Khi các nhà khoa học giải mã bộ gen người vào năm 2003 – giải trình tự toàn bộ mã di truyền của một con người – nhiều người kỳ vọng điều này sẽ mở khóa những bí mật về bệnh tật. Tuy nhiên, di truyền học chỉ giải thích được khoảng 10% nguy cơ. 90% còn lại nằm ở môi trường sống – và chế độ ăn uống đóng một vai trò cực kỳ quan trọng, theo David Benton.
Trên toàn cầu, chế độ ăn uống kém lành mạnh có liên quan đến khoảng một trong năm trường hợp tử vong ở người trưởng thành từ 25 tuổi trở lên. Tại châu Âu, nó chiếm gần một nửa số ca tử vong do bệnh tim mạch. Tuy nhiên, bất chấp hàng thập kỷ khuyến cáo về việc cắt giảm chất béo, muối hay đường, tỷ lệ béo phì và các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống vẫn tiếp tục gia tăng. Rõ ràng, có điều gì đó còn thiếu trong cách chúng ta nhìn nhận về thực phẩm.
Trong nhiều năm, dinh dưỡng thường được định nghĩa khá đơn giản: thực phẩm là nhiên liệu và các chất dinh dưỡng là những viên gạch xây dựng cơ thể. Protein, carbohydrate, chất béo và vitamin – tổng cộng khoảng 150 hóa chất đã biết – đã thống trị bức tranh này. Nhưng các nhà khoa học hiện ước tính chế độ ăn của chúng ta thực sự cung cấp hơn 26.000 hợp chất, và hầu hết trong số đó vẫn chưa được khám phá.
Đây là lúc thiên văn học đưa ra một so sánh hữu ích. Các nhà thiên văn học biết rằng vật chất tối chiếm khoảng 27% vũ trụ. Nó không phát ra hay phản chiếu ánh sáng, vì vậy không thể nhìn thấy trực tiếp nhưng các hiệu ứng hấp dẫn của nó cho thấy rằng nó phải tồn tại.
Khoa học dinh dưỡng cũng đối mặt với một vấn đề tương tự. Phần lớn các hóa chất trong thực phẩm là vô hình đối với chúng ta về mặt nghiên cứu. Chúng ta tiêu thụ chúng mỗi ngày, nhưng lại ít biết chúng có tác dụng gì.
Một số chuyên gia gọi những phân tử chưa biết này là “vật chất tối dinh dưỡng”. Đây là một lời nhắc nhở rằng, giống như vũ trụ chứa đầy những lực lượng ẩn giấu, chế độ ăn uống của chúng ta cũng ẩn chứa vô số hóa chất bí ẩn.
Khi các nhà nghiên cứu phân tích bệnh tật, họ xem xét một loạt các loại thực phẩm, mặc dù bất kỳ mối liên hệ nào thường không thể khớp với các phân tử đã biết. Đây chính là vật chất tối của dinh dưỡng – các hợp chất chúng ta ăn vào hàng ngày nhưng chưa được lập bản đồ hoặc nghiên cứu. Một số có thể thúc đẩy sức khỏe, nhưng số khác lại có thể làm tăng nguy cơ bệnh tật. Thử thách là tìm ra hợp chất nào có tác dụng gì.
FOODOMICS: Khoa học khám phá vũ trụ hóa chất trong thực phẩm
Lĩnh vực foodomics (khoa học thực phẩm) ra đời với mục tiêu chính xác như vậy. Nó kết hợp các ngành genomics (vai trò của gen), proteomics (protein), metabolomics (hoạt động của tế bào) và nutrigenomics (sự tương tác giữa gen và chế độ ăn uống).
Những phương pháp tiếp cận này đang bắt đầu hé lộ cách chế độ ăn uống tương tác với cơ thể theo những cách vượt xa khái niệm calo và vitamin thông thường.
Lấy ví dụ về chế độ ăn Địa Trung Hải (giàu trái cây, rau củ, ngũ cốc nguyên hạt, các loại đậu, hạt, dầu ô liu và cá, hạn chế thịt đỏ và đồ ngọt), vốn được biết đến với khả năng giảm nguy cơ mắc bệnh tim.
Nhưng tại sao chế độ ăn này lại hiệu quả? Một manh mối nằm ở phân tử TMAO (trimethylamine N-oxide), được tạo ra khi vi khuẩn đường ruột chuyển hóa các hợp chất trong thịt đỏ và trứng. Nồng độ TMAO cao làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim. Tuy nhiên, tỏi, chẳng hạn, lại chứa các chất ngăn chặn quá trình sản xuất TMAO. Đây là một ví dụ cho thấy chế độ ăn uống có thể thay đổi cán cân giữa sức khỏe và bệnh tật.
Vi khuẩn đường ruột cũng đóng một vai trò quan trọng. Khi các hợp chất đi đến ruột già, vi khuẩn sẽ biến đổi chúng thành các hóa chất mới có thể ảnh hưởng đến quá trình viêm, miễn dịch và trao đổi chất.
Ví dụ, axit ellagic – được tìm thấy trong nhiều loại trái cây và hạt – được vi khuẩn đường ruột chuyển hóa thành urolithin. Đây là một nhóm hợp chất tự nhiên giúp giữ cho ty thể (nhà máy năng lượng của cơ thể) của chúng ta khỏe mạnh.
Điều này cho thấy thực phẩm là một mạng lưới phức tạp của các hóa chất tương tác. Một hợp chất có thể ảnh hưởng đến nhiều cơ chế sinh học, và những cơ chế này lại có thể tác động đến nhiều cơ chế khác. Chế độ ăn uống thậm chí có thể bật hoặc tắt gen thông qua epigenetics – những thay đổi trong hoạt động gen mà không làm thay đổi chính DNA.
Lịch sử đã cung cấp những ví dụ rõ ràng về điều này. Chẳng hạn, những đứa trẻ sinh ra từ các bà mẹ phải chịu nạn đói ở Hà Lan trong Thế chiến thứ hai có nhiều khả năng mắc bệnh tim, tiểu đường loại 2 và tâm thần phân liệt sau này. Nhiều thập kỷ sau, các nhà khoa học phát hiện hoạt động gen của chúng đã bị thay đổi bởi những gì mẹ chúng đã ăn – hoặc không ăn – trong thời kỳ mang thai.
Lập bản đồ vũ trụ thực phẩm
Các dự án như Foodome Project hiện đang cố gắng lập danh mục vũ trụ hóa chất ẩn giấu này. Hơn 130.000 phân tử đã được liệt kê, liên kết các hợp chất thực phẩm với protein người, vi khuẩn đường ruột và các quá trình bệnh tật. Mục tiêu là xây dựng một bản đồ về cách chế độ ăn uống tương tác với cơ thể, và xác định chính xác những phân tử nào thực sự quan trọng đối với sức khỏe.
Hy vọng rằng, bằng cách hiểu rõ vật chất tối dinh dưỡng, chúng ta có thể trả lời những câu hỏi đã làm đau đầu khoa học dinh dưỡng bấy lâu nay. Tại sao một số chế độ ăn kiêng lại hiệu quả với người này nhưng không phải người khác? Tại sao thực phẩm đôi khi ngăn ngừa, và đôi khi lại thúc đẩy bệnh tật? Những phân tử thực phẩm nào có thể được khai thác để phát triển thuốc mới, hoặc thực phẩm mới?
Chúng ta vẫn đang ở giai đoạn khởi đầu. Nhưng thông điệp đã rõ ràng – thực phẩm trên đĩa của chúng ta không chỉ là calo và chất dinh dưỡng, mà là một bức tranh hóa học rộng lớn mà chúng ta chỉ mới bắt đầu khám phá. Giống như việc lập bản đồ vật chất tối vũ trụ đang thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về vũ trụ, việc khám phá vật chất tối dinh dưỡng có thể thay đổi cách chúng ta ăn uống, cách chúng ta điều trị bệnh và cách chúng ta hiểu về sức khỏe.
Theo 1news.co.nz