Nhiều người Việt Nam hoặc các quốc gia châu Á khác từng trải qua cảm giác đầy hơi, sôi bụng hoặc tiêu chảy chỉ sau khi uống một ly sữa tươi. Trong khi đó, người gốc Bắc Âu có thể uống sữa bò hàng ngày thay nước mà không hề gặp bất kỳ triệu chứng khó chịu nào ở đường tiêu hóa. Sự khác biệt này không bắt nguồn từ thói quen ăn uống ngẫu nhiên của mỗi cá nhân, mà xuất phát từ nền tảng sinh học và di truyền sâu xa của nhân loại.
Thực tế, đa số người trưởng thành trên thế giới mất khả năng tiêu hóa đường lactose trong sữa tự nhiên [1]. Tỷ lệ bất dung nạp chất này ở người châu Á cao vượt trội so với người châu Âu bắt nguồn từ lịch sử tiến hóa hàng nghìn năm, gắn liền chặt chẽ với sự hiện diện hoặc vắng mặt của văn hóa chăn nuôi bò lấy sữa tươi [1]. Trong khi người tiền sử châu Âu chịu chọn lọc tự nhiên mạnh mẽ để duy trì men tiêu hóa sữa, các quần thể châu Á lại thích nghi theo lối sống văn hóa và ẩm thực hoàn toàn khác [2].
Cơ chế sinh học của việc dung nạp sữa
Lactose là thành phần carbohydrate chính có mặt trong sữa động vật [3]. Ở trạng thái bình thường, ruột non của con người tiết ra một loại men mang tên lactase-phlorizin hydrolase (gọi tắt là lactase) để phân giải lactose thành hai loại đường đơn giản hơn là glucose và galactose nhằm hấp thu nhanh vào máu [3]. Khi còn là trẻ sơ sinh, mọi quần thể người đều sản xuất lượng lớn enzyme này để hấp thu dinh dưỡng từ sữa mẹ [4], [3].
Tuy nhiên, ở phần lớn nhân loại, nồng độ enzym lactase sẽ giảm sút rất nhanh sau giai đoạn cai sữa [3]. Đa số người trưởng thành không còn sản xuất men lactase và mất đi khả năng tiêu hóa lượng đường lactose này [1]. Hiện tượng duy trì được lượng men tiêu hóa này suốt đời được gọi là đặc tính "duy trì men lactase" (lactase persistence) [5], [3]. Nếu thiếu hụt enzyme này, lượng lactose không được hấp thu sẽ di chuyển xuống ruột già, bị vi khuẩn lên men sinh khí và hút nước, gây chướng bụng, ợ hơi cùng các cơn đau bụng tiêu chảy.
Dấu ấn tiến hóa và văn hóa chăn nuôi bò sữa
Đặc tính duy trì men lactase ở người trưởng thành thực chất là một biến dị di truyền tính trạng trội theo quy luật Mendel [5], [6]. Đặc tính này rất phổ biến ở những người có nguồn gốc tổ tiên châu Âu, cùng một số nhóm người ở châu Phi, Trung Đông và Nam Á, nhưng lại rất hiếm hoặc hoàn toàn vắng bóng ở những khu vực khác trên địa cầu [5], [1].
Sự xuất hiện của khả năng dung nạp sữa là kết quả của mô hình đồng tiến hóa gen - văn hóa (gene-culture coevolution) [1], [2]. Khả năng duy trì men lactase chỉ đem lại lợi thế sinh tồn chọn lọc khi quần thể có nguồn cung cấp sữa tươi ổn định, và ngược lại, việc chăn nuôi bò sữa càng được củng cố mạnh mẽ ở những quần thể có khả năng tiêu hóa sữa [1]. Tại các vùng đất châu Âu thời kỳ đồ đá mới, những người mang đột biến gen dung nạp được sữa tươi có nguồn dinh dưỡng và nước dồi dào, giúp họ sống sót vượt trội trước các đợt dịch bệnh và nạn đói [1]. Ngược lại, tại phần lớn khu vực châu Á cổ đại, kinh tế chủ yếu phụ thuộc vào trồng trọt lúa nước và hoa màu, không phát triển chăn nuôi bò lấy sữa tươi quy mô lớn, khiến áp lực chọn lọc duy trì men lactase không diễn ra [1], [3].
Các nghiên cứu khoa học vạch trần bản đồ gen dung nạp sữa
Hàng loạt công trình phân tích gen cổ và dịch tễ học hiện đại đã làm sáng tỏ quá trình phân hóa mạnh mẽ giữa các nhóm quần thể người trên thế giới:
Một nghiên cứu công bố năm 2009 về nguồn gốc duy trì men lactase tại châu Âu đã sử dụng mô hình mô phỏng máy tính kết hợp dữ liệu ADN cổ đại [1]. Kết quả cho thấy biến thể alen -13,910*T liên quan mật thiết đến khả năng dung nạp sữa lần đầu tiên chịu áp lực chọn lọc tự nhiên từ những người nông dân chăn nuôi bò sữa khoảng 7.500 năm trước, tại khu vực nằm giữa miền trung Balkan và Trung Âu [1]. Đột biến này sau đó lan rộng gắn liền với nền văn hóa đồ gốm Linearbandkeramik [1]. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ở người tiền sử Trung Âu thời kỳ Đồ đá mới, alen đột biến dung nạp sữa này vốn rất hiếm hoặc hoàn toàn không tồn tại [1].
Nghiên cứu công bố năm 2020 trên tạp chí khoa học đã điều tra biến thể -13.910:C>T trên lục địa Á-Âu thông qua dữ liệu ADN cổ [2]. Dữ liệu cho thấy đột biến này xuất hiện tại Ukraine vào khoảng 5.960 năm trước và lan rộng từ Tây Ban Nha đến Kazakhstan trong khoảng từ 4.000 đến 3.500 năm trước theo các đợt di cư của các quần thể thảo nguyên [2]. Tuy nhiên, sau 3.000 năm trước, tần số đột biến tăng vọt tại châu Âu nhưng lại không tăng ở châu Á [2]. Các nhà chăn nuôi du mục Trung Á phần lớn không duy trì được men lactase dù khẩu phần ăn phụ thuộc đáng kể vào các sản phẩm từ sữa [2]. Họ đã thích nghi với việc dùng sữa bằng phương pháp văn hóa thông qua lên men hoặc nhờ vi khuẩn đường ruột chứ không biến đổi về mặt di truyền [2].
Tại Anh, một nghiên cứu năm 2009 khảo sát biến thể C/T(-13910) (mã hiệu rs4988235) trên mẫu dân số gồm 3.344 phụ nữ từ 60 đến 79 tuổi tại 23 thị trấn [6]. Tần số alen C (không duy trì men lactase) ở nhóm này chỉ là 0,253, đồng thời tồn tại sự phân hóa rõ rệt: tần số alen không dung nạp giảm dần từ nam lên bắc và từ đông sang tây của đảo quốc Anh [6]. Nghiên cứu cũng ghi nhận việc mang kiểu gen đồng hợp tử alen C có liên quan đến tỷ lệ tự đánh giá sức khỏe ở mức kém hoặc trung bình với tỷ suất chênh OR là 1,38 (khoảng tin cậy 95%: 1,04 - 1,84), tuy nhiên con số này giảm xuống 1,19 (0,87 - 1,64) sau khi hiệu chỉnh theo vĩ độ và kinh độ nơi sinh [6].
Nghiên cứu đa dân tộc lớn nhất tại Nga được công bố vào năm 2023 trên 24.439 người nhằm khảo sát tỷ lệ khiếm khuyết men lactase [7]. Dữ liệu di truyền ghi nhận tần số kiểu gen GG của biến thể rs4988235 (kiểu gen bất dung nạp) ở nhóm người Đông Slav là 42,8% (khoảng tin cậy 95%: 42,1% - 43,4%) [7]. Tần số mang kiểu gen bất dung nạp ở các nhóm dân cư nghiên cứu tại Nga nhìn chung cao hơn mức trung bình chung của các quần thể châu Âu khác [7].
Năm 2017, một nghiên cứu tại Cộng hòa Séc đánh giá tần số alen C-13910T trên người Séc bản địa và người Roma/Gypsy [8]. Kết quả không ghi nhận sự khác biệt kiểu gen giữa nhóm có uống sữa tươi chưa lên men và nhóm không uống, với giá trị p = 0,43 ở người Séc và p = 0,14 ở người Roma [8]. Người Roma ở Séc có nguồn gốc tổ tiên từ Ấn Độ và tần số mang gen dung nạp sữa của họ tương đồng với các quần thể Ấn Độ, duy trì đặc trưng tách biệt rõ rệt so với người Slav ở Trung Âu [8]. Nghiên cứu cũng dẫn chứng tại Bắc Âu, có khoảng 80% dân số mang ít nhất một alen đột biến duy trì men sữa [8].
Nghiên cứu công bố năm 2009 về sự thích nghi hội tụ ở châu Phi và châu Âu đã kiểm tra 470 cá nhân tại Tanzania, Kenya và Sudan [3]. Các tác giả phát hiện ra ba đột biến mới (G/C-14010, T/G-13915 và C/G-13907) giúp người châu Phi duy trì men tiêu hóa sữa, hoàn toàn khác biệt với đột biến C/T-13910 của người châu Âu [3]. Dấu vết chọn lọc trên nhiễm sắc thể mang đột biến C-14010 kéo dài hơn 2,0 Mb, phù hợp với một đợt chọn lọc tích cực quét qua trong khoảng 7.000 năm gần đây do chăn nuôi động vật [3]. Đáng chú ý, tỷ lệ duy trì men lactase đạt trên 90% ở người Thụy Điển và Đan Mạch, giảm còn khoảng 50% ở miền Nam châu Âu và nhóm người Ả Rập du mục, nhưng chỉ rơi vào khoảng 1% ở người Trung Quốc và 5%-20% ở những người làm nông nghiệp Tây Phi [3].
Một nghiên cứu từ năm 1998 đã phân tích các đơn bội thể (haplotype) trên gen lactase ở người da trắng từ Bắc Âu, Nam Âu và tiểu lục địa Ấn Độ [4]. Dữ liệu cho thấy các đơn bội B và C phổ biến hơn ở Nam Âu và Ấn Độ [4]. Phân tích bản phiên mã ARN trên 11 cá nhân mang tính trạng duy trì men lactase chỉ ra rằng alen dung nạp sữa hầu như luôn nằm trên nền đơn bội A [4]. Tần số rất cao của đơn bội A tại Bắc Âu hoàn toàn tương thích với tỷ lệ dung nạp sữa vượt trội của cư dân khu vực này [4].
Nghiên cứu tổng hợp toàn cầu năm 2010 phân tích mối liên hệ giữa kiểu hình và kiểu gen bằng phương pháp nội suy bề mặt kết hợp thuật toán Monte Carlo [5]. Kết quả đi đến kết luận rằng các dữ liệu di truyền hiện tại vẫn chưa đủ để giải thích hoàn toàn tần số kiểu hình dung nạp sữa tại phần lớn Tây và Nam Phi, Đông Nam Âu, Trung Đông cùng một số khu vực Trung và Nam Á, đòi hỏi các nghiên cứu sâu hơn về biến dị nucleotide [5].
Lợi ích và giới hạn từ các dữ liệu khoa học
Các nghiên cứu cổ nhân chủng học và di truyền học phân tử cung cấp bức tranh rõ nét về sự tiến hóa của loài người trước nguồn thức ăn mới [1], [2]. Bằng chứng giải thích tường tận vì sao tỷ lệ dung nạp sữa ở người Trung Quốc chỉ đạt mức khoảng 1%, trong khi ở các nước Bắc Âu như Đan Mạch hay Thụy Điển lại vượt trên 90% [3].
Tuy vậy, giới hạn của các dữ liệu hiện nay là danh mục các biến thể di truyền đã biết vẫn chưa bao quát hết mọi nhóm dân cư [5]. Nhiều khu vực tại châu Phi hay châu Á có người tiêu hóa được sữa nhưng lại không mang đột biến gen đặc trưng của người châu Âu [5], [3]. Thêm vào đó, việc sở hữu gen không dung nạp men lactase không đồng nghĩa với việc cá nhân đó hoàn toàn không thể tiếp nhận một lượng sữa nhỏ trong chế độ ăn hàng ngày [6], [2].
Những hiểu lầm thường gặp về bất dung nạp sữa
Hiểu lầm phổ biến nhất là coi bất dung nạp lactose là một bệnh lý nguy hiểm cần phải "chữa trị". Về mặt sinh học tiến hóa, việc suy giảm nồng độ men lactase sau thời kỳ ấu thơ là trạng thái tự nhiên, nguyên bản của đại đa số loài người [1], [3]. Khả năng uống sữa tươi thoải mái khi trưởng thành thực chất mới là kết quả của các đột biến gen mới xuất hiện trong vài nghìn năm trở lại đây [1], [3].
Nhiều người cũng nhầm lẫn giữa tình trạng bất dung nạp lactose và dị ứng đạm sữa bò. Bất dung nạp lactose là vấn đề về men tiêu hóa đường tại ruột [3], trong khi dị ứng sữa liên quan đến phản ứng miễn dịch với các protein như casein hay whey. Ngoài ra, việc cơ thể thiếu hụt gen duy trì men lactase không nhất thiết liên quan trực tiếp đến các vấn đề sức khỏe tổng thể hay bệnh lý xương, miễn là chế độ ăn uống cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng [6].
Ai nên thận trọng khi sử dụng sữa tươi
Những người có nguồn gốc Đông Á, Đông Nam Á khi trưởng thành cần chú ý lắng nghe cơ thể khi bắt đầu bổ sung các chế phẩm từ sữa động vật chưa qua xử lý tách đường [3]. Những người thường xuyên gặp hội chứng ruột kích thích, viêm ruột mạn tính hoặc đang hồi phục sau các đợt tiêu chảy cấp nên thận trọng, bởi lớp niêm mạc ruột non bị tổn thương tạm thời có thể làm giảm mạnh hơn nữa lượng men lactase vốn đã ít ỏi.
Người cao tuổi hoặc những bệnh nhân có nhiều bệnh lý nền mạn tính nếu gặp các phản ứng tiêu hóa nặng nề, sụt cân hoặc tiêu chảy kéo dài sau khi uống sữa nên đến các cơ sở y tế để được thăm khám, nội soi hoặc làm các xét nghiệm chẩn đoán chức năng thay vì tự ý kiêng khem mù quáng.
Gợi ý chế độ ăn uống cho người không dung nạp lactose
Hiểu rõ cơ chế sinh học giúp người châu Á thưởng thức các chế phẩm từ sữa mà không gặp rắc rối tiêu hóa:
- Tận dụng thực phẩm lên men: Tương tự kinh nghiệm của các dân tộc du mục Trung Á cổ đại, các sản phẩm sữa lên men như sữa chua, phô mai ủ lâu ngày đã được vi khuẩn chuyển hóa phần lớn đường lactose thành axit lactic, giúp hệ tiêu hóa dễ dàng tiếp nhận [2].
- Uống lượng nhỏ, chia nhiều lần: Không nên uống một lượng lớn sữa tươi nguyên chất khi bụng đang đói cồn cào. Việc chia nhỏ lượng sữa (khoảng 50–100 ml mỗi lần) và dùng kèm trong bữa ăn có tinh bột sẽ làm chậm tốc độ làm rỗng dạ dày, giúp lượng men lactase ít ỏi kịp xử lý lượng đường nạp vào.
- Sử dụng sản phẩm chuyên biệt: Hiện nay ngành công nghệ thực phẩm đã cung cấp rộng rãi các loại sữa tươi ghi nhãn "Lactose-free" (đã được bổ sung sẵn enzyme lactase để bẻ gãy đường đôi), hoặc người dùng có thể chuyển sang dùng các loại sữa hạt thay thế.
Sự khác biệt về khả năng uống sữa giữa các quần thể người là minh chứng sống động cho mối liên kết giữa tiến hóa di truyền và thói quen canh tác của tổ tiên [1], [3]. Tình trạng bất dung nạp lactose ở người châu Á là một hiện tượng sinh học hoàn toàn bình thường [1], [3]. Lắng nghe cơ thể, sử dụng sữa lên men và điều chỉnh khẩu phần hợp lý sẽ giúp bạn tận dụng tối đa dưỡng chất từ sữa mà vẫn bảo vệ trọn vẹn sức khỏe hệ tiêu hóa.
