Sự thật về việc giảm chuyển hóa khi cắt giảm calo quá sâu

Nhiều người bước vào hành trình giảm cân với quyết tâm cao độ, chọn cách nhịn ăn nghiêm ngặt hoặc cắt giảm khẩu phần ăn xuống mức tối thiểu. Tuy nhiên, chỉ sau một thời gian ngắn, cân nặng bỗng nhiên đứng yên dù lượng thức ăn nạp vào rất ít, đi kèm cảm giác mệt mỏi và kiệt sức. Tình trạng này khiến không ít người hoang mang tự hỏi liệu cơ thể mình có đang gặp vấn đề hay không.

Thực tế, hiện tượng trên là phản ứng sinh học hoàn toàn tự nhiên mang tên thích ứng sinh nhiệt (adaptive thermogenesis). Khi bị cắt giảm năng lượng quá sâu, cơ thể sẽ tự động kích hoạt cơ chế bảo vệ, giảm mức tiêu hao calo xuống thấp hơn nhiều so với mức dự tính theo khối lượng cơ thể đã giảm [1, 2].

Thích ứng sinh nhiệt là gì?

Tiêu hao năng lượng hàng ngày của con người bao gồm nhiều thành phần: năng lượng tiêu hao lúc nghỉ ngơi (chuyển hóa cơ bản), năng lượng dùng để tiêu hóa thức ăn và năng lượng từ các hoạt động thể chất ^[1]. Khi cơ thể ở trạng thái thâm hụt năng lượng kéo dài – tức calo tiêu hao vượt quá calo nạp vào – cơ thể buộc phải huy động các nguồn năng lượng dự trữ để bù đắp ^[2].

Tuy nhiên, quá trình giảm cân này sẽ kích hoạt phản ứng thích ứng sinh nhiệt [1, 3]. Đây là sự suy giảm tổng mức tiêu hao năng lượng vượt xa mức giảm dự đoán thông thường từ việc mất đi khối lượng cơ thể hoặc khối lượng cơ bắp [1, 2, 3]. Nói cách khác, ngay cả khi đã trừ đi phần năng lượng hao hụt tự nhiên do cơ thể nhẹ cân hơn, mức tiêu hao calo thực tế vẫn tụt dốc sâu hơn thế [1, 3]. Một mô hình toán học dựa trên định luật nhiệt động lực học đã chỉ ra rằng các yếu tố then chốt tạo nên sự điều chỉnh này gồm có: biến đổi tỷ lệ trao đổi chất khi nghỉ ngơi, sinh nhiệt từ hoạt động không tập thể dục (NEAT) và nhiệt sinh do thực phẩm ^[1].

Cơ chế cơ thể tự "kìm hãm" tiêu hao calo

Phản ứng thích ứng sinh nhiệt diễn ra thông qua nhiều hệ thống trong cơ thể, từ cơ bắp, hệ thần kinh đến các con đường chuyển hóa năng lượng.

Đầu tiên, hệ thần kinh giao cảm đến cơ xương bị ức chế. Một nghiên cứu trên mô hình động vật năm 2017 cho thấy việc cắt giảm 50% calo kéo dài làm giảm tốc độ luân chuyển norepinephrine (NETO) ở 3 trên 4 nhóm cơ xương được kiểm tra ^[3]. Sự sụt giảm dẫn truyền thần kinh giao cảm này làm tăng hiệu quả vận động của cơ, tức là cơ bắp cần ít năng lượng hơn để thực hiện cùng một khối lượng vận động ^[3]. Đồng thời, quá trình sinh nhiệt tại cơ bắp trong trạng thái nghỉ cũng như khi hoạt động đều bị suy giảm ^[3]. Ngược lại, tín hiệu thần kinh giao cảm tại mô mỡ trắng lại gia tăng nhằm bảo vệ cơ thể ^[3].

Ở mức độ phân tử, sự thích ứng với hạn chế chế độ ăn đòi hỏi kích hoạt con đường chuyển hóa transsulfuration (TSP) để duy trì mức cysteine của cơ thể, đóng vai trò như một điểm kiểm soát sinh nhiệt để điều hòa thân nhiệt trung tâm và bảo tồn năng lượng ^[4]. Nghiên cứu năm 2023 phân tích hệ chuyển hóa và hệ phiên mã ở mô mỡ người khỏe mạnh cho thấy cắt giảm calo liên tục làm suy giảm chu trình methionine và giảm nồng độ cysteine ^[4]. Khi thiếu hụt cysteine, cơ thể sẽ bị kích hoạt quá trình sinh nhiệt mạnh mẽ làm tiêu hao cạn kiệt nguồn dự trữ năng lượng ^[4]. Do đó, việc duy trì nồng độ cysteine thông qua con đường TSP giúp cơ thể điều chỉnh để ngăn chặn mất năng lượng quá mức ^[4].

Nghiên cứu chỉ ra điều gì về thích ứng sinh nhiệt?

Các nghiên cứu thực nghiệm đã đo lường chi tiết mức độ suy giảm năng lượng khi cắt giảm calo nghiêm ngặt, cho thấy tác động rõ rệt trên cả động vật lẫn con người.

Nghiên cứu lâm sàng năm 2021 được tiến hành tại viện nội trú trên 11 đối tượng thừa cân nhưng khỏe mạnh (gồm 7 nam giới, độ tuổi trung bình 35 ± 9 tuổi, chỉ số khối cơ thể BMI 40 ± 7 kg/m2, tỷ lệ mỡ cơ thể 63,3 ± 5,3%) ^[5]. Các nhà khoa học đã áp dụng chế độ cắt giảm 50% calo hàng ngày trong suốt 6 tuần ^[5]. Mức độ thích ứng sinh nhiệt và tiêu hao năng lượng trong 24 giờ (24hEE) được đo bằng buồng đo nhiệt lượng gián tiếp trùm kín cả phòng ở tuần thứ 1, 3 và 6 ^[5]. Kết quả cho thấy:

• Ngay sau tuần đầu tiên cắt giảm calo, mức độ thích ứng sinh nhiệt làm giảm trung bình 178 ± 137 kcal/ngày trong tổng tiêu hao năng lượng 24 giờ ^[5].
• Mức giảm này duy trì ổn định và có tính nhất quán cao ở từng cá nhân trong suốt thời gian can thiệp ^[5].
• Đáng chú ý, nếu tiêu hao năng lượng 24 giờ sau 1 tuần giảm thêm 100 kcal/ngày, tổng thâm hụt năng lượng trong 6 tuần sẽ giảm trung bình 8.195 kcal ^[5].
• Sự suy giảm tiêu hao năng lượng 100 kcal/ngày đó dự báo người tham gia sẽ giảm ít hơn 2,0 kg cân nặng sau 6 tuần, trong đó bao gồm 0,5 kg khối lượng mỡ ^[5].
• Nghiên cứu không tìm thấy mối tương quan có ý nghĩa thống kê giữa nồng độ các hormone lúc đói (FT4, FT3, FGF21, leptin) và mức giảm cân ^[5]. Giới hạn của nghiên cứu này là cỡ mẫu còn nhỏ (11 người) và mang tính chất phân tích khám phá thứ cấp, cần được lặp lại trên các nhóm lớn hơn ^[5].

Một nghiên cứu động vật công bố năm 2017 cũng khảo sát tác động của việc cắt giảm 50% lượng calo trong 3 tuần ^[3]. Kết quả ghi nhận:

• Chế độ ăn này làm sụt giảm tới 42% tổng mức tiêu hao năng lượng hàng ngày ^[3].
• Trong đó, năng lượng tiêu hao lúc nghỉ ngơi giảm 40%, còn năng lượng tiêu hao ngoài lúc nghỉ giảm tới 48% ^[3].
• Nhu cầu calo cần thiết để thực hiện các bài tập chạy máy cường độ thấp đến trung bình cũng sụt giảm đáng kể ^[3].
• Tuy nhiên, khả năng gia tăng năng lượng tiêu hao khi vận động nhằm đáp ứng lại kích thích từ trung ương (kích hoạt thụ thể melanocortin 4 ở vùng dưới đồi) vẫn được bảo toàn nguyên vẹn ^[3].

Nghiên cứu năm 2021 trên chuột đực và chuột cái có thể lực hiếu khí nội tại cao (HCR) và thấp (LCR) sau 21 ngày cắt giảm 50% calo cũng mang lại nhiều phát hiện quan trọng ^[2]:

• Cắt giảm calo làm giảm đáng kể mức tiêu hao năng lượng nhiều hơn mức dự đoán từ hao hụt khối lượng và cơ bắp ^[2].
• Mức tiêu hao năng lượng khi nghỉ không có sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm thể lực ^[2].
• Tuy nhiên, sự ức chế năng lượng tiêu hao ngoài lúc nghỉ (bao gồm năng lượng từ vận động) ở nhóm thể lực cao (HCR) diễn ra mạnh hơn rõ rệt so với nhóm thể lực thấp (LCR) ở cả hai giới ^[2]. Mức độ hoạt động thể chất cũng bị suy giảm nhiều hơn ở nhóm HCR ^[2].
• Khi đo lượng oxy tiêu thụ tối đa (VO2max) trên chuột đực, cắt giảm calo làm giảm lượng oxy tiêu thụ mà không ảnh hưởng đáng kể đến thời gian hay quãng đường chạy, chứng minh cơ thể đã tăng hiệu suất năng lượng ^[2].
• Tỷ lệ phần trăm cân nặng giảm không khác biệt giữa các nhóm ^[2].
• Giới hạn của nghiên cứu là thực hiện trên mô hình động vật lai tạo chọn lọc, nhưng cho thấy tiêu hao năng lượng vận động chứ không phải chuyển hóa cơ bản mới là yếu tố giải thích sự khác biệt cá nhân trong thích ứng sinh nhiệt ^[2].

Hoạt động thể chất bị ảnh hưởng nhiều hơn bạn nghĩ

Một hiểu lầm rất phổ biến là khi ăn kiêng khắt khe, sự chậm chuyển hóa chủ yếu diễn ra do "chuyển hóa cơ bản bị sụp đổ". Nhiều người tin rằng các cơ quan nội tạng tiêu tốn ít năng lượng đi và đó là lý do chính khiến họ không giảm được mỡ.

Thế nhưng, các dữ liệu khoa học lại chỉ ra rằng sự sụt giảm tiêu hao năng lượng ngoài lúc nghỉ ngơi (non-resting energy expenditure) – đặc biệt là năng lượng tiêu hao từ hoạt động – mới là thành phần suy giảm mạnh nhất và tạo ra sự khác biệt giữa các cá thể [1, 3]. Khi ăn quá ít, cơ thể sẽ tự động điều chỉnh bằng cách giảm các cử động nhỏ không chủ ý, giảm cường độ vận động tự phát và tăng tính hiệu quả cơ học của cơ bắp, khiến việc vận động tiêu tốn ít calo hơn bình thường [1, 3]. Điều này giải thích tại sao nhiều người dù vẫn cố gắng tập luyện như cũ nhưng tổng năng lượng đốt cháy trong ngày lại bị thu hẹp đáng kể [1, 3].

Ai nên thận trọng khi cắt giảm calo?

Việc cắt giảm calo quá sâu và đột ngột mang lại phản ứng thích ứng sinh nhiệt tiêu cực rất nhanh, xuất hiện chỉ sau một tuần áp dụng ^[5]. Do đó, những nhóm đối tượng sau đây cần đặc biệt thận trọng:

• Người thừa cân hoặc béo phì lâu năm: Việc vội vàng áp dụng mức thâm hụt năng lượng lên tới 50% có thể khiến cơ thể sớm kích hoạt cơ chế tiết kiệm năng lượng, làm giảm hiệu quả giảm cân theo thời gian và tăng nguy cơ tăng cân trở lại [2, 3].
• Người có cường độ hoạt động thể lực cao hoặc vận động viên: Khi cắt giảm năng lượng sâu, các cá nhân có dung tích hiếu khí cao có xu hướng bị sụt giảm mức vận động và tiêu hao năng lượng hoạt động nhiều hơn ^[2].
• Những người có bệnh lý nền về tim mạch, rối loạn chuyển hóa hoặc đang dùng các loại thuốc điều trị: Tuyệt đối không tự ý áp dụng các chế độ ăn kiêng hà khắc thiếu cơ sở khoa học mà chưa thông qua tư vấn y tế.

Ứng dụng thực tế để giảm mỡ hiệu quả

Thay vì cắt giảm calo quá đà khiến cơ thể chuyển sang chế độ "bảo toàn năng lượng", bạn nên tiếp cận quá trình giảm cân một cách thông minh và bền vững hơn:

• Tránh cắt giảm thâm hụt quá sâu: Cắt giảm calo tới 50% khiến cơ thể hạ mức tiêu hao năng lượng ngay từ tuần đầu tiên và duy trì sự sụt giảm này ^[5]. Một mức thâm hụt năng lượng vừa phải sẽ giúp cơ thể thích nghi tốt hơn và giảm nhẹ tác động tiêu cực của thích ứng sinh nhiệt [2, 4].
• Cân nhắc phương pháp thâm hụt ngắt quãng: Hiện nay các nhà khoa học đang thử nghiệm giao thức thâm hụt năng lượng ngắt quãng (IER) – xen kẽ giữa các tuần giảm calo và tuần ăn đủ calo (cân bằng năng lượng) – nhằm tìm kiếm giải pháp hạn chế thích ứng sinh nhiệt và duy trì cân nặng hiệu quả so với cắt giảm liên tục ^[6].
• Chủ động duy trì vận động thể chất: Vì cơ thể có xu hướng lười cử động hơn và giảm mức tiêu hao năng lượng khi hoạt động [1, 3], việc theo dõi bước chân hàng ngày và duy trì thói quen tập luyện có chủ đích sẽ giúp bù đắp lượng năng lượng bị hao hụt ngoài ý muốn này.

Giảm cân là một hành trình sinh học phức tạp chứ không đơn thuần là phép trừ calo trên giấy tờ. Thích ứng sinh nhiệt là phản xạ tự nhiên của cơ thể để sinh tồn trước sự thiếu hụt dinh dưỡng nghiêm trọng [1, 3, 5]. Lựa chọn phương pháp giảm calo từ tốn, kết hợp chế độ vận động đều đặn và tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng khi có bệnh lý nền sẽ giúp bạn đạt được vóc dáng mong muốn một cách an toàn và bền lâu.