Tại sao một số người uống cà phê bị hồi hộp, tim đập nhanh?

Một buổi sáng ở văn phòng, có người uống liền hai ly cà phê đen đặc vẫn làm việc bình thường, thậm chí uống vào buổi tối vẫn ngủ ngon. Ngược lại, đồng nghiệp bên cạnh chỉ nhấp vài ngụm cà phê sữa đã cảm thấy bồn chồn, tim đập nhanh và huyết áp thay đổi. Sự khác biệt rõ rệt này khiến nhiều người thắc mắc vì sao cùng một loại thức uống nhưng cơ thể mỗi người lại phản ứng trái ngược nhau.

Câu trả lời nằm ở hệ gen của mỗi cá nhân, cụ thể là tính đa hình của gen CYP1A2 (quyết định tốc độ gan phân giải caffeine) và gen ADORA2A (quyết định mức độ nhạy cảm của các thụ thể adenosine trong cơ thể với caffeine) ^[1]. Tùy thuộc vào biến thể di truyền mà bạn thừa hưởng, caffeine có thể được đào thải nhanh chóng hoặc lưu lại lâu trong máu, đồng thời tác động mạnh hay yếu lên hệ thần kinh và tim mạch ^[2], ^[3], ^[4].

Cơ chế chuyển hóa và tiếp nhận caffeine trong cơ thể

Khi đi vào cơ thể, caffeine đóng vai trò vừa là chất nền vừa là chất cảm ứng của enzyme cytochrome P450 1A2 (viết tắt là CYP1A2) ^[2], ^[5]. Đây là một trong những enzyme quan trọng tham gia quá trình chuyển hóa oxy hóa các chất ngoại sinh trong cơ thể ^[4]. Gần 84% lượng caffeine đưa vào cơ thể được enzyme CYP1A2 chuyển hóa thành chất paraxanthine, vì vậy caffeine thường được dùng làm chất đánh dấu điển hình để đánh giá hoạt tính của enzyme CYP1A2 ^[4].

Sự khác biệt giữa mỗi người xuất phát từ các biến thể di truyền trên gen CYP1A2, phổ biến là đa hình đơn nucleotide tại vị trí -163C > A (mã số rs762551) ^[1]. Những người mang kiểu gen đồng hợp tử AA có khả năng cảm ứng enzyme CYP1A2 cao hơn, được phân loại là người chuyển hóa caffeine nhanh, giúp đào thải caffeine khỏi huyết tương nhanh hơn ^[1], ^[4], ^[6]. Ngược lại, những người mang alen C (kiểu gen AC hoặc CC) là người chuyển hóa caffeine chậm, biểu hiện qua nồng độ các chất chuyển hóa của caffeine như 1,7-dimethylxanthine và 1,7-dimethyluric thấp hơn sau khi dùng một liều caffeine ^[1], ^[2], ^[6]. Ở quần thể người Trung Quốc, các biến thể phổ biến khác là CYP1A21C (-2964G>A) và CYP1A21F (734C>A) cũng có tác động trái ngược nhau: đột biến *1C làm giảm hoạt tính enzyme CYP1A2 được cảm ứng bởi khói thuốc lá, trong khi đột biến *1F lại làm tăng sự cảm ứng này ^[4].

Song song với quá trình phân giải tại gan, phản ứng của cơ thể còn phụ thuộc vào gen ADORA2A (đa hình 1976T > C; mã số rs5751876) ^[1]. Gen này phân chia con người thành nhóm có độ nhạy cảm cao với caffeine (mang kiểu gen đồng hợp tử TT) và nhóm có độ nhạy cảm thấp với caffeine (những người mang alen C) ^[1]. Sự kết hợp giữa tốc độ đào thải của CYP1A2 và độ nhạy của thụ thể ADORA2A tạo nên bức tranh đa dạng về phản ứng sinh lý khi uống cà phê ^[7], ^[1].

Nghiên cứu nói gì về nhịp tim, huyết áp và vận động?

Nhiều nghiên cứu đã đo lường trực tiếp cách các biến thể gen này tác động đến nhịp tim, huyết áp và hiệu suất vận động khi dùng caffeine. Một nghiên cứu công bố năm 2020 trên người trưởng thành khỏe mạnh đã đánh giá ảnh hưởng của kiểu gen CYP1A2 và ADORA2A lên hiệu suất nhận thức và tập luyện ^[7]. Trong thử nghiệm đạp xe tính giờ kéo dài 15 phút, việc dùng caffeine làm tăng tổng khối lượng công việc hoàn thành thêm 7,1 ± 6,1% so với giả dược, đồng thời làm tăng nhịp tim trung bình lên 179 ± 11 nhịp/phút so với mức 174 ± 12 nhịp/phút ở nhóm dùng giả dược ^[7]. Tuy nhiên, trong 20 phút đạp xe ở mức 70% cường độ, nhịp tim không có sự khác biệt giữa dùng caffeine (158 ± 13 nhịp/phút) và giả dược (158 ± 11 nhịp/phút), cũng như không có sự khác biệt về mức độ gắng sức cảm nhận ở 7 người tham gia được đo chỉ số này ^[7]. Đáng chú ý, mức tăng nhịp tim trong bài đạp xe tính giờ không có sự khác biệt giữa các kiểu gen ADORA2A (nhóm nhạy cảm cao tăng 5 ± 5 nhịp/phút so với nhóm nhạy cảm thấp tăng 4 ± 5 nhịp/phút) hay giữa các kiểu gen CYP1A2 (nhóm chuyển hóa nhanh tăng 5 ± 5 nhịp/phút so với nhóm chuyển hóa chậm tăng 4 ± 6 nhịp/phút) ^[7]. Về mặt nhận thức, caffeine giúp cải thiện thời gian phản ứng trung bình nhanh hơn cả trong khi tập luyện và khi nghỉ ngơi ^[7].

Một nghiên cứu khác năm 2020 thực hiện trên 31 vận động viên bóng ném chuyên nghiệp (16 nam và 15 nữ, lượng tiêu thụ caffeine hàng ngày là 60 ± 25 mg/ngày) ^[1]. Các vận động viên uống 3 mg caffeine trên mỗi kg trọng lượng cơ thể hoặc giả dược 60 phút trước khi thực hiện chuỗi bài kiểm tra thể lực và một trận đấu mô phỏng kéo dài 2 hiệp, mỗi hiệp 20 phút ^[1]. Phân tích mẫu nước bọt cho thấy ở gen CYP1A2, nhóm mang alen C chiếm 54,8% và nhóm đồng hợp tử AA chiếm 45,2%; ở gen ADORA2A, nhóm mang alen C chiếm 80,6% và nhóm đồng hợp tử TT chiếm 19,4% ^[1]. Kết quả trên toàn nhóm cho thấy caffeine giúp tăng chiều cao bật nhảy, tốc độ chạy nước rút và vận tốc ném bóng từ cự ly 9 m thêm từ 2,8% đến 4,3% ^[1]. Tuy nhiên, chỉ có bài ném bóng từ cự ly 7 m ghi nhận sự tương tác giữa kiểu gen và caffeine, trong đó nhóm CYP1A2 kiểu gen AA đạt hiệu quả tăng cường vận động cao hơn nhóm mang alen C; các bài kiểm tra còn lại không có sự khác biệt theo kiểu gen CYP1A2 hay ADORA2A ^[1].

Về phía huyết áp, một nghiên cứu năm 2018 trên 37 người tham gia từ 19 đến 50 tuổi đã xem xét phản ứng huyết áp trước và 1 giờ sau khi uống một liều caffeine 6 mg/kg trọng lượng cơ thể ^[3]. Người tham gia được phân loại theo kiểu gen CYP1A2 (nhóm chuyển hóa nhanh AA và nhóm chuyển hóa chậm AC), mức độ hoạt động thể chất (ít vận động và có vận động) và thói quen dùng caffeine (không thường xuyên và dùng nhiều thường xuyên) ^[3]. Kết quả cho thấy những người mang kiểu gen AC có huyết áp tâm trương nền và huyết áp tâm thu sau khi uống caffeine cao hơn so với người mang kiểu gen AA ^[3]. Việc nạp caffeine cấp tính chỉ làm tăng huyết áp tâm thu ở nhóm AC, và tình trạng hoạt động thể chất cũng chỉ điều chỉnh phản ứng huyết áp với caffeine ở nhóm AC này ^[3]. Ngoài ra, những người mang kiểu gen AC có thói quen dùng nhiều caffeine cũng có huyết áp tâm trương nền cao hơn so với nhóm AA ^[3].

Tác động dài hạn đến tim mạch và đường huyết

Không chỉ dừng lại ở các phản ứng tức thời sau vài chục phút, mối liên hệ giữa gen chuyển hóa caffeine và nguy cơ bệnh lý tim mạch hoặc chuyển hóa đường huyết cũng được khảo sát qua nhiều quy mô dân số khác nhau. Một tài liệu tổng quan năm 2022 dẫn lại một nghiên cứu tiến cứu trên những người được sàng lọc tăng huyết áp độ 1 và hai nghiên cứu bệnh chứng trên bệnh nhân nhồi máu cơ tim ^[2]. Các dữ liệu này gợi ý rằng người mang alen C (chuyển hóa chậm) có nguy cơ tăng huyết áp và nhồi máu cơ tim cao hơn nếu dùng nhiều cà phê, trong khi người mang kiểu gen AA (chuyển hóa nhanh) có thể nhận được lợi ích bảo vệ tim mạch từ các dưỡng chất thực vật khi uống 1 đến 4 tách cà phê mỗi ngày ^[2].

Tuy nhiên, các nghiên cứu đoàn hệ quy mô lớn lại cho thấy góc nhìn đa chiều hơn. Một nghiên cứu tiến cứu công bố năm 2018 đã theo dõi 1.475 nam và nữ không chọn lọc trong suốt 12 năm, để họ tự do tiêu thụ thực phẩm và đồ uống chứa caffeine ^[8]. Kết quả cho thấy tỷ lệ mắc mới rung nhĩ (một dạng rối loạn nhịp tim nhanh) trong 12 năm ở nhóm tiêu thụ caffeine cao nhất (nhóm phân vị thứ ba, dùng trên 165 mmol/ngày hoặc trên 320 mg/ngày) là 2,2%, thấp hơn đáng kể so với mức 10,2% ở nhóm tiêu thụ thấp nhất và 5,7% ở nhóm trung bình ^[8]. Xu hướng giảm nguy cơ rung nhĩ này diễn ra ở tất cả các kiểu gen CYP1A2; các yếu tố gây nhiễu có ý nghĩa thống kê là tuổi tác, bệnh phổi mạn tính, tiền sử suy tim, bệnh mạch vành và huyết áp tâm thu, chứ không phải kiểu gen CYP1A2 ^[8].

Một phân tích tiến cứu quy mô rất lớn khác công bố năm 2019 trên dữ liệu UK Biobank với 347.077 cá nhân (bao gồm 8.368 ca mắc mới bệnh tim mạch) cũng kiểm tra mối liên hệ này ^[5]. Nghiên cứu ghi nhận mối liên hệ phi tuyến tính: so với những người uống 1-2 tách cà phê mỗi ngày, nguy cơ mắc bệnh tim mạch tăng lên ở người không uống cà phê (tăng 11%), người uống cà phê đã tách caffeine (tăng 7%) và người uống trên 6 tách mỗi ngày (tăng 22%) ^[5]. Dù vậy, kiểu gen CYP1A2 và điểm số di truyền chuyển hóa caffeine không liên quan đến nguy cơ bệnh tim mạch, cũng như không làm thay đổi mối liên hệ giữa lượng cà phê tiêu thụ và bệnh tim mạch ^[5].

Đối với đường huyết sau ăn, một nghiên cứu năm 2019 chỉ ra rằng ở thời điểm 60 phút sau khi dùng bữa ăn giàu tinh bột kèm caffeine, những người mang kiểu gen chuyển hóa chậm CYP1A2 (-163AC/CC) có mức đáp ứng đường huyết cao hơn 25% so với khi chỉ ăn tinh bột mà không có caffeine ^[6]. Trong khi đó, nhóm chuyển hóa nhanh (kiểu gen AA) không có sự gia tăng có ý nghĩa thống kê này ở thời điểm 60 phút ^[6]. Nghiên cứu này cũng nhắc lại một thử nghiệm khác kéo dài 12 tuần dùng hoặc kiêng cà phê, trong đó người mang kiểu gen AA sau 12 tuần uống cà phê lại có mức đường huyết sau ăn cao hơn và mức axit béo bị ức chế nhiều hơn so với nhóm AC, còn insulin huyết thanh không khác biệt; sự trái ngược này được giải thích là do sự khác biệt giữa tác động cấp tính (ngắn hạn) và tác động mạn tính (dài hạn) của caffeine ^[6].

Lợi ích, giới hạn của bằng chứng và các hiểu lầm thường gặp

Nhìn vào toàn bộ dữ liệu trên, có thể thấy lợi ích rõ ràng của caffeine là cải thiện hiệu suất nhận thức, rút ngắn thời gian phản ứng và gia tăng thành tích trong một số bài vận động thể lực ^[7], ^[1]. Ở cấp độ quần thể chung, việc tiêu thụ caffeine hợp lý thậm chí liên quan đến tỷ lệ mắc rung nhĩ thấp hơn trong dài hạn ^[8].

Tuy nhiên, các bằng chứng khoa học hiện tại cũng có những giới hạn nhất định. Một số nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng có cỡ mẫu còn nhỏ, chẳng hạn như nghiên cứu trên 31 vận động viên bóng ném hoặc 37 người trưởng thành đo huyết áp, hoặc chỉ đo mức độ gắng sức trên 7 người ^[7], ^[1], ^[3]. Trong một nghiên cứu năm 2014 về biến thể gen ở người Trung Quốc, nhóm mang kiểu gen CYP1A2*1C/*1F AA/CC (nhóm có hoạt tính enzyme thấp nhất) có tần suất xuất hiện trong dân số quá thấp đến mức các nhà nghiên cứu không tìm được tình nguyện viên nào qua sàng lọc, và ước tính phải mở rộng quy mô sàng lọc gấp 9 đến 10 lần mới đủ số lượng ^[4]. Ngoài ra, kết quả giữa các nghiên cứu dùng liều cấp tính một lần và nghiên cứu theo dõi thói quen uống dài hạn vẫn còn những điểm chưa đồng nhất ^[2], ^[5], ^[6].

Từ đây, độc giả có thể hóa giải hai hiểu lầm phổ biến. Thứ nhất là niềm tin cho rằng uống cà phê chắc chắn gây ra các chứng loạn nhịp tim nhanh như rung nhĩ cho tất cả mọi người; thực tế theo dõi 12 năm cho thấy nhóm uống trên 320 mg/ngày có tỷ lệ rung nhĩ thấp hơn nhóm uống ít ^[8]. Thứ hai là suy nghĩ rằng hễ mang gen chuyển hóa chậm thì không bao giờ nhận được lợi ích từ cà phê; thực tế là trong các bài tập đạp xe hay chạy nước rút, caffeine vẫn giúp cải thiện thành tích chung bất kể kiểu gen CYP1A2 hay ADORA2A ^[7], ^[1].

Ai nên thận trọng khi sử dụng cà phê?

Dù cà phê mang lại sự tỉnh táo, một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý điều chỉnh lượng dùng dựa trên phản ứng của cơ thể và bệnh lý nền:

• Những người nhận thấy bản thân nhạy cảm hoặc chuyển hóa chậm caffeine (thường có biểu hiện tăng huyết áp tâm thu sau khi uống, hoặc có mức huyết áp tâm trương nền cao khi uống cà phê thường xuyên) ^[3].
• Người đang trong diện sàng lọc tăng huyết áp độ 1 hoặc có tiền sử, nguy cơ nhồi máu cơ tim: các nghiên cứu gợi ý nếu thuộc nhóm chuyển hóa chậm (mang alen C), việc hạn chế lượng tiêu thụ là cần thiết để tránh gia tăng nguy cơ tim mạch ^[2], ^[6].
• Người cần kiểm soát đường huyết sau ăn: những người mang biến thể chuyển hóa chậm AC/CC có thể gặp tình trạng đường huyết tăng cao hơn ở thời điểm 60 phút sau ăn nếu uống cà phê cùng bữa ăn giàu tinh bột ^[6].
• Người lớn tuổi, người có bệnh phổi mạn tính, tiền sử suy tim, bệnh mạch vành hoặc huyết áp tâm thu cao: đây là những yếu tố nguy cơ độc lập liên quan chặt chẽ đến chứng rung nhĩ cần được theo dõi y tế ^[8]. Nếu bạn có bệnh nền tim mạch, huyết áp hoặc đang dùng thuốc điều trị, hãy tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi thay đổi thói quen dùng đồ uống chứa caffeine.

Cách áp dụng thực tế trong đời sống hàng ngày

Khi không thực hiện các xét nghiệm giải trình tự gen trong phòng thí nghiệm, bạn vẫn có thể lắng nghe phản ứng của cơ thể để điều chỉnh cách uống cà phê an toàn và hiệu quả:

• Về liều lượng: Đối với người khỏe mạnh uống cà phê thường xuyên, mức tiêu thụ từ 1 đến 2 tách mỗi ngày (hoặc từ 1 đến 4 tách ở người chuyển hóa nhanh không có triệu chứng khó chịu) là mức an toàn và có lợi; cần tránh uống quá nhiều trên 6 tách mỗi ngày vì làm tăng 22% nguy cơ bệnh tim mạch ^[2], ^[5]. Ngược lại, nếu bạn thường xuyên thấy tim đập nhanh, huyết áp tăng sau khi uống hoặc có nguy cơ tăng huyết áp, hãy áp dụng khuyến cáo dành cho người chuyển hóa chậm là giới hạn dưới 1 tách cà phê mỗi ngày hoặc dưới 100 mg caffeine/ngày từ các nguồn đồ uống khác ^[2].
• Về thời điểm và vận động: Nếu muốn tận dụng caffeine để tăng sự tỉnh táo và hiệu suất vận động, bạn có thể dùng trước khi tập luyện khoảng 60 phút (liều trong nghiên cứu là 3 mg/kg trọng lượng cơ thể) ^[1]. Nếu bạn nhạy cảm với cà phê và lo ngại về đường huyết, hãy tránh uống cà phê ngay cùng lúc với bữa ăn giàu tinh bột ^[6]. Bên cạnh đó, việc duy trì lối sống năng động, tập thể dục thường xuyên sẽ giúp điều hòa phản ứng huyết áp đối với caffeine tốt hơn so với lối sống tĩnh tại ^[3].
• Về chế độ ăn kết hợp: Hoạt tính của enzyme CYP1A2 phân giải caffeine không cố định mà có thể thay đổi qua thực phẩm hàng ngày ở mọi kiểu gen ^[2]. Trong một thử nghiệm dinh dưỡng kéo dài 2 tuần, việc ăn các loại rau họ cải (như bông cải xanh, cải Brussels, súp lơ trắng, cải xoong, bắp cải) giúp làm tăng hoạt tính enzyme CYP1A2 theo liều lượng, hỗ trợ cơ thể phân giải caffeine nhanh hơn (nam giới có mức đáp ứng mạnh hơn nữ giới) ^[2]. Ngược lại, các loại rau họ hoa tán (như cà rốt, cần tây, thì là, mùi tây, củ cải vàng) hoặc việc bổ sung hoạt chất quercetin liên tục trong 14 ngày sẽ ức chế hoạt tính của enzyme CYP1A2, làm chậm quá trình chuyển hóa caffeine thành paraxanthine trong máu ^[2], ^[4].

Tóm lại, hiện tượng hồi hộp hay tăng huyết áp khi uống cà phê là kết quả có cơ sở khoa học từ sự tương tác giữa gen chuyển hóa CYP1A2, thụ thể ADORA2A cùng lối sống và chế độ ăn của mỗi người ^[2], ^[3]. Bạn không cần phải kiêng tuyệt đối nếu cơ thể dung nạp tốt, nhưng cũng không nên ép mình uống theo số đông nếu cơ thể báo hiệu sự quá tải. Lắng nghe nhịp tim, điều chỉnh lượng uống ở mức vừa phải và kết hợp vận động thể chất chính là chìa khóa để thưởng thức cà phê một cách an toàn cho sức khỏe.