Nghịch lý làn da sẫm màu và nhu cầu ánh nắng
Nhiều người thường nghĩ rằng những ai sở hữu làn da ngăm đen khỏe khoắn sẽ ít gặp các vấn đề về sức khỏe xương khớp hơn nhờ khả năng chống chịu ánh nắng vượt trội. Tuy nhiên, trên thực tế, các bác sĩ dinh dưỡng lại thường xuyên ghi nhận tình trạng thiếu hụt vitamin D ở những người có tông da sẫm màu. Đây là một thực tế y khoa khiến không ít người bất ngờ, bởi vì ánh nắng mặt trời vốn là nguồn tạo vitamin D dồi dào và tự nhiên nhất cho cơ thể.
Câu trả lời ngắn gọn nằm ở sắc tố melanin dưới da. Melanin hoạt động như một màng chắn tự nhiên giúp ngăn ngừa tác hại của tia cực tím, nhưng chính chiếc khiên bảo vệ này lại vô tình hấp thụ bớt các tia sáng cần thiết để kích hoạt quá trình tự sản xuất vitamin D [1]. Do đó, để tạo ra cùng một lượng dưỡng chất tương đương với người có làn da trắng, người có làn da sẫm màu bắt buộc phải tiếp xúc với ánh nắng mặt trời trong khoảng thời gian dài hơn đáng kể [2].
Hiểu rõ mối tương quan giữa sắc tố da và quá trình tổng hợp vitamin D sẽ giúp chúng ta có góc nhìn khoa học hơn về việc tắm nắng. Điều này không chỉ bảo vệ làn da khỏi các tổn thương do bỏng nắng mà còn đảm bảo cơ thể không bị rơi vào tình trạng thiếu hụt một vi chất thiết yếu cho hệ miễn dịch và khung xương [3].
Melanin: Chiếc khiên bảo vệ vô tình cản trở vitamin D
Để hiểu tại sao người da ngăm cần nhiều thời gian dưới nắng hơn, chúng ta cần tìm hiểu cách thức cơ thể tạo ra vitamin D. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào da, chỉ có chùm tia cực tím B (UVB) nằm trong dải bước sóng hẹp từ 290 đến 315 nanomet mới có khả năng kích hoạt quá trình chuyển hóa tiền chất [3]. Tia UVB xâm nhập vào lớp biểu bì và trung bì, tác động lên hợp chất có tên là 7-dehydrocholesterol (7-DHC) để chuyển đổi thành tiền vitamin D3 [1].
Trong cùng thời điểm đó, tia UVB cũng gửi tín hiệu kích thích các tế bào hắc tố (melanocyte) tăng cường sản xuất sắc tố melanin [1]. Melanin được đóng gói cẩn thận thành các cấu trúc gọi là melanosome rồi di chuyển dần lên các tầng tế bào phía trên của lớp biểu bì [1]. Tại đây, chúng đóng vai trò như một lớp kem chống nắng vật lý tự nhiên vô cùng hiệu quả, hấp thụ cả tia UVA lẫn UVB để bảo vệ nhân tế bào khỏi nguy cơ đột biến [1].
Tuy nhiên, sự có mặt dày đặc của melanin lại tạo ra một cuộc cạnh tranh trực tiếp đối với các photon tia cực tím [4]. Sắc tố này hấp thụ bớt năng lượng UVB trước khi chùm tia kịp tiếp cận các phân tử 7-DHC nằm ở sâu hơn trong lớp biểu bì [2]. Do mật độ sắc tố da tỷ lệ nghịch với số lượng hạt photon UVB có thể thâm nhập vào các lớp sâu của da, hiệu suất tổng hợp vitamin D3 ở người da sẫm màu sẽ bị giảm sút rõ rệt so với người da sáng [1].
Thời gian tiếp xúc: Vì sao da ngăm cần gấp 2 đến 10 lần?
Sự chênh lệch về tốc độ tạo vitamin D giữa các nhóm màu da không phải là phỏng đoán mà đã được đo lường bằng những số liệu cụ thể. Các báo cáo chuyên môn ghi nhận rằng người có nước da sáng màu chỉ cần phơi nắng khoảng 20 đến 30 phút vài lần trong một tuần là có thể sản sinh ra lượng vitamin D3 lên tới 20.000 IU [5]. Lượng vi chất này đủ để đáp ứng tốt các nhu cầu trao đổi chất và bảo vệ cơ thể trong thời gian dài [5].
Ngược lại, một cá nhân có làn da sẫm màu chứa hàm lượng melanin dồi dào sẽ cần thời gian tiếp xúc với ánh nắng dài hơn từ 2 đến 10 lần để tạo ra cùng một mức vitamin D3 tương đương [5]. Sự khác biệt này phản ánh rõ cơ chế tự bảo vệ của từng nhóm da trước tác động của bức xạ mặt trời [5]. Nếu người da ngăm chỉ phơi nắng bằng thời gian tiêu chuẩn của người da trắng, lớp biểu bì của họ chưa nhận đủ lượng photon UVB cần thiết để kích hoạt phản ứng quang hóa [1].
Đặc biệt, sự cạnh tranh quang học này được thấy rõ rệt nhất khi so sánh giữa các chủng tộc có đặc điểm phân loại da khác nhau. Một cá nhân thuộc nhóm da sẫm màu sâu gốc Phi (tương đương da loại 5) khi tiếp xúc với cùng một lượng ánh nắng mặt trời như người có da sáng tối thiểu gốc Celtic hoặc Scandinavia (da loại 2) sẽ sản xuất ít vitamin D3 hơn hẳn [1]. Điều này giải thích tại sao cộng đồng người da màu sinh sống tại các vùng khí hậu ôn đới hoặc hàn đới luôn có tỷ lệ thiếu vi chất này ở mức rất cao [6].
Các nghiên cứu khoa học ghi nhận điều gì?
Mối liên hệ giữa sắc tố da và nồng độ vitamin D huyết thanh đã được khám phá qua nhiều công trình nghiên cứu trong nhiều năm qua. Điển hình vào năm 2007, các nhà khoa học đã tiến hành đo lường nồng độ 25-hydroxyvitamin D trong huyết thanh ở các nhóm tình nguyện viên có loại da khác nhau sau khi cho họ tiếp xúc với bức xạ tia cực tím lặp đi lặp lại [4]. Nhóm nghiên cứu cũng thiết lập một mô hình da người để phân tích sự tạo thành tiền vitamin D3 giữa mẫu da loại 2 và mẫu da loại 5 dưới ánh nắng buổi trưa của tháng 6 [4]. Kết quả từ mô hình này đã khẳng định rằng sắc tố melanin trong da người trực tiếp cạnh tranh và hấp thụ các hạt photon UVB chịu trách nhiệm cho phản ứng quang phân 7-DHC [4].
Tiếp đó, các đánh giá quan sát dịch tễ học cũng ghi nhận rằng những người có mức độ tích tụ melanin trong da cao hơn thường có tình trạng vitamin D kém hơn so với những người da sáng khi cùng sinh sống ở cùng một vĩ độ địa lý [2]. Mặc dù từng có một số nghiên cứu nhỏ đưa ra quan sát rằng sắc tố da không tác động nhiều đến chỉ số 25(OH)D trong máu, một phân tích tổng quan có hệ thống vào năm 2015 đã kết luận rằng các bằng chứng báo cáo tác động ức chế của melanin có tính thuyết phục cao hơn [2].
Tại Vương quốc Anh, một báo cáo công bố năm 2017 tập trung vào cộng đồng người Nam Á di cư cho thấy tình trạng thiếu hụt vitamin D là một mối lo ngại sức khỏe cộng đồng nổi cộm [6]. Do sở hữu làn da ngăm đen chứa nhiều melanin, cộng đồng này cần thời gian tiếp xúc với ánh nắng nhiều hơn người bản địa da trắng để đạt được mức vi chất cần thiết [6]. Tình trạng thiếu hụt kéo dài tại đây có liên quan mật thiết đến các bệnh lý suy giảm chất lượng xương như còi xương ở trẻ nhỏ và nhuyễn xương ở người lớn [6].
Ngoài ra, những hạn chế về mặt môi trường cũng được ghi nhận rõ nét. Tại các vùng có vĩ độ cao như Na Uy hay Canada, từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, cường độ tia UVB mặt trời xuống quá thấp khiến da người hầu như không thể sản xuất được vitamin D [1]. Khi ở cùng điều kiện địa lý này, người da ngăm sẽ chịu bất lợi kép: vừa thiếu hụt tia UVB theo mùa, vừa có sẵn rào cản melanin dày đặc cản trở việc hấp thụ [6].
Lợi ích kép và những tác động khác từ ánh nắng
Dù melanin khiến việc tổng hợp vitamin D diễn ra chậm hơn, cơ thể chúng ta vẫn nhận được nhiều lợi ích sinh học khác khi tiếp xúc với quang phổ mặt trời [7]. Bức xạ cực tím không chỉ có vai trò kích hoạt vitamin D mà còn tác động lên nhiều chất cảm quang khác nhau trong các lớp tế bào da [7]. Phản ứng rám nắng muộn do tia UVB kích hoạt sẽ làm tăng melanin sau vài ngày, tiếp tục củng cố vai trò như một lớp kem chống nắng bảo vệ cơ thể khỏi bỏng rát [7].
Nhiều nghiên cứu y học cho thấy bức xạ mặt trời hoặc liệu pháp quang học nhân tạo có thể được ứng dụng để điều trị một số bệnh da liễu mạn tính như vảy nến, bạch biến, viêm da cơ địa và xơ cứng bì khu trú [7]. Thậm chí, việc tiếp xúc với tia cực tím còn có khả năng làm giảm các triệu chứng lâm sàng của bệnh đa xơ cứng thông qua những con đường hoàn toàn độc lập với việc tổng hợp vitamin D [7].
Bên cạnh đó, tia cực tím chiếu vào da còn kích thích giải phóng oxit nitric (NO), một phân tử có thể giúp hạ huyết áp và cải thiện sức khỏe tim mạch tổng thể [7]. Phân tử NO do tia UVA cảm ứng còn có đặc tính kháng khuẩn và hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh hữu ích [7]. Cuối cùng, việc tắm nắng hợp lý còn đem lại cảm giác hưng phấn, sảng khoái và cải thiện tâm trạng nhờ vào khả năng kích thích giải phóng hormone endorphin [7].
Những hiểu lầm thường gặp khi tắm nắng tạo vitamin D
Một hiểu lầm rất phổ biến là phơi nắng càng lâu hoặc tắm nắng trong tình trạng da bị bỏng rát thì cơ thể sẽ tích lũy được càng nhiều vitamin D. Trên thực tế, cơ thể con người sở hữu các cơ chế điều hòa tự nhiên tinh vi ở lớp da, giúp ngăn ngừa hoàn toàn nguy cơ ngộ độc vitamin D do tổng hợp từ ánh nắng mặt trời [3]. Khi lượng tiền vitamin D3 đạt ngưỡng bão hòa, các phản ứng quang hóa phụ sẽ chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hoạt tính, do đó bạn không cần phải cố phơi nắng đến mức cháy rát [3].
Một quan niệm sai lầm khác là có thể dễ dàng bù đắp lượng vitamin D thiếu hụt chỉ thông qua các bữa ăn thông thường hàng ngày mà không cần đến ánh sáng tự nhiên. Trên thực tế, rất ít loại thực phẩm tự nhiên có chứa vitamin D, ngoại trừ một số quốc gia áp dụng chính sách bổ sung vi chất này vào thực phẩm thương mại [3]. Cá béo được xem là một trong những nguồn thực phẩm tự nhiên tốt nhất, nhưng hàm lượng giữa các loại cũng có sự phân hóa rất lớn [4].
Nghiên cứu phân tích thực phẩm đã chỉ ra rằng cá hồi nuôi chỉ chứa lượng vitamin D trung bình bằng khoảng 25% so với lượng tìm thấy trong cá hồi hoang dã đánh bắt tự nhiên từ vùng Alaska [4]. Thêm vào đó, cá hồi nuôi có chứa vitamin D2, trong khi loại vitamin D2 này hoàn toàn không có trong cá hồi tự nhiên [4]. Vì vậy, việc chỉ dựa vào chế độ ăn uống mà bỏ qua hoàn toàn nguồn sáng mặt trời thường không đủ để duy trì nồng độ vi chất tối ưu cho cơ thể [6].
Về vấn đề kem chống nắng, trên lý thuyết các sản phẩm chống nắng sẽ làm giảm mạnh khả năng tổng hợp vitamin D của biểu bì da [3]. Tuy nhiên, trong đời sống thực tế, các nghiên cứu lại chỉ ra rằng việc bôi kem chống nắng ít gây ảnh hưởng tiêu cực đến nồng độ vitamin D trong máu [8]. Lý do chủ yếu là vì người sử dụng thường không bôi đủ lượng kem dày hoặc không bôi lại thường xuyên đúng như các điều kiện tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm [8].
Những ai cần đặc biệt thận trọng?
Mặc dù việc bổ sung đủ ánh nắng là cần thiết, một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý và theo dõi sát sao tình trạng dinh dưỡng của mình. Người lớn tuổi là nhóm có nguy cơ cao, bởi quá trình lão hóa tự nhiên làm suy giảm lượng tiền chất 7-DHC nằm trong lớp biểu bì da [1]. Khi người già tiếp xúc với cùng một lượng ánh nắng như một người trẻ tuổi, cơ thể họ chỉ sản xuất ra một lượng vitamin D thấp hơn nhiều [1]. Việc thiếu hụt này sẽ làm gia tăng nguy cơ loãng xương và gãy xương nghiêm trọng ở người cao tuổi [4].
Cộng đồng người có làn da sẫm màu di cư đến sinh sống tại các quốc gia nằm ở vĩ độ cao phía bắc là nhóm đối tượng tiếp theo cần cảnh giác [6]. Sự kết hợp giữa làn da giàu melanin và mùa đông kéo dài với góc chiếu ánh nắng quá nghiêng khiến họ gần như không thể tự tạo vitamin D từ tháng 10 đến tháng 3 [1]. Trẻ em và người lớn thuộc nhóm này dễ bị biến chứng còi xương, nhuyễn xương và có mối liên hệ nhất định tới sự phát triển của các bệnh mạn tính như đái tháo đường tuýp 2 [6].
Những người có thói quen hoặc trang phục che phủ kín toàn bộ cơ thể vì lý do văn hóa cũng đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nghiêm trọng [2]. Quần áo che phủ dày có khả năng ức chế gần như hoàn toàn sự tổng hợp vitamin D qua da, khiến cho cả người lớn lẫn trẻ em sinh sống tại những vùng nắng nóng quanh năm vẫn có thể bị thiếu vi chất này [2]. Đối với những trường hợp bệnh nhân phải nằm viện điều trị dài ngày bị hạn chế tiếp xúc tia cực tím, quá trình quang hóa cũng bị gián đoạn và cần có sự can thiệp từ bác sĩ [5].
Gợi ý áp dụng thực tế an toàn và cân bằng
Để tối ưu hóa việc tạo vitamin D mà không gây hại cho da, bạn cần căn cứ vào sắc thái làn da và điều kiện thời tiết thực tế. Do góc thiên đỉnh của mặt trời thay đổi theo mùa, thời gian trong ngày và vĩ độ, lượng tia UVB tiếp cận mặt đất sẽ cao nhất khi góc thiên đỉnh ở mức thấp nhất [1]. Ngược lại, vào mùa đông tại các khu vực nằm ngoài vĩ độ 35 độ bắc hoặc nam, góc thiên đỉnh quá nghiêng khiến phần lớn tia UVB bị tầng ozone hấp thụ, làm giảm tối đa hiệu quả tạo vitamin D [1].
Đối với những người có làn da ngăm đen tự nhiên, hãy cho phép cơ thể tiếp xúc với ánh nắng mặt trời lâu hơn một chút so với những người có nước da trắng sáng [2]. Tuy nhiên, việc phơi nắng cần diễn ra từ từ để làn da kịp thích ứng, tuyệt đối tránh phơi nắng dồn dập đến mức da bị đỏ rát hoặc phỏng rộp [2]. Bạn có thể để lộ một phần diện tích da ở tay hoặc chân trong thời gian phơi nắng để đón nhận tia cực tím hiệu quả hơn trước khi che chắn bảo vệ da [8].
Bên cạnh ánh nắng, hãy chú ý bổ sung thêm các loại cá béo giàu dưỡng chất như cá hồi tự nhiên vào thực đơn dinh dưỡng hàng tuần của gia đình [4]. Trong trường hợp sống ở vùng ít nắng hoặc thuộc nhóm da ngăm khó hấp thụ tia cực tím, việc sử dụng các viên uống bổ sung có thể được cân nhắc [3]. Mặc dù vitamin D tổng hợp đường uống có thể gây độc nếu sử dụng liều cực cao, loại vi chất này vẫn có biên độ an toàn tương đối rộng rãi [3]. Dù vậy, các dữ liệu về độ an toàn lâu dài đối với nhiều kết cục bất lợi vẫn còn hạn chế, vì thế bạn luôn cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa trước khi bắt đầu dùng bất kỳ loại viên uống bổ sung liều cao nào [3].