tham gia vào các quá trình bệnh lý của thành mạch [1, 3]. Các nghiên cứu chỉ ra rằng TMAO thúc đẩy quá trình xơ vữa động mạch thông qua việc làm gia tăng phản ứng viêm tại lớp nội mô mạch máu [3, 4, 8].

Bên cạnh đó, hợp chất này còn kích thích sự kết tập và tăng tính hoạt hóa của tiểu cầu [3, 4, 7, 8]. Sự kết tập tiểu cầu bất thường kết hợp với tổn thương nội mô là ngòi nổ dẫn đến việc hình thành cục máu đông, làm tắc nghẽn lòng mạch và dẫn tới các biến cố nguy hiểm như đột quỵ thiếu máu cục bộ hay nhồi máu cơ tim [3, 4, 7].

TMAO cũng được ghi nhận là làm biến đổi quá trình chuyển hóa và tích tụ cholesterol tại thành mạch, đẩy nhanh tốc độ hình thành các mảng xơ vữa [7, 8]. Bằng chứng thực nghiệm cho thấy TMAO có thể liên quan đến căn nguyên của bệnh tăng huyết áp, bệnh động mạch vành và suy thận ^[3].

Ở mức độ cơ quan tiêu hóa khác, sự gia tăng TMAO cùng chế độ ăn gây viêm còn gắn liền với sự phát triển của bệnh viêm tụy cấp và ung thư tụy ^[4]. Ngược lại, một chế độ ăn kháng viêm giúp giảm thiểu đáng kể nồng độ TMAO và giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch cũng như ung thư tụy ^[4].

Các bằng chứng khoa học ghi nhận điều gì?

Nhiều nghiên cứu y khoa đã phân tích sâu về mối tương quan giữa TMAO và các biến cố sức khỏe để làm sáng tỏ vai trò của chất chuyển hóa này:

Nghiên cứu tổng quan năm 2018 về vai trò của TMAO trong các bệnh lý lối sống đã xem xét dữ liệu lâm sàng và chỉ ra mối tương quan thuận giữa nồng độ TMAO huyết tương tăng cao và nguy cơ mắc bệnh tim mạch, đái tháo đường, suy thận và ung thư ^[3]. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng ghi nhận TMAO có thể có chức năng sinh học bảo vệ như ổn định protein tế bào trước áp lực thẩm thấu ^[3]. Nghiên cứu đưa ra giới hạn rằng TMAO phụ thuộc vào quá nhiều biến số (men gan, chức năng thận, hệ vi sinh) nên việc dùng nó làm chất chỉ điểm sinh học đặc hiệu vẫn còn là vấn đề cần thận trọng ^[3].

Một nghiên cứu năm 2018 phân tích mối liên hệ giữa vi sinh vật đường ruột và tim mạch đã thực hiện đánh giá trên nhóm đối tượng lâm sàng lớn ^[2]. Kết quả ghi nhận ở những người ăn thịt bình thường (ăn tạp), việc nạp cùng một lượng cơ chất tạo ra lượng TMAO cao hơn rõ rệt so với người ăn chay thuần hoặc ăn chay bán phần ^[2].

Cũng trong công trình này, các bệnh nhân gặp biến cố tim mạch bất lợi lớn có nồng độ TMAO nền cao hơn nhóm không mắc, với mức tăng nguy cơ tử vong lên tới 3,4 lần ^[2]. Nồng độ TMAO cũng tương quan trực tiếp với mức độ nghiêm trọng của suy tim (độc lập với nồng độ BNP và mức lọc cầu thận) ^[2]. Nghiên cứu chỉ ra từ ngày thứ 1 đến ngày thứ 3 sau nhồi máu cơ tim cấp, TMAO huyết tương tăng vọt và giá trị này giúp dự báo tiên lượng tử vong do mọi nguyên nhân hoặc tái nhồi máu trong vòng 2 năm ^[2]. Khi các đối tượng sử dụng kháng sinh phổ rộng qua đường uống để ức chế hệ vi sinh vật đường ruột, lượng TMAO trong huyết tương và nước tiểu gần như biến mất hoàn toàn ^[2].

Nghiên cứu công bố năm 2019 về đột quỵ thiếu máu cục bộ đã đánh giá vai trò của TMAO trong các mô hình dự báo nguy cơ tim mạch ^[5]. Kết quả cho thấy việc bổ sung nồng độ TMAO vào các mô hình yếu tố nguy cơ truyền thống giúp cải thiện đáng kể khả năng dự đoán nguy cơ bệnh tim mạch trong tương lai ^[5]. TMAO được xác định vừa là yếu tố nguy cơ, vừa là chất chỉ điểm tiên lượng của đột quỵ và biến cố tim mạch ^[5]. Dù vậy, nghiên cứu cũng chỉ rõ giới hạn là tương tác hai chiều phức tạp giữa trục não - ruột và sự biến đổi hệ vi khuẩn sau đột quỵ cần thêm các nghiên cứu can thiệp lớn để khẳng định hiệu quả điều trị nhắm vào TMAO ^[5].

Đến năm 2023, một nghiên cứu tổng quan phân tích sâu liệu TMAO có phải là nguyên nhân trực tiếp gây xơ vữa động mạch hay không ^[6]. Nghiên cứu phân tích các phân tích gộp (meta-analysis) và thử nghiệm ngẫu nhiên Mendel ^[6]. Điểm mấu chốt được chỉ ra là khi điều chỉnh theo chức năng thận, mối liên hệ có ý nghĩa thống kê giữa TMAO và biến cố tim mạch có xu hướng giảm bớt hoặc đảo ngược ^[6].

Một nghiên cứu ngẫu nhiên Mendel không tìm thấy mối liên hệ nhân quả giữa nồng độ TMAO dự đoán theo di truyền với bệnh chuyển hóa tim, trong khi một nghiên cứu khác lại thấy mối quan hệ nhân quả dương tính với huyết áp tâm thu ^[6]. Từ đó, nghiên cứu kết luận hiện chưa có bằng chứng hoàn toàn thuyết phục khẳng định TMAO là nguyên nhân trực tiếp gây xơ vữa, hay nó chỉ đơn thuần là dấu ấn phản ánh tình trạng suy giảm chức năng thận và huyết áp cao ^[6].

Nghịch lý từ cá và những hiểu lầm thường gặp

Một trong những hiểu lầm phổ biến nhất là cứ ăn thực phẩm làm tăng TMAO thì chắc chắn sẽ gây tổn hại cho mạch máu. Một nghiên cứu năm 2017 đã chỉ ra một "nghịch lý" rất đáng lưu tâm: cá biển, đặc biệt là các loại cá thịt trắng nạc, chứa lượng TMAO tự do rất dồi dào ^[7].

Tuy nhiên, các thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên lại khẳng định chế độ ăn nhiều cá giúp làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch ^[7]. Lợi ích này thậm chí vượt ra ngoài tác dụng của chất béo omega-3 biển, bởi ăn cá thịt trắng nạc chứa nhiều TMAO vẫn đem lại tác dụng bảo vệ tim mạch ^[7].

Nghiên cứu giải thích rằng việc vi khuẩn ruột tạo ra TMA từ choline và carnitine (có nhiều trong thịt đỏ) là một quá trình hóa sinh hoàn toàn khác với việc tiếp nhận trực tiếp TMAO tự do từ cá ^[7]. Khi vi khuẩn sử dụng choline và carnitine, các aldehyde sinh ra từ phản ứng phân cắt là cơ chất giàu năng lượng cho các phản ứng lên men kỵ khí ^[7].

Nghiên cứu năm 2017 cho thấy những người sản sinh lượng TMAO cao có tỷ lệ vi khuẩn ngành Firmicutes so với Bacteroidetes trong ruột cao hơn đáng kể so với nhóm sản sinh ít ^[7]. Do đó, TMAO tăng cao có thể không phải là thủ phạm trực tiếp gây bệnh mà là tấm gương phản ánh gián tiếp tình trạng mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột (dysbiosis) do chế độ ăn nhiều thịt ^[7]. Ngoài ra, hoạt chất resveratrol - một chất chống oxy hóa phenolic - được ghi nhận có khả năng tái cấu trúc vi sinh vật đường ruột, làm giảm tạo ra TMA và từ đó ức chế nồng độ TMAO ^[7].

Những nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Từ các cơ chế và dữ liệu theo dõi, những người đang duy trì hoặc có ý định áp dụng chế độ ăn Paleo giàu thịt đỏ cần lưu ý nếu thuộc các trường hợp sau:

• Người có tiền sử bệnh tim mạch, xơ vữa mạch vành hoặc từng trải qua nhồi máu cơ tim, đột quỵ: Nồng độ TMAO cao có thể kích hoạt quá trình viêm mạch máu, kết tập tiểu cầu và làm tăng nguy cơ tái phát các biến cố xấu [3, 4, 5].
• Người bị suy giảm chức năng thận hoặc bệnh thận mạn tính: Thận là con đường đào thải chính của hợp chất này ^[6]. Khi chức năng lọc của thận suy giảm, TMAO tích tụ nhiều hơn trong máu, có thể làm gia tăng thêm gánh nặng cho hệ tuần hoàn [1, 8].
• Người mắc hội chứng chuyển hóa, tăng huyết áp hoặc đái tháo đường: Nồng độ TMAO cao có liên quan chặt chẽ đến sự tiến triển của rối loạn chuyển hóa và huyết áp tâm thu [1, 8].
• Người có các vấn đề về tuyến tụy: Do TMAO và chế độ ăn gây viêm có liên quan đến việc kích hoạt dòng thác phản ứng lipopolysaccharide và làm tăng nguy cơ viêm tụy cấp ^[4].

Nếu thuộc nhóm nguy cơ cao, người bệnh không nên tự ý áp dụng chế độ ăn kiêng ngặt nghèo mà cần tham vấn bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để được đánh giá toàn diện.

Lời khuyên áp dụng thực tế để bảo vệ tim mạch

Để dung hòa giữa sở thích ăn uống và việc kiểm soát nồng độ TMAO, bạn có thể thực hiện một số điều chỉnh thực đơn khoa học:

• Cân đối nguồn đạm: Thay vì tiêu thụ thịt đỏ liên tục cả tuần, hãy xen kẽ bằng các loại đạm thực vật hoặc cá. Dù cá chứa TMAO tự do, các bằng chứng khoa học cho thấy ăn cá không làm tăng nguy cơ xơ vữa mạch máu ^[7].
• Tăng cường chất xơ và polyphenol: Việc bổ sung thêm chất xơ từ rau củ quả giúp điều hòa hệ vi sinh đường ruột, giảm số lượng các vi khuẩn chuyên phân hủy choline và L-carnitine thành khí TMA [6, 7].
• Bổ sung thực phẩm chứa probiotic: Sử dụng men vi sinh hoặc các thực phẩm lên men tự nhiên có thể hỗ trợ cân bằng lại hệ vi sinh, giảm thiểu hoạt động chuyển hóa bất lợi của vi khuẩn [2, 7].
• Hạn chế các chất gây viêm: Một chế độ ăn kháng viêm nhiều thực vật, giảm thực phẩm chế biến và kiểm soát lượng thịt đỏ sẽ ức chế quá trình tăng sinh TMAO và bảo vệ nội mô mạch máu [3, 7].

Chế độ ăn Paleo có thể mang lại những tác dụng nhất định trong ngắn hạn, nhưng việc duy trì thói quen ăn lượng lớn thịt đỏ trong nhiều năm tiềm ẩn nguy cơ làm gia tăng TMAO và rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột [5, 6, 7]. Một chế độ dinh dưỡng cân bằng, đa dạng nguồn thực phẩm, kết hợp khám sức khỏe định kỳ vẫn là nền tảng vững chắc nhất cho một trái tim khỏe mạnh.