Thừa sắt do bổ sung quá đà gây tổn thương gan, tim mạch thế nào?

Nhiều người có thói quen hễ thấy cơ thể mệt mỏi, hoa mắt, chóng mặt là tự ý tìm mua các viên uống bổ sung sắt liều cao để bồi bổ sức khỏe. Tâm lý xem sắt là một loại vi chất lành tính, uống càng nhiều càng bổ huyết đã khiến không ít người lạm dụng suốt nhiều tháng liền mà không hề qua thăm khám. Liệu việc dung nạp một lượng sắt vượt quá nhu cầu thực tế của cơ thể có hoàn toàn vô hại như nhiều người vẫn nghĩ?

Câu trả lời chắc chắn là không. Việc lạm dụng các chế phẩm bổ sung sắt khiến kim loại này tích tụ vượt ngưỡng an toàn, biến một dưỡng chất thiết yếu thành chất độc gây hại trực tiếp cho gan và tim mạch. Khi lượng sắt tự do không còn được kiểm soát, chúng sẽ kích hoạt phản ứng stress oxy hóa dữ dội, tàn phá tế bào và có thể dẫn tới xơ gan, suy tim không thể hồi phục.

Cơ chế biến "dưỡng chất" thành chất độc tàn phá cơ thể

Trong điều kiện sinh lý bình thường, sắt là một chất xúc tác sinh học không thể thiếu cho các phản ứng oxy hóa khử trong tế bào và duy trì sự sống ^[1]. Toàn bộ lượng sắt lưu hành trong máu đều được bao bọc và vận chuyển an toàn bởi protein chuyên biệt mang tên transferrin ^[2]. Tuy nhiên, nghịch lý sinh học xảy ra khi lượng ion kim loại này vượt quá khả năng cô lập của các protein dự trữ, biến chúng thành tác nhân gây chết tế bào ^[1].

Khi lượng sắt từ nguồn bổ sung ồ ạt đổ vào máu vượt quá khả năng vận chuyển của transferrin, dạng sắt không liên kết transferrin (gọi tắt là NTBI) sẽ chính thức xuất hiện ^[2]. Sự hiện diện của NTBI là điểm khởi đầu cho chuỗi phản ứng hủy hoại mô, bởi dạng sắt tự do có trọng lượng phân tử thấp này đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng sinh ra gốc tự do ^[3]. Cụ thể, sắt tự do xúc tác quá trình chuyển đổi các dạng oxy hoạt tính trung gian như superoxide anion và hydro peroxide thành gốc hydroxyl có độc tính cực kỳ mạnh mẽ ^[4].

Sự bùng nổ của các gốc tự do dẫn tới hiện tượng stress oxy hóa nghiêm trọng ^[2]. Độc tính của sắt chỉ thực sự gây tổn thương khi lượng gốc tự do sinh ra vượt quá khả năng dọn dẹp của hệ thống phòng thủ chống oxy hóa trong tế bào ^[3]. Một khi ngưỡng chịu đựng bị phá vỡ, các gốc tự do này sẽ tấn công toàn diện vào màng lipid, protein, carbohydrate và cả chuỗi xoắn DNA của tế bào ^[3].

Gan gánh hậu quả nặng nề: Men gan tăng vọt và nguy cơ xơ hóa

Gan chính là cơ quan dự trữ sắt chủ yếu của toàn bộ cơ thể và giữ vai trò trung tâm điều hòa cân bằng nội môi sắt ^[1]. Chính vì thế, các phân tử sắt tự do NTBI được mô gan ưu tiên dọn dẹp và thu nhận với tốc độ nhanh gấp hơn 200 lần so với sắt gắn transferrin thông thường ^[2]. Khi phải thu nạp lượng kim loại khổng lồ này, gan trở thành "tâm bão" đầu tiên hứng chịu sự hủy hoại của quá trình stress oxy hóa.

Quá trình peroxy hóa lipid màng do gốc oxy tự do gây ra làm suy giảm nghiêm trọng các chức năng phụ thuộc màng của ty thể và lysosome trong tế bào gan ^[3]. Tại ty thể, sự quá tải sắt làm suy yếu quá trình hô hấp tế bào gan, cơ chế chủ yếu thông qua việc làm giảm hoạt tính của enzyme cytochrome c oxidase ^[3]. Đồng thời, sự tích tụ kim loại này còn làm rối loạn cân bằng canxi nội bào do phá hỏng khả năng cô lập canxi tại ty thể và vi thể tế bào gan ^[3].

Không chỉ dừng lại ở việc gây chết tế bào gan, các gốc tự do và sản phẩm phụ từ quá trình oxy hóa màng tế bào còn kích hoạt các tế bào Kupffer cùng tế bào hình sao tại gan ^[1]. Sự hoạt hóa này châm ngòi cho các phản ứng viêm mạn tính và thúc đẩy mạnh mẽ quá trình tạo xơ ^[1]. Nguy cơ nhiễm độc và xơ hóa gan do sắt sẽ đặc biệt nghiêm trọng nếu cơ thể chịu thêm các tổn thương đồng thời từ việc lạm dụng rượu bia hoặc nhiễm virus viêm gan ^[1]. Khi tình trạng quá tải sắt không được can thiệp kịp thời, sự tích tụ collagen type IV sẽ tăng dần theo lượng sắt lắng đọng, đẩy nhanh tiến trình dẫn tới xơ gan hoặc ung thư gan ^[5], ^[6].

Tổn thương tim mạch âm thầm: Bệnh cơ tim do ứ sắt

Bên cạnh gan, cơ tim cũng là đích ngắm nguy hiểm thứ hai của sắt tự do NTBI với tốc độ thanh thải sắt tự do cao gấp 200 lần so với bình thường ^[2]. Quá tải sắt tại mô tim dẫn tới bệnh cơ tim hạn chế, biểu hiện lâm sàng dưới dạng rối loạn chức năng tâm thu hoặc tâm trương thứ phát do kim loại này tích tụ dày đặc trong các sợi cơ tim ^[7].

Cơ chế gây suy giảm chức năng tim cũng bắt nguồn từ khả năng xúc tác sinh ra các gốc oxy tự do độc hại của sắt ^[7]. Khi các gốc tự do này liên tục bắn phá cấu trúc màng lipid và bào quan tế bào cơ tim, cơ chế phòng thủ nội tại của tim sẽ bị suy yếu dần ^[2], ^[7]. Sự lắng đọng kéo dài này gây tổn thương không thể hồi phục cho chức năng co bóp và thư giãn của buồng tim, đẩy người bệnh vào tình trạng suy tim sung huyết khó kiểm soát ^[2], ^[7].

Đáng lo ngại hơn, các tổn thương tim mạch do sắt thường diễn tiến trong âm thầm suốt nhiều năm trước khi phát lộ thành các triệu chứng rõ rệt. Những người dùng sắt tùy tiện thường không nhận biết được tim mình đang bị đầu độc từ từ cho đến khi xuất hiện cảm giác khó thở khi gắng sức, loạn nhịp tim hoặc các dấu hiệu suy tim tiến triển.

Bằng chứng từ các nghiên cứu khoa học thực nghiệm

Để hiểu rõ mức độ nguy hiểm của tình trạng ứ sắt, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều công trình nghiên cứu sâu về cơ chế phân tử cũng như ngưỡng độc tính:

Nghiên cứu về bệnh sinh độc tính sắt năm 2010 đã xác định các ngưỡng nguy hiểm báo động đỏ cho cơ thể ^[2]. Cụ thể, độc tính của sắt được ghi nhận khi nồng độ sắt trong gan vượt mức 440 micromol/gam trọng lượng khô, ferritin huyết thanh lớn hơn 2500 ng/mL, lượng sắt bài tiết qua nước tiểu bằng DFO vượt quá 20 mg/ngày, và độ bão hòa transferrin đạt trên 75% ^[2]. Khi vượt các ngưỡng này, sắt NTBI sẽ xuất hiện ồ ạt, tấn công ty thể, lysosome và đe dọa trực tiếp tính mạng ^[2].

Một nghiên cứu thực nghiệm năm 2014 trên mô hình chuột bị gây quá tải sắt thông qua đường tiêm đã cho thấy sự suy giảm chức năng gan rõ rệt ^[8]. Các cá thể chuột ứ sắt có tỷ lệ trọng lượng gan trên cơ thể tăng cao, gia tăng mạnh chỉ số men gan AST và ALT trong huyết tương và huyết thanh, kèm theo sự lắng đọng sắt nội bào dày đặc và tăng tỷ lệ tế bào gan chết theo chương trình ^[8]. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự tăng vọt nồng độ gốc tự do ROS cùng sản phẩm thoái hóa lipid MDA, song song với việc cạn kiệt nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên GSH trong mô gan ^[8].

Nghiên cứu trên mô hình chuột mắc bệnh cơ tim do ứ sắt năm 2000 đã chứng minh độc tính của kim loại này tỷ lệ thuận theo liều nạp ^[7]. Khi sắt tích tụ tăng dần theo thời gian, gánh nặng sắt trong cơ tim chuột tăng cao tương ứng, kéo theo sự sụt giảm hoạt tính của enzyme chống oxy hóa quan trọng là glutathione peroxidase (GPx), thúc đẩy sản sinh gốc tự do và làm gia tăng tỷ lệ tử vong ^[7].

Năm 2018, một nghiên cứu trên chuột bạch tạng Swiss khẳng định sự tích tụ sắt quá mức gây độc tế bào, hủy hoại mô và dẫn đến xơ hóa cơ quan ^[5]. Tình trạng này làm tăng mạnh các gốc tự do ROS, giảm các chỉ số chống oxy hóa nội sinh và làm biến đổi hình thái tế bào học của gan ^[5]. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận thấy việc sử dụng hợp chất tự nhiên axit ellagic có thể dọn dẹp gốc tự do, chuẩn hóa nồng độ men gan và giảm bớt tình trạng xơ hóa ^[5].

Nghiên cứu hóa mô miễn dịch năm 1995 trên các mẫu mô gan ứ sắt đã phân tích hoạt tính của hai enzyme dọn dẹp gốc tự do quan trọng là Cu/Zn-SOD và Mn-SOD ^[6]. Kết quả chỉ ra nồng độ collagen type IV có xu hướng tăng tỷ lệ thuận với lượng sắt lắng đọng trong mô gan ^[6]. Đáng chú ý, sự biểu hiện thấp của enzyme chống oxy hóa Mn-SOD được nhận định là một mắt xích then chốt giải thích vì sao gan dễ bị hủy hoại mạn tính khi quá tải sắt ^[6].

Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 2004 về quá tải sắt sau ghép tế bào gốc cho thấy ngoài việc tàn phá gan, các gốc tự do do sắt dư thừa tạo ra còn thúc đẩy hội chứng tắc xoang gan và hội chứng viêm phổi vô căn ^[4]. Nghiên cứu chỉ ra việc sử dụng các chất thải sắt hoặc bổ sung chất chống oxy hóa tiền chất như N-acetylcysteine, glutamine có thể hỗ trợ dọn dẹp gốc tự do và hồi phục thế năng oxy hóa khử ^[4].

Những hiểu lầm tai hại khi tự ý uống viên sắt

Sai lầm phổ biến nhất trong cộng đồng là đánh đồng triệu chứng xanh xao, mệt mỏi với bệnh thiếu máu thiếu sắt. Rất nhiều bệnh lý khác cũng gây mệt mỏi kéo dài như suy tuyến giáp, suy nhược cơ thể, viêm mạn tính hoặc các bệnh lý tan máu di truyền. Tự ý uống sắt trong khi cơ thể không hề thiếu sẽ nhanh chóng biến lượng kim loại ngoại lai này thành dạng tự do NTBI đầu độc các cơ quan nội tạng ^[2].

Một ngộ nhận tai hại khác là cho rằng lượng sắt dư thừa sẽ được thận tự động lọc và đào thải ra ngoài qua nước tiểu như các vitamin tan trong nước. Trên thực tế, cơ thể con người không có cơ chế bài tiết sắt chủ động một cách tự nhiên. Khi transferrin bão hòa, sắt chỉ có thể từ từ lắng đọng vào gan, tim và các tuyến nội tiết, từng bước gây xơ hóa mô ^[2], ^[1].

Nhiều người cũng nghĩ rằng chỉ cần ngừng uống sắt là các tổn thương sẽ tự động biến mất. Mặc dù các rối loạn chức năng và biến chứng nội tạng do độc tính của sắt phần lớn có thể đảo ngược nếu được điều trị thải sắt kịp thời, việc để sắt tích tụ kéo dài đến giai đoạn hình thành dải xơ vững chắc sẽ khiến mô gan và cơ tim bị sẹo hóa vĩnh viễn ^[2], ^[1].

Những ai cần đặc biệt thận trọng với nguy cơ quá tải sắt?

Nhóm đối tượng đầu tiên tuyệt đối không được tự ý bổ sung sắt là những người mang đột biến gen liên quan đến điều hòa chuyển hóa sắt, điển hình là bệnh thừa sắt di truyền hemochromatosis ^[1]. Ở nhóm người này, đột biến làm gián đoạn hormone hepcidin - loại protein chuyên biệt do gan sản xuất để kiểm soát hấp thu sắt, dẫn tới tình trạng cơ thể liên tục hút sắt từ đường ruột và tích tụ vào mô ^[1].

Nhóm người bệnh thứ hai cần cảnh giác cao độ là bệnh nhân mắc bệnh tan máu bẩm sinh thalassemia thể nặng ^[2]. Ở các bệnh nhân này, quá tải sắt là hậu quả cộng gộp của việc phải truyền máu nhiều lần kết hợp với tình trạng tăng hấp thu sắt bất thường do quá trình tạo máu kém hiệu quả gây ra ^[2]. Việc tự ý uống thêm bất kỳ sản phẩm bổ sung nào chứa sắt đối với nhóm bệnh nhân này đều có thể đẩy nhanh nguy cơ tử vong do suy tim và xơ gan ^[2].

Ngoài ra, những người mắc bệnh gan mạn tính, viêm gan virus hoặc người có tiền sử nghiện rượu bia cũng phải hết sức cẩn trọng ^[1]. Độc tính và khả năng gây xơ gan của sắt tăng vọt ngay cả ở mức ứ sắt vừa phải nếu kết hợp cùng các tổn thương nền tảng sẵn có do cồn hoặc virus ^[1].

Cách phòng ngừa quá tải sắt và duy trì cơ thể khỏe mạnh

Để tránh biến viên uống bổ sung thành mầm mống gây bệnh cho tim và gan, nguyên tắc vàng là chỉ sử dụng viên sắt khi có chỉ định rõ ràng từ bác sĩ sau khi đã xét nghiệm máu đánh giá nồng độ ferritin huyết thanh và độ bão hòa transferrin ^[2]. Tuyệt đối không tự ý dùng các loại viên uống đa vi chất có chứa sắt với liều lượng cao trong thời gian dài mà không có sự theo dõi y khoa định kỳ.

Nếu bạn đang khỏe mạnh, hãy ưu tiên đáp ứng nhu cầu sắt thông qua chế độ ăn uống tự nhiên, đa dạng với các loại thịt đỏ, cá, trứng và các loại đậu. Nguồn sắt từ thực phẩm nguyên phần được cơ thể dung nạp và điều tiết hấp thu tự nhiên thông qua hệ thống nội tiết tại ruột và gan tốt hơn rất nhiều so với sắt vô cơ đậm đặc ^[1]. Đồng thời, cần kết hợp chế độ ăn giàu rau xanh, hoa quả tươi để bổ sung các chất chống oxy hóa tự nhiên giúp bảo vệ tế bào trước các gốc tự do sinh học ^[3], ^[8].

Đối với những trường hợp đã bị quá tải sắt do điều trị y tế hoặc do bệnh lý, việc loại bỏ sắt dư thừa ra khỏi gan và các cơ quan là biện pháp bắt buộc để ngăn chặn tiến triển thành xơ gan và suy tim ^[2], ^[1]. Y học hiện nay áp dụng phương pháp trích máu định kỳ một cách an toàn và hiệu quả để rút bớt lượng sắt dự trữ, hoặc sử dụng các phác đồ thuốc thải sắt chuyên biệt nhằm đưa nồng độ sắt mô trở lại ngưỡng an toàn ^[2], ^[4].

Sắt là kim loại thiết yếu mang lại sức sống cho từng tế bào, nhưng cũng có thể biến thành lưỡi dao sắc phá hủy gan và tim nếu bị đưa vào cơ thể một cách vô tội vạ. Hãy tôn trọng nguyên tắc lắng nghe cơ thể một cách khoa học: luôn tham vấn nhân viên y tế và xét nghiệm máu trước khi quyết định uống bất kỳ viên sắt nào, để đảm bảo bạn đang chăm sóc sức khỏe thay vì âm thầm chuốc lấy độc tính oxy hóa cho chính mình.