Nhiều người có thói quen nhâm nhi một hai ly rượu vang hoặc vài cốc bia trong bữa ăn hàng ngày vì tin rằng đồ uống có cồn ở mức độ chừng mực sẽ mang lại lợi ích cho sức khỏe tim mạch và xương khớp. Tuy nhiên, liệu cồn sinh học có thực sự vô hại đối với hệ khung xương, đặc biệt là quá trình tái tạo xương liên tục diễn ra trong cơ thể? Các nghiên cứu khoa học chuyên sâu đã phát hiện ra rằng ngay cả khi sử dụng ở lượng vừa phải, cồn vẫn có khả năng tác động tiêu cực trực tiếp lên các tế bào sinh xương hay còn gọi là tạo cốt bào.
Câu trả lời ngắn gọn là rượu bia, thông qua ethanol và các chất chuyển hóa của nó, gây độc tính tế bào trực tiếp lên tạo cốt bào. Quá trình này ức chế khả năng nhân lên của tế bào, làm chậm quá trình tổng hợp chất nền xương và kích hoạt hiện tượng lão hóa tế bào sớm, từ đó cản trở quá trình hình thành mô xương mới.
Cơ chế độc tính trực tiếp của cồn đối với tạo cốt bào
Hệ xương của cơ thể người không phải là một cấu trúc tĩnh mà liên tục trải qua quá trình sửa chữa và đổi mới thông qua sự cân bằng giữa hủy cốt bào (tế bào tiêu xương) và tạo cốt bào (tế bào tạo xương). Khi rượu bia đi vào cơ thể, ethanol có khả năng khuếch tán tự do qua màng tế bào và tạo ra trạng thái stress oxy hóa nội bào ngay bên trong các tế bào sinh xương của con người [1]. Tình trạng này làm gia tăng mạnh mẽ các gốc oxy hóa phản ứng (ROS), gây tổn hại cấu trúc nội bào và làm suy yếu hoạt động sinh học bình thường của tế bào [1].
Bên cạnh đó, các nghiên cứu chuyên sâu chỉ ra rằng ethanol tác động trực tiếp vào chu kỳ sống của tạo cốt bào thông qua việc điều hòa các phân tử kiểm soát chu kỳ tế bào. Ở mức độ phân tử, cồn kích hoạt các protein p21 và p53 ở tế bào sinh xương của loài gặm nhấm, dẫn đến việc kích hoạt enzyme beta-galactosidase liên quan đến hiện tượng lão hóa tế bào [2]. Khi p21 và p53 bị kích hoạt bất thường, tế bào bị ngừng chu kỳ phân chia và rơi vào trạng thái lão hóa sớm thay vì tiếp tục phân bào để tạo ra các thế hệ tế bào mới [2].
Quá trình tổng hợp các enzyme quan trọng cho việc khoáng hóa xương cũng chịu ảnh hưởng nặng nề từ độc tính của cồn. Cụ thể, các tạo cốt bào nguyên phát khi được nuôi cấy ngoài cơ thể trong môi trường chứa cồn đã bị ức chế hoạt tính của enzyme alkaline phosphatase (ALP) [2]. Đây là loại enzyme thiết yếu đóng vai trò xúc tác cho quá trình lắng đọng khoáng chất và là dấu ấn quan trọng để đánh giá mức độ hoạt động chức năng của tạo cốt bào [2]. Sự suy giảm này khiến các tế bào xương mất đi năng lực khoáng hóa mô sụn thành xương cứng cáp.
Bằng chứng từ các nghiên cứu tế bào và mô hình động vật
Khi phân tích sâu về tác động tế bào học của cồn, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều thử nghiệm nghiêm ngặt trên dòng tế bào và động vật thí nghiệm. Một nghiên cứu công bố năm 1996 trên dòng tế bào giống tạo cốt bào người TE-85 đã ghi nhận rằng ethanol làm suy giảm rõ rệt quá trình tổng hợp DNA và sự tăng sinh tế bào theo cơ chế phụ thuộc vào liều lượng [3]. Đáng chú ý, hiện tượng suy giảm số lượng tế bào này xảy ra do sự ức chế trực tiếp quá trình phân chia tế bào chứ không phải do cồn thúc đẩy tế bào chết theo chương trình [3]. Nghiên cứu này cũng làm rõ việc cồn làm suy giảm sự cảm ứng enzyme ornithine decarboxylase (ODC), một enzyme quyết định tốc độ tổng hợp polyamine vốn rất cần thiết cho sự nhân đôi tế bào [3].
Tác động độc hại của cồn đối với tạo cốt bào cũng được khẳng định trong các thử nghiệm in vivo trên động vật. Trong các nghiên cứu vi thể trên mô xương của chuột cống, động vật được cho ăn chế độ có cồn bị giảm thể tích xương bè, giảm số lượng tạo cốt bào và giảm tốc độ hình thành xương mới [4]. Diện tích bề mặt xương bè được bao phủ bởi các tạo cốt bào hoạt động cũng giảm đi đáng kể ở nhóm chuột tiếp xúc với cồn [4]. Thậm chí, độ dày thành cấu trúc mới hình thành – một chỉ số đo lường hiệu suất làm việc của tạo cốt bào – đã suy giảm tới 52% ở động vật dùng cồn so với động vật đối chứng [4].
Ngay cả với mô hình uống rượu say theo từng đợt (binge drinking), tổn thương đối với tạo cốt bào cũng xuất hiện rất nhanh chóng. Một nghiên cứu trên loài gặm nhấm cho thấy mô hình uống rượu say làm mật độ khoáng xương chày giảm 25% và đi kèm với sự sụt giảm nồng độ osteocalcin trong huyết thanh [2]. Mặc dù việc kiêng cữ rượu trong 30 ngày giúp phục hồi một số tổn thương ở xương chày, tình trạng mất xương bè ở đốt sống lại không thể hồi phục sau 30 ngày ngừng rượu [2]. Điều này chứng minh rằng sự gián đoạn hoạt động của tạo cốt bào do cồn có thể để lại hệ quả lâu dài trên cấu trúc khung xương [2].
Mặt khác, một nghiên cứu công bố năm 2021 trên chuột cống đực Wistar 12 tháng tuổi được cho uống ethanol 20% cách ngày trong 13 tuần lại ghi nhận kết quả đa chiều hơn [5]. Can thiệp này không làm thay đổi mật độ xương thực sự ở xương đùi hoặc xương chày, nhưng làm suy giảm mô đun uốn Young của xương chày với giá trị p = 0,0002 [5]. Về mặt biểu hiện gen, nghiên cứu ghi nhận gen Ctnnb1 thúc đẩy tạo cốt bào tăng cao (p = 0,02), trong khi gen Dkk1 liên quan đến hủy xương lại giảm (p = 0,0006) [5]. Điều này phản ánh sự phức tạp trong phản ứng của mô xương khi tiếp xúc ngắt quãng với cồn ở các mô hình sinh vật khác nhau [5].
Tác động của cồn lên tế bào gốc tủy xương và sản phẩm chuyển hóa acetaldehyde
Không dừng lại ở việc gây hại cho các tạo cốt bào trưởng thành, cồn còn tấn công ngay từ nguồn gốc của chúng là các tế bào gốc trung mô tủy xương (BM MSCs). Nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng rượu bia có tác dụng ức chế sự biệt hóa sinh xương của các tế bào gốc tủy xương người trong ống nghiệm thông qua việc kích thích stress oxy hóa, từ đó dập tắt con đường tín hiệu Wnt [1]. Ngoài ra, việc xử lý bằng ethanol còn gây ra hiện tượng lão hóa sớm ở các tế bào gốc trung mô tủy xương nuôi cấy và làm ngừng chu kỳ tế bào theo mức liều phụ thuộc vào lượng gốc oxy hóa tự do [1].
Tại tủy xương, cồn làm chuyển hướng quá trình biệt hóa của tế bào gốc từ tạo xương sang tạo mỡ. Trong mô hình chuột uống nhiều rượu mạn tính, sự phân định dòng dõi của tế bào gốc tủy xương bị biến đổi theo hướng ưu tiên tạo thành tế bào mỡ thay vì biệt hóa thành tạo cốt bào [6]. Việc kích hoạt con đường tín hiệu PI3K/AKT/mTOR do cồn gây ra đã làm suy giảm biểu hiện của yếu tố phiên mã tạo xương Runx2 và làm tăng biểu hiện của yếu tố sinh mỡ PPARgamma [6]. Bên cạnh đó, hiện tượng kích hoạt con đường TNF-alpha xuất phát từ stress lưới nội chất gia tăng cũng làm suy yếu khả năng sinh tạo cốt bào của tế bào gốc [6].
Một yếu tố độc hại trực tiếp không thể bỏ qua chính là acetaldehyde, sản phẩm chuyển hóa oxy hóa chính của ethanol trong cơ thể. Sự dư thừa acetaldehyde làm ức chế trực tiếp sự tăng sinh, biệt hóa và khả năng sống sót của các tạo cốt bào [6]. Đồng thời, nồng độ gốc tự do ROS ở bệnh nhân lệ thuộc rượu cao hơn đáng kể so với người khỏe mạnh, chứng tỏ các mô ngoài gan bao gồm cả mô xương đều phải chịu đựng sự tấn công của các chất chuyển hóa độc hại này [1]. Quá trình tổng hợp các protein cấu trúc xương ở chuột ăn chế độ chứa cồn lâu dài cũng bị suy giảm nghiêm trọng [6].
Ghi nhận trên cơ thể người: Lắng đọng chất nền xương bị đình trệ
Những phát hiện trên mô hình tế bào hoàn toàn trùng khớp với các quan sát lâm sàng trên người sử dụng đồ uống có cồn. Ở người, dù sử dụng rượu bia trong thời gian ngắn, dùng trong giao tiếp xã hội hay nghiện nặng mạn tính, cồn dường như đều ức chế chức năng của tạo cốt bào, được biểu thị bằng nồng độ osteocalcin thấp trong huyết thanh [7]. Osteocalcin là một loại protein đặc hiệu do tạo cốt bào tiết ra và được giới y khoa xem là thước đo chuẩn xác để đánh giá mức độ hoạt động của tế bào sinh xương [4]. Khi nồng độ osteocalcin giảm sút, năng lực tạo chất nền vô cơ hóa của tế bào sinh xương đã bị chặn đứng [7].
Trong một nghiên cứu ở nam giới có thói quen uống rượu hàng ngày bị loãng xương không rõ nguyên nhân, các nhà khoa học đã nhận thấy bề dày trung bình của thành xương mới bị giảm rõ rệt [4]. Phân tích cấu trúc vi thể mô xương từ những bệnh nhân này đã xác nhận rằng việc tiêu thụ rượu dẫn đến tình trạng chậm trễ và suy yếu hoạt động của tạo cốt bào, trong khi chức năng của hủy cốt bào vẫn diễn ra ở mức bình thường [4]. Sự mất cân bằng này khiến quá trình tiêu xương cũ không được bù đắp bằng mô xương mới tương ứng [4].
Hai nghiên cứu khác trên người cũng khẳng định những người dùng rượu mạn tính có sự sụt giảm tạo xương và biểu hiện dấu hiệu ức chế hoạt tính tạo cốt bào mà không có sự khác biệt về chỉ số hủy xương so với người không dùng rượu [2]. Một nghiên cứu từ tác giả Fanti và các cộng sự chỉ ra rằng tác động của cồn lên tốc độ hình thành xương diễn ra theo cơ chế phụ thuộc liều, và việc tăng nồng độ cồn không làm thay đổi số lượng hủy cốt bào quan sát được [2]. Điều này củng cố thêm bằng chứng rằng độc tính tế bào đối với tạo cốt bào là nguyên nhân then chốt dẫn đến bệnh lý xương do cồn [2].
Hiểu lầm thường gặp về rượu bia và sức khỏe hệ xương
Nhiều người lầm tưởng rằng tác hại của rượu bia lên xương chỉ xảy ra ở những người nghiện rượu nặng hoặc những người bị xơ gan, suy dinh dưỡng nặng. Mặc dù các yếu tố như tổn thương gan, suy dinh dưỡng và suy tuyến sinh dục góp phần gây loãng xương ở người lạm dụng rượu nặng, cồn vẫn có những tác động trực tiếp rõ rệt lên quá trình chuyển hóa khoáng chất của xương độc lập với các bệnh cảnh trên [7]. Độc tính trực tiếp lên tạo cốt bào có thể xuất hiện ngay cả khi cơ thể chưa xuất hiện các triệu chứng xơ gan hay suy mòn [7].
Một hiểu lầm phổ biến khác xuất phát từ thông tin cho rằng phụ nữ sau mãn kinh uống rượu vừa phải có mật độ xương cao hơn. Thực tế, một nghiên cứu năm 1991 ghi nhận rằng ở phụ nữ sau mãn kinh, việc uống rượu vừa phải có mối tương quan thuận với mật độ khoáng xương trung tâm và ngoại vi, cũng như nồng độ estradiol trong huyết thanh [7]. Tuy nhiên, mối liên hệ tích cực này liên quan đến nồng độ hormone estrogen thứ phát chứ không đồng nghĩa với việc cồn không độc hại đối với tạo cốt bào [7]. Độc tính tế bào trực tiếp gây ức chế tạo cốt bào và làm suy giảm tổng hợp DNA vẫn xảy ra độc lập trên cấp độ tế bào [3].
Ngoài ra, quan niệm cho rằng rượu bia chỉ ảnh hưởng đến mật độ xương thông qua việc làm mất canxi cũng chưa phản ánh đầy đủ thực tế. Cồn gây ngộ độc cấp tính làm suy tuyến cận giáp tạm thời dẫn đến hạ canxi máu và tăng canxi niệu, trong khi uống vừa phải kéo dài lại làm tăng nồng độ hormone tuyến cận giáp (PTH) trong huyết thanh [7]. Ở người nghiện rượu mạn tính, nồng độ các chất chuyển hóa vitamin D giảm sút dẫn đến kém hấp thu canxi [7]. Tuy nhiên, chính sự ức chế đồng thời lên số lượng và chức năng của tạo cốt bào mới là yếu tố quyết định khiến cấu trúc vi mô xương bị hư hại không thể bù đắp [1].
Những đối tượng cần đặc biệt thận trọng với rượu bia
Với những bằng chứng khoa học về độc tính trực tiếp lên tế bào sinh xương, một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý và kiểm soát nghiêm ngặt việc sử dụng đồ uống có cồn để bảo vệ hệ vận động:
- Người đang trong quá trình điều trị gãy xương: Tạo cốt bào là lực lượng nòng cốt trong việc tạo can xương để hàn gắn các tổn thương nứt, gãy. Việc đưa cồn vào cơ thể sẽ ức chế quá trình nhân đôi tế bào và làm chậm quá trình khoáng hóa thông qua ức chế enzyme phosphatase kiềm, kéo dài thời gian hồi phục [2].
- Người có nguy cơ loãng xương hoặc mật độ xương thấp: Do cồn kích thích các tế bào gốc trung mô tủy xương chuyển hướng biệt hóa thành tế bào mỡ thay vì tạo cốt bào, người cao tuổi hoặc người có tiền sử gia đình bị loãng xương sẽ đối mặt với tốc độ mất xương nhanh hơn [6].
- Phụ nữ: Một nghiên cứu năm 2025 trên chuột cống đực và cái trẻ tuổi sử dụng chế độ ăn chứa 5% cồn cho thấy sự mất xương ở giống cái diễn ra nghiêm trọng hơn đáng kể so với giống đực [8]. Cồn làm tăng hủy xương, giảm hình thành xương và làm phân cực miễn dịch tủy xương theo kiểu hình M1, đồng thời làm xáo trộn hệ vi sinh đường ruột [8]. Điều này cho thấy đáp ứng bất lợi của mô xương trước cồn có sự khác biệt rõ rệt theo giới tính [8].
- Người trẻ tuổi và thanh thiếu niên: Giai đoạn xây dựng đỉnh khối lượng xương đòi hỏi sự hoạt động mạnh mẽ của các tế bào tạo cốt bào để tăng sinh tế bào và tổng hợp DNA liên tục [3]. Bất kỳ sự tiếp xúc nào với cồn trong giai đoạn này đều có thể làm suy giảm nồng độ enzyme ODC và ngăn cản xương đạt được độ dày thành cấu trúc tối ưu [4], [3].
Áp dụng thực tế để duy trì hệ xương chắc khỏe
Để bảo vệ các tế bào tạo cốt bào và bảo tồn cấu trúc xương bền vững suốt cuộc đời, mỗi cá nhân nên chủ động áp dụng các thói quen sinh hoạt khoa học:
- Hạn chế đồ uống có cồn: Dù không thể loại bỏ hoàn toàn trong mọi hoàn cảnh xã hội, cần tránh tuyệt đối thói quen uống dồn dập lượng lớn cồn trong một thời điểm (binge drinking), vì kiểu uống này đã được chứng minh làm giảm mật độ xương chày tới 25% và làm tổn hại vĩnh viễn cấu trúc xương bè ở đốt sống [2].
- Giảm thiểu độc tính oxy hóa: Do ethanol gây tổn hại tạo cốt bào thông qua việc gia tăng các gốc oxy hóa tự do ROS trong huyết thanh và nội bào, việc tăng cường chế độ ăn giàu chất chống oxy hóa tự nhiên từ rau xanh, quả mọng và thực phẩm lành mạnh là biện pháp hỗ trợ bảo vệ tế bào cần thiết [1].
- Không tự ý dùng rượu với mục đích dưỡng xương: Không nên tin vào các kinh nghiệm truyền miệng rằng uống rượu bia đều đặn giúp làm dày xương hoặc tăng cường sức mạnh khớp. Bất kỳ ai đang gặp vấn đề về bệnh lý xương khớp hoặc đang sử dụng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa trước khi sử dụng đồ uống có cồn.
Tóm lại, các bằng chứng khoa học hiện đại đã làm sáng tỏ rằng cồn mang độc tính trực tiếp đối với các tế bào tạo cốt bào. Việc hiểu rõ cơ chế gây hại của ethanol lên tế bào sinh xương giúp mỗi người có cái nhìn tỉnh táo, từ đó duy trì lối sống lành mạnh và bảo vệ bộ khung xương vững chắc cho cơ thể.
