CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. VAI TRÒ CỦA KẼM, VITAMIN A ĐỐI VỚI SỨC KHỎE 1. Kẽm và vai trò sinh học của kẽm đối với sức khỏe Kẽm là một nguyên tố vi lượng thiết yếu với cơ thể con người. Kẽm tồn tại trong các loại thức ăn dạng Zn2+ , được phân bố rộng rãi trong cơ thể sau khi được hấp thu [98].
Vai trò của kẽm với cơ thể được Todd WR và cộng sự đề cập từ năm 1934 với chức năng phát triển và sinh sản [131]. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu cho thấy kẽm là một trong những vi chất dinh dưỡng quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và dinh dưỡng của cơ thể con người [119]. Hấp thu và chuyển hoá kẽm trong cơ thể Cơ thể con người hấp thu khoảng 5 mg kẽm/ngày [98]. Kẽm được hấp thu chủ yếu tại tá tràng và hỗng tràng, cũng có khi tại hồi tràng.
Trong điều kiện chuẩn, tỷ lệ hấp thu kẽm vào khoảng 33% [40]. Hàm lượng kẽm trong thức ăn càng thấp thì tỷ lệ hấp thu càng cao bởi phản ứng homeostatic, đặc biệt nếu nguồn kẽm có tính khả dụng sinh học thấp [89]. Tại tá tràng 40-70% lượng kẽm được hấp thu vào cơ thể [40]. Tỷ lệ hấp thu này phụ thuộc nhiều vào sự có mặt của các chất ức chế hay các chất kích thích hấp thu kẽm.
Các nghiên cứu cho thấy có một mối liên quan tương đối chặt chẽ giữa hiện tượng bài tiết kẽm nội sinh và hấp thu kẽm, lượng kẽm dự trữ trong cơ thể càng thấp thì sự bài tiết kẽm nội sinh càng hạn chế [89]. Một số yếu tố làm giảm sự hấp thu kẽm: giảm bài tiết dịch vị làm giảm hấp thu kẽm, Phytat được chứng minh là làm giảm mức độ hoà tan của kẽm nên cũng ảnh hưởng xấu đến hấp thu kẽm, sắt vô cơ có thể làm giảm hấp thu kẽm [40],[119], canxi làm tăng bài tiết kẽm và do đó làm giảm tỷ lệ hấp thu kẽm [119]. Vai trò sinh học của kẽm với cơ thể Hoạt động của các enzym: Kẽm tham gia vào thành phần trên 200 enzym [9]. Kẽm được coi là chất xúc tác không thể thiếu của ARN- polymerase, có vai trò trong quá trình nhân bản AND và tổng hợp protein [98].
Điều hòa kiểu gen: Một chức năng quan trọng, dạng “ngón tay kẽm” trong các protein có vai trò điều hòa cấu trúc và chức năng của nhiều dạng protein và các thụ thể của màng tế bào [40],[119]. Kẽm tập trung nhiều ở hệ thần kinh trung ương, chiếm 1,5% tổng lượng kẽm trong toàn bộ cơ thể [40]. Tăng trưởng: Kẽm có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của cơ thể; như: tăng hấp thu, tổng hợp protein, tăng cảm giác ngon miệng và tác động lên hormon tăng trưởng. Kẽm giúp tăng cường tổng hợp FSH (follicle stimulating hormone) và testosterol.
Hàm lượng kẽm huyết thanh bình thường có tác dụng làm tăng chuyển hóa glucose của insulin. Kẽm có vai trò thúc đẩy tăng trưởng ở trẻ nhờ tác dụng trung gian làm tăng hormon tăng trưởng giống insulin trong máu (IGF-1) [98]. Kẽm giúp hệ tiêu hoá phát triển và tăng cường chuyển hoá đặc biệt trong điều kiện cơ thể bị suy dinh dưỡng [119]. Miễn dịch: Hệ thống miễn dịch đặc biệt nhạy cảm với tình trạng kẽm của cơ thể, thiếu kẽm làm giảm sự phát triển và chức năng của hầu hết tế bào miễn dịch bao gồm tế bào T và B và đại thực bào [40].
Người ta còn nhận thấy, vai trò của kẽm đối với hệ miễn dịch là thông qua cơ chế đáp ứng miễn dịch trung gian tế bào [116]. Nhu cầu khuyến nghị về kẽm ở trẻ em Nhu cầu kẽm thay đổi theo tuổi, giới và tình trạng sinh lý, mức độ hấp thu. Nhu cầu khuyến nghị về kẽm cho người Việt Nam được áp dụng theo khuyến nghị của FAO/WHO 2004 và nhu cầu khuyến nghị của Nhật 2015, (bảng 1.1) như sau [9]: 7 Bảng 1. Nhu cầu kẽm khuyến nghị ở trẻ nhỏ Nhu cầu kẽm (mg/ngày) Nhóm tuổi, giới và tình trạng sinh lý Với mức hấp Với mức hấp Với mức hấp thu tốt thu vừa thu kém Trẻ em Dưới 6 tháng 1,1* 2,8** 6,6*** 6 - 8 tháng 0,8*-2,5**** 4,1**** 8,3**** 9 - 11 tháng 0,8*-2.5**** 4,1**** 8,3**** 1 - 2 tuổi 2,4 4,1 8,3 Trẻ nhỏ 3 - 5 tuổi 2,9 4,8 9,6 6 - 7 tuổi 3,3 5,6 11,2 *: Trẻ bú sữa mẹ; **: Trẻ ăn sữa công thức và bú mẹ một phần hoặc ăn bổ sung có ít phytat với dung dịch sữa khác ***: Trẻ ăn sữa công thức, thức ăn bổ sung có chứa nhiều phytat thức ăn nhân tạo có nhiều phytat và protein nguồn thực vật.
****: Không áp dụng cho trẻ bú sữa mẹ hoàn toàn ****: Hấp thu tốt: giá trị sinh học kẽm tốt là 50%; Hấp thu vừa: giá trị sinh học kẽm trung bình là 30%; hấp thu kém: giá trị sinh học kẽm thấp là 15%. Theo đánh giá của Tổ chức tư vấn quốc tế về kẽm (IZiNCG 2004) kẽm trong khẩu phần người Việt Nam có tỷ số phytate/kẽm là 21,6, thuộc loại hấp thu trung bình khoảng 30% [83]. Mối tương tác sinh học giữa kẽm và các vi chất dinh dưỡng khác Kẽm và vitamin A: Kẽm là một vi chất cần thiết để tổng hợp men retinal dehydrogenase, chuyển retinol thành retinaldehyte trong ruột và các tổ chức khác trong đó có võng mạc mắt. Kẽm tham gia vào quá trình tổng hợp protein vận chuyển retinol trong gan (RBP), từ nơi dự trữ trong gan đến các cơ quan đích.
Nếu thiếu kẽm, lượng RBP huyết thanh bị giảm thấp, do vậy vitamin A dự trữ từ gan bị ứ đọng không được đưa tới các cơ quan đích, dẫn tới hội chứng thiếu vitamin A, mặc dù dự trữ trong gan vẫn cao. Nên bổ sung vitamin A đơn thuần ít tác dụng, trong khi kết hợp vitamin A và bổ sung kẽm sẽ có hiệu quả tương ứng với nồng độ RBP tăng [63]. Thiếu vitamin A nặng cũng ảnh hưởng tới hấp thu kẽm do giảm tổng hợp protein vận chuyển kẽm ở ruột [63]. 8 Kẽm và sắt: Bổ sung cả kẽm và sắt cùng một lúc dưới dạng hợp chất thì sắt có thể làm giảm đáng kể tỷ lệ hấp thu kẽm khi hàm lượng sắt lớn hơn 25 mg/ngày.
Sự ức chế hấp thu sẽ tăng lên nếu bổ sung sắt trong bữa ăn. Vì vậy, người ta khuyến nghị nên bổ sung sắt giữa các bữa ăn. Tỷ lệ kết hợp sắt và kẽm phù hợp nhất để hạn chế sự ức chế hấp thu là không quá 2:1 [40]. Nhiều nghiên cứu tăng cường cả sắt và kẽm vào thực phẩm bằng phương pháp sử dụng đồng vị phóng xạ không thấy có hiện tượng ức chế hấp thu, điều này có nghĩa là sắt chỉ ức chế hấp thu kẽm nếu hai vi chất này cùng được bổ sung qua các chế phẩm với một tỷ lệ không phù hợp [119].
Vitamin A và vai trò sinh học của vitamin A đối với sức khỏe Vitamin A còn có tên khoa học là retinol, đóng vai trò sinh học quan trọng trong quá trình nhìn của mắt, chức năng miễn dịch, biệt hoá phát triển tế bào, chức năng sinh sản, chức năng hô hấp và tiêu hoá [64],[95]. Vitamin A chỉ có trong thức ăn động vật, còn tiền VA có nhiều trong thực vật. Trong tự nhiên có khoảng 600 loại carotenoid, tuy nhiên chỉ có 50 loại vào cơ thể, có khả năng chuyển thành VA. Các thức ăn có nguồn gốc động vật như lòng đỏ trứng, gan, dầu cá, … chứa nhiều retinol, retinyl este, các loại rau, quả, củ, màu đỏ, da cam, vàng và xanh sẫm có chứa nhiều β carotene [64],[112].1 Hấp thu và chuyển hóa vitamin A Hấp thu vitamin A: Retinol được hấp thu trực tiếp từ thức ăn vào tế bào thành ruột.
Retinol este được thủy phân thành retinol tự do và acid hữu cơ trước khi hấp thu. Với sự xúc tác của enzym dịch tụy, acid hữu cơ tạo thành acid palmitate. Khoảng 75% vitamin A khẩu phần được hấp thu, trong khi chỉ 3-10% β-caroten và carotenoid khác được hấp thu [64],[93],[112]. Trong cơ thể, caroten và vitamin A được hoà tan trong dầu mỡ, sau đó được hấp thu ở ruột non dưới dạng thuỷ phân.
Trong ruột, chỉ 1/3 lượng β carotene được hấp 9 thu và chỉ 1/2 lượng hấp thu chuyển thành VA. Trong khi đó, caroten cũng được dự trữ, vận chuyển và duy trì chức năng sinh học của nó đối với cơ thể [64],[112]. Chuyển hoá vitamin A: Quá trình chuyển hoá retinol rất phức tạp, với sự tham gia của nhiều dạng retinoids khác nhau. Mặt khác, có nhiều dạng protein vận chuyển enzyme và tham gia quá trình chuyển hoá retinoic acid [64].
Với người bình thường, dinh dưỡng tốt, khoảng 90% lượng vitamin A trong cơ thể được tích luỹ ở gan dưới dạng retinyl palmitate. Nồng độ vitamin A trong gan dao động từ 100 - 1. Tại gan, xảy quá trình thuỷ phân các ester retinyl thành dạng retinol để kết hợp với một protein đặc hiệu thành Retinol Binding Protein (RBP). RBP là dạng vận chuyển chủ yếu của VA.
RBP được giải phóng từ gan để duy trì hàm lượng VA và RBP trong huyết tương để đáp ứng nhu cầu sử dụng của các tổ chức trong cơ thể. Quá trình chuyển hoá vitamin A trong cơ thể diễn ra khá phức tạp, trong quá trình này hầu hết retinol lại bị este hóa trở lại thành dạng retinyl este. Đa số retinyl, retinyl este được vận chuyển tới gan, một số tới mô mỡ và mô khác. Trong gan, vitamin A được lưu trữ dưới các hạt lipid nhỏ, dạng retinyl palmitate trong các tế bào hình sao của gan [64].
Vai trò sinh học của vitamin A đối với sức khỏe và dinh dưỡng Chức năng đặc trưng nhất của vitamin A là vai trò với võng mạc của mắt, mặc dù mắt chỉ giữ một lượng vitamin A bằng 0,01% lượng của cơ thể. Lượng retinol trong máu xác định tốc độ tái sinh của rhodopsin. Nếu tốc độ tái sinh chậm, quá trình nhìn của mắt bị kém. Những người bị thiếu vitamin A bị lóa mắt và mất thời gian lâu mới nhìn lại như bình thường [31].
Khi cơ thể bị thiếu vitamin A, quá trình phát triển của cơ thể chậm lại. Những dấu hiệu sớm của thiếu vitamin A là không ngon miệng, đường biểu 10 đồ phát triển ngang, giảm trọng lượng và tăng trưởng cơ thể. Vitamin A có vai trò với phát triển của xương, thiếu VA làm xương mềm và mảnh hơn. Chức năng nhìn và phát triển của vitamin A là hai chức năng tương đối độc lập [31].
Có mối tương quan chặt chẽ giữa nồng độ VA và nồng độ IGF-I huyết thanh [31]. Vitamin A còn tham gia quá trình biệt hóa tế bào và biểu hiện kiểu hình. Khi thiếu VA biểu mô bị sừng hóa, các nhung mao thưa và mất đi, không còn tác dụng bảo vệ.
