Lao động chân tay ảnh hưởng thế nào đến mất cơ và phục hồi khi siết cân

Hoạt động thể lực nghề nghiệp (OPA) ở mức cao tạo ra một môi trường sinh lý rất khác biệt trong giai đoạn thâm hụt calo so với lối sống ít vận động. Mặc dù việc chịu tải cơ bắp cường độ thấp thường xuyên có thể tạo ra các tín hiệu cục bộ giúp giảm thiểu mất cơ ở các chi hoạt động [1], [9], nhưng sự căng thẳng nghề nghiệp kéo dài lại làm suy giảm khả năng phục hồi thần kinh tự chủ toàn thân [11], làm tăng các chỉ số hormone dị hóa [1], [9], và đẩy nhanh quá trình oxy hóa axit amin từ chế độ ăn [18], [22]. Nếu không có những điều chỉnh mục tiêu về dinh dưỡng và khối lượng tập luyện, một công việc đòi hỏi nhiều thể lực trong giai đoạn thâm hụt năng lượng sẽ làm tăng tổng mức căng thẳng dị hóa thay vì đóng vai trò như việc tập luyện có cấu trúc.

Bảo tồn cơ bắp: Kích thích cục bộ so với thâm hụt năng lượng toàn thân

Trong quá trình hạn chế calo, cơ thể con người tự nhiên giảm quá trình tổng hợp protein cơ bắp (MPS) cơ bản. Tình trạng thâm hụt calo vừa phải trong 10 ngày (~80% nhu cầu năng lượng) đã được chứng minh là làm giảm tốc độ tổng hợp phân đoạn cơ bắp hỗn hợp khoảng 19% và làm suy giảm các con đường truyền tín hiệu đồng hóa, bao gồm quá trình phosphoryl hóa Akt và 4E-BP1 [21]. Khi giảm cân chỉ bằng ăn kiêng đơn thuần, mất mô nạc chiếm trung bình 24% tổng trọng lượng giảm được, so với khoảng 11% khi ăn kiêng kết hợp với tập thể dục [7]. Trong những trường hợp nghiêm trọng, việc ức chế quá trình phân giải protein nhạy cảm với insulin thông qua con đường insulin-IGF-1-PI3K bị suy giảm có thể dẫn đến việc mô nạc chiếm tới 43% tổng khối lượng bị mất, bất kể lượng protein nạp vào cao và có tập kháng lực [7]. Để so sánh, việc giảm cân bằng thuốc điều trị béo phì có thể khiến khối lượng nạc giảm từ 20% đến 50% tổng mức giảm (~6 kg trong 12–18 tháng) [2].

Sự vận động thể chất mang lại một kích thích cơ học giúp chống lại một phần chuỗi phản ứng dị hóa này. Trong các mô hình thử nghiệm trên người chịu thâm hụt năng lượng cực độ ngắn hạn kết hợp với khối lượng vận động cao (chẳng hạn như đi bộ 35 km mỗi ngày và quay tay kéo đòn), các chi chịu tải tích cực bị mất khối lượng không mỡ (FFM) ít hơn đáng kể so với các chi đối chứng không vận động (mất ít hơn 57% ở chân và 29% ở cánh tay tập luyện) [1], [9]. Điều này chứng minh rằng sự co cơ thường xuyên mang lại một kích thích bảo vệ cục bộ chống lại tình trạng teo cơ [1], [9].

Tuy nhiên, việc chịu tải cường độ thấp trong công việc đơn thuần là không đủ để duy trì năng lực cơ bắp. Mặc dù cả hai hình thức tập sức bền và kháng lực đều làm giảm mất cơ trong quá trình giảm cân, nhưng chỉ có tập kháng lực mới duy trì hoặc gia tăng sức mạnh cơ bắp, trong khi protein từ chế độ ăn hoặc hoạt động thể lực chung chỉ giúp bảo tồn khối nạc mà không tăng cường khả năng phát lực [8]. Ở những người tập kháng lực, việc duy trì khối lượng tập luyện hàng tuần cao hơn (≥10 hiệp cho mỗi nhóm cơ) kết hợp với tăng tiến áp lực (progressive overload) sẽ ngăn ngừa sự suy giảm khối lượng nạc thường xảy ra ở các phác đồ giảm khối lượng tập trong thời gian hạn chế năng lượng [7].

Phục hồi toàn thân và nghịch lý hoạt động thể lực

Trong khi hoạt động thể lực lúc rảnh rỗi (LTPA) thúc đẩy quá trình phục hồi tim mạch và chuyển hóa, thì hoạt động thể lực nghề nghiệp ở mức cao có thể làm suy giảm sự phục hồi toàn thân—một hiện tượng được gọi là nghịch lý hoạt động thể lực (physical activity paradox) [10].

Cơ sở cơ chế của nghịch lý này bao gồm bốn con đường chính: căng thẳng tim mạch cấp tính do hoạt động kéo dài với thời gian nghỉ ngơi giữa ngày tối thiểu, các thích ứng mạch máu như xơ cứng động mạch và giảm độ nhạy phản xạ áp thụ quan (baroreflex), tăng viêm toàn thân, và sự khuếch đại căng thẳng do thể lực tim mạch kém hoặc căng thẳng tâm lý xã hội [10]. Dữ liệu phân tích gộp cho thấy OPA cao so với thấp có liên quan đến nguy cơ tử vong do mọi nguyên nhân cao hơn 18% ở nam giới (tăng lên 25% sau khi điều chỉnh theo hoạt động thể chất lúc rảnh rỗi) [10], và các nghề nghiệp đòi hỏi phải đứng lâu mang lại nguy cơ mắc bệnh tim tăng đáng kể so với các công việc ngồi nhiều [10]. Trong các ngành lao động chân tay như xây dựng, vệ sinh và sản xuất, các rủi ro tim mạch tăng cao đặc biệt ở những người có thể lực thấp hơn hoặc đã có sẵn áp lực tim mạch từ trước [12].

Khi kết hợp với thâm hụt calo, căng thẳng nghề nghiệp này sẽ làm thay đổi cân bằng thần kinh tự chủ và tải lượng allostatic (allostatic load):

• Điều hòa thần kinh tự chủ: OPA cao làm giảm các chỉ số biến thiên nhịp tim (HRV) vào ban đêm (như rMSSD và công suất dải tần số cao) đồng thời làm tăng nhịp tim ban đêm, làm giảm các lợi ích phục hồi vốn thường có được từ việc tập luyện lúc rảnh rỗi [11]. Việc kết hợp OPA cao với tập luyện giải trí cường độ cao có thể gây ra tình trạng quá tải thần kinh tự chủ [11], [14].
• Căng thẳng sinh lý: OPA cường độ mạnh có mối tương quan thuận với tải lượng allostatic cao hơn (chỉ số tổng hợp của các dấu ấn sinh học tim mạch, chuyển hóa và miễn dịch) ở nữ lao động trẻ, trong khi tập thể dục lúc rảnh rỗi cường độ mạnh lại làm giảm tải lượng allostatic [13].
• Phản xạ tim mạch: Hạn chế calo làm giảm phản ứng tăng áp (pressor response) đối với bài tập tĩnh bằng cách làm cùn hoạt động thần kinh giao cảm cơ và sự gia tăng huyết áp trong khi vẫn duy trì chức năng phản xạ chuyển hóa (metaboreflex) [15], đồng thời cũng làm thay đổi phản ứng của nhịp tim và huyết áp trong các điều kiện căng thẳng nhiệt và bất động trên giường [15].
• Căng thẳng nội tiết: Sự sụt giảm khối lượng không mỡ trong điều kiện thâm hụt năng lượng nghiêm trọng có tương quan tuyến tính với sự gia tăng tỷ lệ cortisol trên testosterone tự do và sự sụt giảm các axit amin thiết yếu cùng axit amin chuỗi nhánh trong tuần hoàn (r = -0,54 đến -0,71) [1], [9]. Những thay đổi về cortisol huyết thanh cũng tương quan với những thay đổi về khối lượng nạc trong điều kiện hạn chế năng lượng nghiêm trọng kết hợp với tập luyện tần suất cao [5].

Nhu cầu dinh dưỡng: Protein và dòng năng lượng

Ở một người ít vận động, các hướng dẫn dinh dưỡng tiêu chuẩn (chẳng hạn như Khẩu phần Khuyến nghị RDA 0,8 g/kg/ngày hoặc khuyến nghị của WHO là 0,83 g/kg/ngày) nhằm mục đích ngăn ngừa sự thiếu hụt nitơ rõ rệt [4]. Ngược lại, những người năng động cần 1,2–2,0 g/kg/ngày (hoặc 1,4–2,0 g/kg/ngày) để hỗ trợ quá trình tái tạo cơ bắp và bù đắp tác động dị hóa của trạng thái cân bằng năng lượng âm [4].

Khi bị thâm hụt năng lượng nghiêm trọng hoặc nhu cầu thể lực cao, các chiến lược nạp protein nguyên vẹn tiêu chuẩn (như các liều 20–25 g) thường không kích thích được tín hiệu tổng hợp protein cơ bắp hoặc không ngăn ngừa được tình trạng mất khối lượng nạc [18], [22]. Ở những trạng thái cạn kiệt này, các axit amin ăn vào sẽ được ưu tiên chuyển hướng sang quá trình oxy hóa năng lượng toàn thân và các quá trình chuyển hóa thiết yếu thay vì tái tạo cơ xương [18], [22]. Ngược lại, lượng nạp cao hơn (chẳng hạn như 2,4 g/kg/ngày so với 1,2 g/kg/ngày trong điều kiện thâm hụt năng lượng ~40% kết hợp với tập luyện cường độ cao) cho phép duy trì hoặc tăng khối lượng nạc tốt hơn và giảm mỡ nhiều hơn [5]. Leucine đóng vai trò điều hòa quan trọng bằng cách kích hoạt mTORC1 và làm giảm các enzyme ligase gây thoái hóa cơ MAFbx/atrogin-1 và MuRF-1, trong khi các axit amin chuỗi nhánh đóng vai trò là nhiên liệu có thể oxy hóa trong cơ xương khi hạn chế năng lượng [20].

Những người lao động thể lực cũng có tổng mức tiêu hao năng lượng hàng ngày (TDEE) cao hơn, đưa họ vào trạng thái "dòng năng lượng" (energy flux) cao hơn (thông lượng năng lượng cao) so với những người ít vận động [23], [24]. Dòng năng lượng cao làm tăng tỷ lệ trao đổi chất khi nghỉ ngơi và cải thiện khả năng điều hòa cảm giác thèm ăn bằng cách tăng cảm giác no trong suốt cả ngày và giảm cảm giác đói vào buổi tối so với các trạng thái ít vận động có dòng năng lượng thấp [23], [24]. Tuy nhiên, nếu lượng protein và tổng lượng carbohydrate trong chế độ ăn không đủ, thông lượng cao này sẽ làm trầm trọng thêm quá trình dị hóa cơ bắp, như đã thấy khi protein đơn thuần không vượt trội hơn carbohydrate trong việc duy trì công suất phát lực và cân bằng nội tiết tố dưới điều kiện thâm hụt năng lượng khắc nghiệt [1], [9]. Ngoài ra, việc thiếu ngủ sẽ làm giảm các con đường tổng hợp protein cơ bắp và làm tăng các con đường phân giải, củng cố thêm nhu cầu nạp protein trước khi ngủ để duy trì quá trình tổng hợp protein cơ bắp suốt đêm [19].