Uống cà phê ngay sau khi dùng viên vitamin D có làm giảm tác dụng?

Nhiều người có thói quen uống một tách cà phê thơm nóng vào buổi sáng ngay sau khi dùng các viên uống vi chất hoặc thực phẩm bổ sung dinh dưỡng. Tuy nhiên, không ít người băn khoăn liệu thói quen uống cà phê ngay sau khi dùng viên vitamin D có làm cản trở quá trình hấp thu hoặc làm mất đi tác dụng sinh học của loại vitamin thiết yếu này hay không.

Câu trả lời ngắn gọn dựa trên các bằng chứng khoa học hiện có là: việc uống cà phê không trực tiếp phá hủy phân tử vitamin D trong đường tiêu hóa, nhưng caffeine có thể làm suy giảm sự nhạy cảm của các thụ thể tiếp nhận vitamin D tại tế bào đích và gây rối loạn cân bằng canxi trong cơ thể nếu dùng ở lượng lớn hoặc uống cùng thời điểm.

Thụ thể vitamin D và vai trò then chốt đối với cơ thể

Để hiểu được tác động của cà phê, trước hết cần nắm rõ cách thức vitamin D hoạt động khi đi vào cơ thể người. Vitamin D không hoạt động đơn độc như một chất dinh dưỡng thụ động, mà sau khi được chuyển hóa thành dạng hoạt tính sinh học là 1,25-dihydroxyvitamin D3 [1,25(OH)2D], chất này sẽ hoạt động như một loại hormone ^[1]. Phân tử này gắn kết đặc hiệu với thụ thể vitamin D (viết tắt là VDR - Vitamin D Receptor), vốn thuộc họ thụ thể hormone nhân tế bào ^[2].

Thụ thể VDR hiện diện ở hầu hết các mô cơ quan, đặc biệt tập trung nhiều ở tế bào niêm mạc ruột non và các nguyên bào xương [1, 2]. Khi phức hợp vitamin D gắn kết thành công với thụ thể VDR, nó sẽ kích hoạt quá trình phiên mã gene, từ đó điều hòa hàng loạt quá trình sinh hóa quan trọng ^[1]. Chức năng quan trọng bậc nhất của con đường truyền tín hiệu qua thụ thể VDR là kiểm soát hiệu quả hấp thu canxi tại ruột ^[1]. Quá trình này đóng vai trò quyết định đối với việc khoáng hóa xương tối ưu trong giai đoạn phát triển, bảo vệ khối xương ở người trưởng thành và ngăn ngừa bệnh loãng xương ^[1]. Khi lượng canxi nạp vào thấp, sự hấp thu canxi hoàn toàn phụ thuộc vào con đường bão hòa chịu sự kiểm soát nghiêm ngặt của vitamin D qua thụ thể VDR ^[1]. Do đó, nếu thụ thể VDR bị ức chế hoặc suy giảm số lượng, các hoạt động của vitamin D sẽ bị ngắt quãng, ngay cả khi nồng độ vitamin trong máu vẫn đầy đủ.

Tác động của caffeine lên thụ thể VDR tại tế bào xương

Mối liên hệ giữa việc tiêu thụ caffeine trong cà phê và mật độ khoáng của xương đã được giới khoa học chú ý từ lâu [1, 3]. Nhằm giải mã cơ chế phân tử ở cấp độ tế bào, một nghiên cứu thực nghiệm công bố năm 2007 đã phân tích sâu tác động của các liều lượng caffeine khác nhau lên hoạt động của tế bào tạo xương (nguyên bào xương) ở người ^[2].

Các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm ảnh hưởng của caffeine với các mức nồng độ gồm 0,2 mM, 0,5 mM, 1,0 mM và 10 mM đối với biểu hiện protein của thụ thể VDR được kích thích bởi 1,25(OH)2D3 trong nguyên bào xương người ^[2]. Kết quả cho thấy caffeine làm giảm biểu hiện thụ thể VDR phụ thuộc theo liều lượng ^[2]. Đáng chú ý, ở các nồng độ caffeine 1,0 mM và 10 mM, mức độ biểu hiện của protein VDR bị sụt giảm lần lượt khoảng 50% đến 70% ^[2].

Không chỉ dừng lại ở việc làm giảm số lượng thụ thể VDR, caffeine ở các liều lượng này còn làm suy giảm hoạt tính của enzyme phosphatase kiềm (ALP) được kích thích bởi 1,25(OH)2D3 ^[2]. Enzyme phosphatase kiềm là một chất chỉ điểm sinh học kinh điển phản ánh chức năng hoạt động bình thường của tế bào tạo xương ^[2]. Khi hoạt tính của enzym này bị ức chế, khả năng xây dựng và khoáng hóa chất nền xương của tế bào sẽ suy giảm rõ rệt ^[2]. Điều đáng lưu ý là caffeine không làm thay đổi hoạt tính enzyme ALP cơ bản mà chỉ ức chế phần hoạt tính cần có sự kích thích của vitamin D dạng hoạt tính ^[2]. Các phát hiện này chỉ ra rằng caffeine trực tiếp can thiệp và làm suy giảm hoạt động sinh học của vitamin D tại các mô đích tạo xương thông qua việc làm giảm số lượng thụ thể tiếp nhận ^[2].

Bằng chứng về biểu hiện gene ruột và phản ứng hai pha

Một nghiên cứu chuyên sâu khác thực hiện năm 2019 tiếp tục làm sáng tỏ cách caffeine tác động lên các gene chịu sự điều hòa của thụ thể VDR ở cả tế bào ruột và tế bào xương ^[3]. Nghiên cứu này sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại như xét nghiệm gene chỉ thị reporter, phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và lai thấm Western blotting trên nhiều dòng tế bào nuôi cấy trong ống nghiệm, bao gồm tế bào biểu mô ruột (LS180), tế bào u xương (HOS) và nguyên bào xương người bình thường ^[3].

Kết quả thực nghiệm cho thấy caffeine có tác động kích thích hoạt tính nanoluciferase phụ thuộc VDR trên dòng tế bào ruột IZ-VDRE, đồng thời làm biến đổi nồng độ ARN thông tin (mRNA) của nhiều gene mục tiêu liên quan đến khoáng hóa xương như CYP24A1, BGLAP, SPP1 và TNSF11 ^[3]. Tuy nhiên, tại các nguyên bào xương người bình thường, caffeine lại làm sụt giảm đáng kể các bản phiên mã gene CYP24A1, TNSF11 và SPP1 vốn được kích hoạt bởi calcitriol ^[3]. Sự sụt giảm biểu hiện gene này diễn ra theo mô hình đồ thị hình chữ U không tuyến tính (phản ứng hai pha) ^[3]. Điều này cho thấy tại các mô khác nhau như niêm mạc ruột và hệ xương, caffeine thể hiện những đáp ứng sinh học phức tạp, trong đó việc dùng caffeine có thể gây ức chế chọn lọc các phản ứng kích hoạt gene quan trọng của vitamin D đối với quá trình tạo xương ^[3].

Caffeine làm thay đổi bài tiết hormone cận giáp và đào thải khoáng chất

Bên cạnh tác động lên thụ thể VDR, cà phê còn tác động đến hệ thống nội tiết điều hòa khoáng chất trong cơ thể. Một công trình nghiên cứu năm 2013 đã làm rõ ảnh hưởng của caffeine lên sự bài tiết hormone tuyến cận giáp (PTH) - một hormone phối hợp chặt chẽ cùng vitamin D và canxi để duy trì quá trình tái tạo xương ^[4].

Thử nghiệm được thực hiện trên tế bào tuyến cận giáp người ở các nồng độ caffeine sinh lý dao động từ 1 đến 50 µM ^[4]. Kết quả ghi nhận ở nồng độ sinh lý cao là 50 µM, caffeine gây ra sự sụt giảm đáng kể đối với sự bài tiết hormone PTH cũng như mức độ biểu hiện gene của PTH ^[4]. Quá trình ức chế này diễn ra song song với việc sụt giảm nồng độ phân tử truyền tin cAMP nội bào, làm giảm hoạt tính của enzyme protein kinase A và giảm biểu hiện gene thụ thể adenosine A1 (ADORA1) ^[4]. Hai thụ thể chính mà caffeine nhắm tới tại tuyến cận giáp được xác định là ADORA1 và ADORA2A ^[4]. Khi hoạt động của tuyến cận giáp bị xáo trộn kết hợp với tác động làm tăng đào thải canxi qua đường nước tiểu và phân, cán cân cân bằng canxi trong cơ thể sẽ chịu ảnh hưởng tiêu cực [4, 5].

Các dữ liệu tổng hợp cũng chỉ ra rằng caffeine tác động tiêu cực đến cân bằng canxi thông qua cơ chế giảm tái hấp thu canxi ở ống thận và giảm hiệu quả hấp thu canxi tại biểu mô đường tiêu hóa ^[5]. Tiêu thụ lượng lớn caffeine có thể dẫn đến thất thoát canxi đáng kể qua cả phân và nước tiểu, từ đó làm giảm hiệu quả sinh học tổng thể mà vitamin D mang lại cho hệ xương khớp ^[5].

Mối liên hệ giữa cà phê, nồng độ vitamin D và phosphatase kiềm trên người

Để đánh giá thực tế trên người sống, một nghiên cứu dịch tễ học năm 2012 tại Ả Rập Xê Út đã khảo sát thói quen tiêu thụ trà và cà phê ở thanh thiếu niên ^[5]. Nghiên cứu nhận thấy những người uống cà phê nhiều nhất (từ 9 đến 12 lần mỗi tuần) có độ tuổi trẻ hơn, chỉ số khối cơ thể (BMI) thấp hơn so với nhóm ít uống ^[5]. Nồng độ 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D] lưu hành trong máu ghi nhận tăng ở nhóm nữ giới uống cà phê 9-12 lần/tuần sau khi đã hiệu chỉnh theo tuổi và chỉ số BMI ^[5]. Tuy nhiên, khi so sánh tổng thể thì thói quen uống cà phê không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê rõ rệt về nồng độ 25(OH)D trong máu như nhóm uống trà ^[5].

Một nghiên cứu cắt ngang thực hiện năm 2022 trên 181 phụ nữ mang thai ở tuần thai thứ 25 đến 35 (độ tuổi trung bình 32,9 tuổi) đã đem đến góc nhìn quan trọng về sự tương tác giữa vitamin D và caffeine ^[6]. Nghiên cứu chia các thai phụ thành hai nhóm: nhóm không đủ vitamin D gồm 50 người (chiếm 27,6%, nồng độ 25(OH)D dưới 75 nmol/L) và nhóm đủ vitamin D gồm 131 người (chiếm 72,4%, nồng độ 25(OH)D từ 75 nmol/L trở lên) ^[6].

Kết quả phân tích hồi quy sau khi đã hiệu chỉnh cho thấy: lượng caffeine tiêu thụ hàng ngày càng cao thì nồng độ enzyme phosphatase kiềm (ALP) trong huyết thanh càng thấp, nhưng mối liên hệ này chỉ xuất hiện ở nhóm phụ nữ mang thai có đủ vitamin D (hệ số beta = -0,24; p = 0,006) ^[6]. Ngược lại, ở nhóm thai phụ bị thiếu hụt vitamin D, mối liên hệ này hoàn toàn không có ý nghĩa thống kê (hệ số beta = -0,02; p = 0,912) ^[6]. Điều này chứng minh nồng độ vitamin D trong máu đóng vai trò điều biến các tác động sức khỏe của caffeine lên quá trình chuyển hóa khoáng chất ở người thực tế ^[6].

Hiểu lầm thường gặp về việc uống vitamin D cùng cà phê

Một trong những hiểu lầm phổ biến nhất của người dân là cho rằng uống một ngụm cà phê sẽ "hủy hoại" viên vitamin D ngay trong dạ dày. Thực tế, vitamin D là một vi chất tan trong chất béo, có cấu trúc tương đối bền vững về mặt hóa học trong môi trường acid dạ dày thông thường. Cà phê không trực tiếp phân hủy phân tử vitamin D thành các chất vô dụng.

Vấn đề cốt lõi không nằm ở việc tiêu hủy thuốc trong lòng ruột, mà nằm ở tác động sinh học của caffeine tại thụ thể VDR trên bề mặt tế bào và sự biến động bài tiết khoáng chất [1, 5]. Sự sụt giảm thụ thể tiếp nhận khiến tế bào không nhận diện và đáp ứng trọn vẹn với vitamin D, đồng thời sự đào thải canxi qua thận gia tăng sẽ gián tiếp triệt tiêu mục tiêu cốt lõi của việc bổ sung vitamin D là duy trì mật độ xương chắc khỏe [1, 4, 5].

Một hiểu lầm khác là chỉ cần uống vitamin D liều thật cao thì có thể thoải mái uống cà phê đặc ngay lập tức. Nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh caffeine ức chế thụ thể VDR phụ thuộc theo liều lượng, thậm chí làm giảm tới 50-70% biểu hiện thụ thể ở nồng độ cao ^[2]. Nếu tế bào đích bị ức chế thụ thể, việc tăng nồng độ vitamin D trong máu cũng không mang lại hiệu quả tối ưu cho xương như mong đợi ^[2].

Ai nên thận trọng khi uống cà phê cùng thời điểm bổ sung vitamin D?

Dựa trên các bằng chứng lâm sàng và thực nghiệm, một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu tâm đến việc sử dụng cà phê và vitamin D:

• Phụ nữ có nguy cơ loãng xương hoặc phụ nữ sau mãn kinh: Một nghiên cứu lâm sàng đã báo cáo rằng phụ nữ có lượng nạp caffeine trên 300 mg mỗi ngày bị mất xương nhiều hơn bình thường ^[2]. Đặc biệt, những người mang biến thể di truyền tt của thụ thể VDR có nguy cơ chịu tác hại cao hơn đáng kể từ thói quen tiêu thụ nhiều caffeine này ^[2]. Sự kết hợp giữa tuổi tác, mãn kinh và caffeine làm giảm khả năng hấp thu canxi tại ruột ^[1].
• Phụ nữ mang thai: Theo các hướng dẫn dinh dưỡng được phát triển bởi Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) và Viện Y học Hoa Kỳ, phụ nữ mang thai được khuyến cáo không nên tiêu thụ quá 200 mg caffeine mỗi ngày ^[6]. Vì nồng độ vitamin D trong thai kỳ có tác động điều biến chuyển hóa enzyme phosphatase kiềm cùng caffeine, thai phụ cần duy trì mức vitamin D đầy đủ và kiểm soát nghiêm ngặt lượng caffeine nạp vào ^[6].
• Người đang điều trị loãng xương, thiếu hụt canxi hoặc suy cận giáp: Do caffeine có thể ức chế sự tiết hormone PTH của tuyến cận giáp ở nồng độ sinh lý cao và làm tăng thất thoát canxi qua thận và ruột, nhóm đối tượng này cần tránh dùng đồng thời hai chất để bảo vệ khung xương [4, 5].

Cách dùng vitamin D hiệu quả và khoa học trong sinh hoạt

Để tối ưu hóa việc hấp thu vi chất và không làm gián đoạn tác dụng của vitamin D, người tiêu dùng nên điều chỉnh thói quen uống cà phê theo các nguyên tắc đơn giản sau:

• Cách giãn thời gian sử dụng: Không nên dùng nước cà phê để uống viên vitamin D hoặc uống cà phê ngay sau khi vừa uống thuốc. Khoảng cách lý tưởng nên là uống cà phê cách thời điểm bổ sung vitamin D từ 1 đến 2 giờ. Điều này giúp hệ tiêu hóa hoàn thành giai đoạn hòa tan ban đầu và giảm thiểu nồng độ đỉnh của caffeine xuất hiện đồng thời trong huyết thanh tại thời điểm thụ thể cần tiếp nhận vitamin.
• Uống cùng bữa ăn có chất béo tốt: Do vitamin D tan trong dầu, hãy uống viên bổ sung trong hoặc ngay sau bữa ăn có chứa một lượng chất béo nhất định (như dầu thực vật, trứng, quả bơ hoặc các loại hạt) nhằm tăng cường hiệu quả hấp thu qua thành ruột.
• Kiểm soát tổng lượng caffeine hàng ngày: Không nên lạm dụng cà phê ở mức quá đậm đặc hoặc vượt quá ngưỡng 300 mg caffeine mỗi ngày, đặc biệt là ở phụ nữ trung niên và người cao tuổi để bảo tồn khối lượng xương ^[2].

Tóm lại, cà phê là thức uống mang lại sự tỉnh táo quen thuộc nhưng có thể làm giảm hiệu quả thụ thể vitamin D và can thiệp vào quá trình cân bằng canxi nếu dùng đồng thời ở liều cao [1, 5]. Để đạt được lợi ích tối đa cho sức khỏe xương khớp, việc uống viên vitamin D cách xa thời điểm uống cà phê khoảng 1 đến 2 giờ là một thói quen đơn giản, an toàn và hoàn toàn khoa học. Người có bệnh lý nền về xương hoặc đang dùng thuốc điều trị nên tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa để được tư vấn phác đồ phù hợp nhất.