Nhiều người có thói quen tiện tay dùng một ly sữa tươi để uống viên sắt nhằm át đi vị tanh kim loại khó chịu. Một số người khác, đặc biệt là phụ nữ mang thai, lại thường gộp chung viên sắt và viên canxi vào một lần uống để tránh quên cữ thuốc trong ngày.
Tuy nhiên, việc kết hợp này là một sai lầm phổ biến khiến cơ thể gần như không thể hấp thu trọn vẹn lượng khoáng chất quý giá vừa nạp vào. Bản chất của vấn đề nằm ở hiện tượng cạnh tranh hấp thu trực tiếp giữa canxi và sắt tại niêm mạc ruột non non nớt của chúng ta.
Sữa và canxi kìm hãm cổng vận chuyển sắt DMT1 như thế nào?
Để hiểu tại sao canxi lại cản trở sắt, chúng ta cần nhìn vào cách thức ruột non đón nhận vi chất. Ở điều kiện bình thường, sắt không phải dạng hem (dạng sắt vô cơ có trong viên uống bổ sung và thực vật) muốn đi qua màng tế bào biểu mô ruột để vào cơ thể phải sử dụng một "cánh cổng" vận chuyển chuyên biệt mang tên DMT1 [1]. Kênh này được lập trình để vận chuyển các kim loại hóa trị hai, nhưng nó không hề vận chuyển các kim loại kiềm thổ như canxi [1].
Mặc dù không trực tiếp tranh giành lối đi qua cổng DMT1, canxi nồng độ cao trong lòng ruột vẫn có thể làm tê liệt hoạt động của kênh này. Một nghiên cứu công bố năm 2022 trên mô hình tế bào biểu mô ruột Caco-2 sử dụng kỹ thuật đo huỳnh quang calcein đã phát hiện canxi ngoại bào ức chế quá trình hấp thu sắt theo cơ chế phụ thuộc vào nồng độ [1]. Khi các nhà khoa học can thiệp chặn tín hiệu canxi bên trong tế bào bằng chất tạo phức BAPTA, sự ức chế hấp thu sắt vẫn không hề thay đổi, chứng minh rằng canxi tác động từ bên ngoài chứ không qua tín hiệu nội bào [1].
Nghiên cứu động học và mô hình toán học bốn trạng thái trong thử nghiệm này đã xác nhận canxi đóng vai trò là chất ức chế không cạnh tranh thuận nghịch đối với hoạt tính vận chuyển sắt của kênh DMT1 [1]. Điều này có nghĩa là canxi không cần chiếm lấy vị trí gắn của sắt, mà chỉ cần hiện diện bên ngoài màng tế bào với nồng độ đủ lớn là đã có thể làm biến đổi tạm thời cấu hình hoạt động của kênh vận chuyển, khiến cánh cổng tiếp nhận sắt bị nghẽn lại [1].
Giảm hơn một nửa lượng sắt hấp thu: Bằng chứng từ nghiên cứu trên người
Sự ức chế này không chỉ dừng lại ở các thử nghiệm mô phỏng tế bào mà đã được chứng minh rất rõ ràng trên cơ thể người thực tế. Một nghiên cứu mang tính bước ngoặt được công bố vào năm 1992 thực hiện trên 57 người tình nguyện đã xem xét tác động ức chế của canxi lên quá trình hấp thu sắt từ khẩu phần ăn [2]. Các nhà nghiên cứu nhận thấy việc thêm sữa tươi, sữa lắc hoặc phô mai vào các bữa ăn thông thường như bánh pizza hoặc hamburger đã làm sụt giảm từ 50% đến 60% lượng sắt được cơ thể hấp thu [2].
Thử nghiệm chuyên sâu trên nhóm người này cũng chỉ ra rằng tác động ức chế của canxi không xảy ra trong dịch lòng ruột mà diễn ra ngay tại tế bào niêm mạc ruột [2]. Đáng chú ý, sự hình thành phức hợp canxi - sắt - phytate không phải là điều kiện bắt buộc để xảy ra hiện tượng ức chế này [2]. Sự hiện diện của vitamin C vẫn giúp gia tăng tỷ lệ hấp thu sắt tương đương nhau giữa bữa ăn có canxi và bữa ăn không có canxi, cho thấy canxi không làm ảnh hưởng đến thế cân bằng giữa các chất phối tử kích thích và ức chế hòa tan sắt trong lòng ruột [2].
Nghiên cứu cũng ghi nhận một điểm thú vị về ngưỡng nồng độ tối thiểu: khi bổ sung 3 mg canxi cùng 0,01 mg sắt (tương ứng tỷ lệ mol canxi/sắt rất cao là 420), sự hấp thu sắt không hề bị ức chế [2]. Ngược lại, các thử nghiệm cho thấy sự ức chế sắt rõ rệt chỉ xuất hiện khi tỷ lệ mol thấp hơn nhưng tổng lượng canxi đưa vào đạt mức đủ lớn [2]. Từ các kết quả này, các chuyên gia dinh dưỡng đã khuyến cáo cần hạn chế sử dụng sữa và chế phẩm từ sữa cùng với những bữa ăn chính cung cấp phần lớn lượng sắt hàng ngày [2].
Tác động hai chiều: Sắt liều cao cũng cản trở hấp thu canxi
Cạnh tranh khoáng chất tại ruột non không phải là con đường một chiều. Khi bạn uống viên sắt liều cao cùng lúc với nguồn cung cấp canxi, chính các ion sắt cũng quay lại ngăn cản cơ thể hấp thu canxi. Một nghiên cứu công bố năm 2022 trên mô hình biểu mô ruột Caco-2 đã làm sáng tỏ cơ chế ion sắt cản trở quá trình vận chuyển canxi qua tế bào biểu mô [3].
Bình thường, dạng hoạt tính của vitamin D là 1,25-dihydroxyvitamin D3 kích thích mạnh mẽ quá trình vận chuyển canxi qua hàng rào biểu mô ruột [3]. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu cho bề mặt đỉnh của tế bào ruột tiếp xúc với muối sắt ferric chloride (FeCl3) trong 24 giờ, sự vận chuyển canxi do 1,25-dihydroxyvitamin D3 kích thích đã bị suy giảm đáng kể [3]. Đồng thời, độ kháng điện thế qua biểu mô (TER) gia tăng, phản ánh sự thay đổi trạng thái của hàng rào biểu mô [3].
Tác động ngăn chặn của ion sắt diễn ra rất nhanh chóng, khi chỉ sau 60 phút tiếp xúc với ion sắt là đã đủ để chặn đứng sự gia tăng dòng vận chuyển canxi do vitamin D3 kích hoạt [3]. Ngược lại, ion sắt không làm ảnh hưởng đến mức vận chuyển canxi cơ bản khi không có mặt vitamin D3 [3]. Điều đáng nói là ngay cả khi bổ sung thêm axit ascorbic (vitamin C) để tối ưu độ tan của canxi, vitamin C vẫn hoàn toàn không thể đảo ngược tác động ức chế vận chuyển canxi do ion sắt gây ra trên các tế bào ruột [3].
Phản ứng bù trừ của ruột non khi cơ thể bị thiếu máu thiếu sắt
Khi cơ thể rơi vào tình trạng thiếu sắt, các cơ chế sinh học tại từng đoạn ruột sẽ có sự biến đổi phức tạp để điều chỉnh hấp thu các khoáng chất khác. Một nghiên cứu năm 2021 trên chuột đực trưởng thành Sprague-Dawley bị gây thiếu sắt bằng chế độ ăn trong 2 tuần đã theo dõi chi tiết hấp thu qua từng đoạn ruột [4]. Kết quả cho thấy tình trạng thiếu sắt làm gia tăng đáng kể sự hấp thu canxi tại tá tràng, nhưng hoàn toàn không làm thay đổi hấp thu canxi ở đoạn hỗng tràng và hồi tràng [4].
Ngược lại với canxi, quá trình hấp thu phosphat lại bị ức chế rõ rệt ở tá tràng và hỗng tràng của chuột thiếu sắt [4]. Sự gia tăng hấp thu canxi tại tá tràng này liên quan mật thiết đến việc gia tăng biểu hiện thụ thể claudin 2 ở mức mRNA và protein, qua đó thúc đẩy dòng vận chuyển canxi qua khoảng gian bào (con đường cận bào) [4]. Trong khi đó, nồng độ các hormone điều hòa chính như hormone cận giáp, FGF-23 hay 1,25-dihydroxy vitamin D3 trong máu của chuột không hề bị biến động [4].
Tuy nhiên, nếu tình trạng thiếu máu thiếu sắt tiến triển nghiêm trọng, khả năng hấp thu khoáng chất chủ động tại tá tràng có thể bị tổn thương. Nghiên cứu năm 1997 trên chuột bị thiếu máu thiếu sắt sử dụng kỹ thuật tưới máu hồi lưu tá tràng đã cho thấy quá trình hấp thu canxi, đồng và kẽm ở nhóm thiếu sắt suy giảm rõ rệt so với nhóm chứng khỏe mạnh [5]. Tình trạng thiếu máu thiếu sắt kéo dài làm cạn kiệt các thụ thể vận chuyển chủ động của sắt dạng hem, đồng thời làm suy yếu quá trình hấp thu các khoáng chất phụ thuộc vào cơ chế vận chuyển chủ động tại tá tràng như canxi [5].
Mối tương tác vi chất này còn chịu sự chi phối chặt chẽ của các protein điều hòa nội sinh. Thử nghiệm năm 2021 trên tế bào Caco-2 chỉ ra rằng hormone hepcidin có thể ức chế sự hấp thu sắt nhưng đồng thời lại kích thích sự hấp thu canxi trong điều kiện sinh lý bình thường [6]. Tuy nhiên, khi tế bào ruột tiếp xúc với nồng độ canxi ngoại bào cao (12 mM CaCl2), khả năng hấp thu canxi kích hoạt bởi vitamin D3 vẫn bị triệt tiêu hoàn toàn [6].
Những hiểu lầm phổ biến khi bổ sung sắt và canxi
Hiểu lầm lớn nhất của rất nhiều người là tin rằng chỉ cần uống thêm thật nhiều vitamin C thì có thể thoải mái uống chung sắt và sữa hoặc canxi. Mặc dù vitamin C giúp tăng cường hấp thu sắt phi-hem, dữ liệu khoa học cho thấy vitamin C không thể giải quyết được bản chất của sự ức chế màng tế bào. Nghiên cứu trên người đã ghi nhận canxi vẫn làm giảm hấp thu sắt bất kể bữa ăn có hay không có vitamin C [2]. Tương tự, thử nghiệm tế bào ruột chứng minh vitamin C không thể cứu vãn sự suy giảm vận chuyển canxi do ion sắt nồng độ cao gây ra [3].
Một ngộ nhận khác là suy nghĩ "uống cùng lúc để tiện lợi, ruột sẽ tự chia ra hấp thu". Thực tế, sự tương tác giữa canxi và sắt tại màng ruột diễn ra rất nhanh và nhạy cảm. Canxi ngoại bào tác động trực tiếp và ức chế thụ thể DMT1 phụ thuộc vào nồng độ [1], trong khi ion sắt chỉ mất khoảng 60 phút tiếp xúc là đã có thể phong tỏa dòng vận chuyển canxi được kích hoạt bởi vitamin D3 [3]. Nếu đưa cả hai khoáng chất này vào lòng ruột cùng một thời điểm, hiệu suất hấp thu của cả sắt lẫn canxi đều bị kéo lùi đáng kể.
Nhiều người cũng cho rằng chỉ có canxi dạng thuốc viên mới gây tương tác, còn uống sắt cùng sữa tươi hay sữa chua thì vô hại. Nghiên cứu thực nghiệm lâm sàng trên người đã chỉ rõ, các thực phẩm thông thường giàu canxi như phô mai hay sữa khi đi kèm bữa ăn chính đều trực tiếp làm giảm tỷ lệ hấp thu sắt từ 50% đến 60% [2].
Ai cần đặc biệt thận trọng với sự tương tác giữa sắt và canxi?
Phụ nữ mang thai và bà mẹ cho con bú là nhóm đối tượng đầu tiên cần hết sức lưu ý. Nhu cầu về cả sắt và canxi của cơ thể đều tăng vọt trong giai đoạn thai kỳ và nuôi con nhỏ để nuôi dưỡng thai nhi và tạo sữa [3]. Việc thiếu kiến thức mà uống chung hai khoáng chất này sẽ khiến thai phụ đối mặt đồng thời với nguy cơ thiếu máu thiếu sắt và thiếu hụt canxi cho hệ xương khớp.
Trẻ em, thanh thiếu niên đang trong độ tuổi dậy thì và phụ nữ trong độ tuổi sinh đẻ cũng là nhóm có nhu cầu sắt rất cao [2]. Đây là những đối tượng rất nhạy cảm với việc suy giảm dự trữ sắt trong cơ thể [2]. Bất kỳ sự sụt giảm 50-60% lượng sắt khẩu phần nào do thói quen uống nhiều sữa ngay trong bữa ăn chính đều có thể dẫn đến nguy cơ thiếu máu tiềm ẩn [2].
Ngoài ra, những người mắc các bệnh lý rối loạn chuyển hóa sắt bẩm sinh như thalassemia cũng cần đặc biệt chú ý đến cơ chế hấp thu khoáng chất này [3]. Ở bệnh nhân thalassemia, sự rối loạn hấp thu sắt và quá tải sắt có thể gây ra nhiều biến chứng, trong đó việc dư thừa sắt đường tiêu hóa có thể gây cản trở hấp thu canxi tại biểu mô ruột [3].
Hướng dẫn áp dụng thực tế để tối ưu hấp thu sắt và canxi
Để cả viên sắt và canxi phát huy tối đa công dụng bảo vệ sức khỏe, quy tắc quan trọng nhất là phải tách rời thời điểm sử dụng:
Uống cách nhau tối thiểu 2 giờ: Hãy uống viên sắt và viên canxi (hoặc sữa tươi) cách nhau ít nhất 2 tiếng đồng hồ. Khoảng thời gian này vừa đủ để liều vi chất thứ nhất hoàn tất quá trình di chuyển và hấp thu chủ yếu qua tá tràng và phần trên của ruột non, giải phóng các kênh vận chuyển như DMT1 trước khi khoáng chất thứ hai xuất hiện [1].
Phân chia thời điểm trong ngày: Bạn nên uống canxi vào buổi sáng sau bữa ăn khoảng 1 giờ để cơ thể dễ dàng hấp thu nhờ ánh sáng mặt trời tự nhiên kích hoạt vitamin D. Trong khi đó, viên sắt có thể chuyển sang uống vào buổi trưa hoặc đầu giờ chiều, lúc bụng đang đói hoặc sau ăn nhẹ 1-2 tiếng với nước lọc hoặc nước cam giàu vitamin C.
Chú ý khẩu phần ăn chứa sữa: Tránh uống sữa, ăn phô mai, sữa chua ngay trong bữa ăn chính giàu chất sắt (như thịt bò, gan, trứng) [2]. Nếu muốn dùng các sản phẩm từ sữa, bạn nên sắp xếp vào các bữa phụ cách xa bữa ăn chính.
Việc bổ sung vi chất dinh dưỡng cần dựa trên sự hiểu biết khoa học về cơ chế hấp thu tại đường tiêu hóa. Tách riêng thời gian uống sắt và canxi là biện pháp đơn giản nhất giúp cơ thể bạn tận dụng trọn vẹn giá trị của từng viên uống. Nếu bạn đang mắc bệnh nền hoặc đang sử dụng nhiều loại thuốc điều trị cùng lúc, hãy luôn tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa để nhận được phác đồ bổ sung an toàn và cá nhân hóa nhất.
