Nhiều người tập thể thao cường độ cao thường chỉ chú trọng bổ sung đạm, canxi hoặc vitamin D mà quên mất vai trò then chốt của vitamin K đối với sự chắc khỏe của khung xương. Khi cường độ vận động tăng cao, áp lực cơ học liên tục buộc mô xương phải tái cấu trúc với tốc độ nhanh hơn bình thường. Điều này đặt ra câu hỏi liệu cơ thể vận động viên có đòi hỏi nguồn cung cấp vitamin K lớn hơn mức thông thường hay không.

Câu trả lời là có: quá trình tập luyện nặng đẩy nhanh tốc độ chu chuyển xương, dẫn tới sự gia tăng sản xuất các protein phụ thuộc vitamin K, từ đó làm tăng nhu cầu vi chất này để hoàn thiện quá trình carboxyl hóa. Khi lượng vitamin K cung cấp không bắt kịp tốc độ chu chuyển của tế bào xương, nguy cơ mất cân bằng chuyển hóa và suy yếu mô xương có thể xuất hiện [1], [2].

Cơ chế chu chuyển xương và sự carboxyl hóa protein

Mô xương là một cấu trúc sống liên tục trải qua hai tiến trình đối lập nhưng phối hợp chặt chẽ: hủy xương cũ và tạo xương mới. Quá trình này được gọi chung là tốc độ chu chuyển xương. Trong quá trình tạo xương, các tế bào tạo xương tiết ra osteocalcin, một protein cấu trúc quan trọng có nhiệm vụ gắn kết canxi vào ma trận hydroxyapatite của xương.

Tuy nhiên, osteocalcin mới tạo thành chưa thể thực hiện ngay chức năng giữ canxi. Protein này bắt buộc phải trải qua một biến đổi sinh hóa gọi là phản ứng carboxyl hóa, trong đó vitamin K giữ vai trò đồng yếu tố thiết yếu. Nếu thiếu vitamin K, osteocalcin sẽ tồn tại ở dạng carboxyl hóa dở dang (undercarboxylated osteocalcin), khiến canxi không được cố định chắc chắn vào khung xương [1], [3].

Khi tập luyện ở cường độ cao, tải lực cơ học và căng thẳng chuyển hóa thúc đẩy cơ thể tăng cường phân giải cũng như tổng hợp xương mới [4], [5]. Tốc độ sản sinh protein cấu trúc tăng vọt đồng nghĩa với việc chu trình carboxyl hóa phải hoạt động nhiều hơn, làm cạn kiệt lượng vitamin K dự trữ nếu chế độ dinh dưỡng không bù đắp kịp thời.

Bằng chứng khoa học về tốc độ chu chuyển xương ở người vận động

Sự gia tăng dấu ấn chu chuyển xương dưới tác động của vận động nặng đã được ghi nhận trong nhiều can thiệp lâm sàng.

Năm 2021, một nghiên cứu đánh giá biến đổi dấu ấn chuyển hóa xương ở 16 vận động viên thể dục dụng cụ đỉnh cao (độ tuổi 21,4 +- 0,8) so với 16 nam giới hoạt động thể chất bình thường (độ tuổi 20,9 +- 1,2) qua bài kiểm tra kỵ khí Wingate 30 giây cho thấy hoạt động cường độ cao tác động rõ rệt lên các chỉ số tạo và hủy xương [4]. Nồng độ dấu ấn hủy xương CTX trong huyết thanh tăng lên sau cả hai bài kiểm tra ở nhóm chứng, trong khi nhóm vận động viên thể dục duy trì được sự ổn định nhờ quá trình thích nghi tập luyện lâu dài [4]. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự thích nghi thể lực và trạng thái chuyển hóa chịu tác động từ các chất chuyển hóa của vitamin D [4].

Một thử nghiệm năm 2017 trên các vận động viên bơi lội và lặn cho thấy 62% vận động viên dùng giả dược rơi vào trạng thái chu chuyển xương cao [6]. Nhóm có tốc độ chu chuyển xương cao này đối mặt với nguy cơ sụt giảm nồng độ vitamin D nhanh hơn trong vòng 6 tháng [6]. Hiện tượng này khẳng định vận động viên tập luyện liên tục thường có tốc độ chu chuyển xương vượt trội so với người ít vận động [6].

Tương tự, nghiên cứu năm 2016 so sánh 43 vận động viên nam với 16 nam giới ít vận động (độ tuổi 17-37) phát hiện nhóm vận động viên có nồng độ dấu ấn tạo xương P1NP cao vượt trội (145,6 +- 77,5 ng/ml so với 61,2 +- 22,3 ng/ml) [5]. Nồng độ protein điều hòa xương sclerostin ở vận động viên cũng cao hơn đáng kể (35,3 +- 8,9 so với 28,0 +- 5,6 pmol/l) [5].

Năm 2022, nghiên cứu trên 25 cầu thủ bóng đá trẻ trong giai đoạn tiền mùa giải 8 tuần cho thấy nhóm tập luyện không bổ sung vi chất có nồng độ chất hủy xương beta-CTx và osteocalcin tăng cao rõ rệt [7]. Mối tương quan đồng biến giữa beta-CTx và osteocalcin tiếp tục minh chứng rằng vận động cường độ cao kích hoạt song song cả quá trình hủy và tạo xương [7].

Vitamin K và nguy cơ thiếu hụt chuyển hóa ở vận động viên

Do chu chuyển xương diễn ra mạnh mẽ, tình trạng thiếu hụt sinh hóa vitamin K đã được ghi nhận trực tiếp trên các vận động viên chuyên nghiệp.

Nghiên cứu năm 2010 tiến hành kiểm tra trên 71 cầu thủ bóng chày chuyên nghiệp Nhật Bản (từ 18 đến 39 tuổi) phát hiện dấu ấn hủy xương NTX trong nước tiểu đạt mức trung bình 65,6 nM BCE/mM Cr [2]. Khi phân tích sâu nhóm 9 vận động viên có chỉ số NTX cao bất thường, xét nghiệm sinh hóa cho thấy toàn bộ 9 người (100%) đều rơi vào tình trạng thiếu hụt vitamin K dựa trên nồng độ vitamin K1 và K2 trong huyết thanh xuống thấp [2]. Đáng chú ý, kết quả điều tra khẩu phần ăn cho thấy lượng vitamin K tiêu thụ hàng ngày của họ vẫn đạt mức khuyến nghị thông thường (AI) [2]. Sự mâu thuẫn giữa lượng ăn vào và nồng độ thực tế trong máu chứng minh rằng nhu cầu sử dụng vitamin K ở vận động viên chịu tải tập luyện nặng đã vượt qua mức khuyến cáo cho người phổ thông [2].

Trước đó, một thử nghiệm can thiệp năm 1998 trên 8 nữ vận động viên đỉnh cao (gồm 4 người bị mất kinh trên 1 năm do tập nặng và 4 người dùng thuốc tránh thai) đã chỉ ra rằng các vận động viên không dùng thuốc tránh thai bị thiếu hụt vitamin K sinh hóa trầm trọng, thể hiện qua khả năng gắn canxi rất kém của osteocalcin [1]. Sau khi được bổ sung vitamin K với liều 10 mg/ngày trong vòng 1 tháng, khả năng gắn canxi của osteocalcin tăng lên ở tất cả đối tượng [1]. Riêng nhóm thiếu hụt nội tiết, lượng bổ sung này đã thúc đẩy các dấu ấn tạo xương tăng 15-20% và giảm đồng thời 20-25% các dấu ấn hủy xương, tái lập thế cân bằng cho mô xương [1].

Mối liên hệ giữa việc cung cấp vitamin K và tỷ lệ carboxyl hóa osteocalcin cũng được khẳng định trong nghiên cứu năm 2020 trên 19 bệnh nhân [3]. Khi lượng vitamin K1 nạp vào tăng từ mức trung vị 66 lên 183 mcg/ngày trong 3 tháng, tỷ lệ osteocalcin chưa carboxyl hóa (ucOC/OC) cùng kháng thể PIVKA-II suy giảm rõ rệt theo liều lượng, phản ánh sự phục hồi carboxyl hóa tại mô xương [3].

Giới hạn của các bằng chứng hiện có

Mặc dù các dữ liệu sinh hóa đều chỉ ra sự liên kết chặt chẽ giữa tốc độ chu chuyển mô xương và nhu cầu vitamin K, các nghiên cứu can thiệp trực tiếp trên vận động viên hiện còn nhiều giới hạn. Phần lớn các thử nghiệm lâm sàng có cỡ mẫu nhỏ (từ 8 đến 25 người) [4], [7], [1]. Một số nghiên cứu dinh dưỡng dựa trên bảng hỏi tự báo cáo hoặc tập trung chủ yếu vào các vận động viên nam chuyên nghiệp, thiếu tính khái quát hóa cho mọi lứa tuổi và các bộ môn khác nhau [7], [2].

Bên cạnh đó, các dấu ấn sinh học đo lường trong phòng thí nghiệm phản ánh quá trình chuyển hóa trước mắt nhưng chưa đủ để khẳng định nguy cơ gãy xương do mỏi (stress fracture) hay bệnh lý thoái hóa trong dài hạn [8]. Do đó, người tập không nên tự ý suy diễn các kết quả nghiên cứu thành chỉ định y khoa điều trị bệnh lý xương khớp.

Hiểu lầm phổ biến khi chăm sóc xương khớp khi tập luyện

Hiểu lầm thường gặp nhất là cho rằng chỉ cần uống nhiều canxi và tắm nắng đủ vitamin D là bộ xương đã được bảo vệ hoàn hảo. Thực tế, canxi là vật liệu xây dựng, vitamin D hỗ trợ hấp thu canxi qua ruột, nhưng nếu thiếu vitamin K thì canxi không thể gắn kết tối ưu vào khung xương do osteocalcin chưa được carboxyl hóa hoàn chỉnh [1], [2].

Một ngộ nhận khác là tin rằng chế độ ăn đạt chuẩn khuyến nghị dinh dưỡng chung (AI) đã đủ đáp ứng cho người tập luyện thể thao nặng. Nghiên cứu thực tế trên các cầu thủ bóng chày chuyên nghiệp cho thấy dù lượng nạp vitamin K đạt chuẩn chung, 100% vận động viên có dấu ấn hủy xương cao vẫn bị thiếu hụt vi chất này trong máu [2]. Cường độ vận động nặng tạo ra áp lực chuyển hóa hoàn toàn khác biệt so với lối sống tĩnh tại thông thường.

Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Không phải ai tập luyện cũng cần tìm đến các viên uống bổ sung vitamin K liều cao. Những người sau đây cần hết sức lưu ý:

  • Người đang điều trị bằng thuốc chống đông máu (như thuốc kháng vitamin K): Việc tự ý tăng lượng nạp vitamin K từ thực phẩm hoặc chế phẩm bổ sung có thể làm mất tác dụng của thuốc, làm tăng nguy cơ hình thành cục máu đông đe dọa tính mạng. Bất kỳ thay đổi dinh dưỡng nào cũng bắt buộc phải có ý kiến bác sĩ điều trị.
  • Vận động viên nữ bị rối loạn chu kỳ kinh nguyệt, suy giảm estrogen do tập luyện quá sức: Cần được thăm khám y khoa toàn diện để điều chỉnh khối lượng vận động và dinh dưỡng, không nên tự ý dùng đơn lẻ vi chất nhằm thay thế phác đồ điều trị [1].
  • Người có bệnh lý nền về gan, thận hoặc suy giảm hấp thu dưỡng chất: Cần được xét nghiệm chuyên sâu trước khi can thiệp dinh dưỡng vi lượng.

Ứng dụng thực tế cho người tập luyện thể thao

Để đảm bảo quá trình tái tạo xương diễn ra thuận lợi mà không gặp rủi ro sức khỏe, người tập thể thao cường độ cao nên ưu tiên tối ưu hóa thực đơn hàng ngày trước khi cân nhắc sản phẩm bổ sung:

  • Tăng cường rau xanh đậm màu: Các loại rau như cải bó xôi, cải xoăn, súp lơ xanh là nguồn cung cấp dồi dào vitamin K1. Hãy bổ sung đều đặn vào các bữa ăn chính sau buổi tập.
  • Kết hợp thực phẩm lên men: Natto (đậu nành lên men), phô mai và một số thực phẩm lên men tự nhiên cung cấp nguồn vitamin K2 có hoạt tính sinh học cao.
  • Sử dụng kèm chất béo tốt: Do vitamin K là vi chất tan trong chất béo, bạn nên chế biến rau xanh cùng dầu ô liu, dầu hạt hoặc dùng kèm các món có chất béo lành mạnh để tối đa hóa khả năng hấp thu tại đường ruột.
  • Duy trì đồng bộ canxi và vitamin D: Đảm bảo lượng nước, bù đắp canxi khi vận động ra nhiều mồ hôi và duy trì nồng độ vitamin D hợp lý để hỗ trợ quá trình khoáng hóa [4], [7], [8].

Hoạt động thể lực cường độ cao làm gia tăng tốc độ chu chuyển mô xương, kích thích sản sinh osteocalcin và đẩy mạnh đòi hỏi carboxyl hóa protein, từ đó làm gia tăng nhu cầu sử dụng vitamin K của cơ thể [7], [1], [2]. Tuy nhiên, giải pháp bền vững và an toàn nhất cho người tập luyện là xây dựng chế độ dinh dưỡng đa dạng, giàu thực phẩm tự nhiên chứa vitamin K, thay vì tự ý lạm dụng viên uống bổ sung liều cao khi chưa có hướng dẫn y tế chuyên môn.