Nghiên cứu mật độ xương, vitamin D và markers chu chuyển xương ở trẻ 6-14 tuổi tại Cần Thơ - Nguyễn Minh Phương, ĐH Y Hà Nội

Nghiên cứu mật độ xương, tình trạng vitamin D và các markers chu chuyển xương ở trẻ em 6-14 tuổi tại Cần Thơ. Phân tích mối liên hệ, đánh giá sức khỏe xương

• Tác giả: Nguyễn Minh Phương
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Phú Đạt
• Trường học: Trường Đại học Y Hà Nội
• Chuyên ngành: Nhi khoa
• Đề tài: Nghiên cứu mật độ xương, tình trạng vitamin D và một số markers chu chuyển xương ở trẻ em từ 6 đến 14 tuổi tại thành phố Cần Thơ
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ y học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu mật độ xương và vitamin D ở trẻ em Cần Thơ

Nghiên cứu mật độ xương và vitamin D ở trẻ em Cần Thơ là đề tài khoa học quan trọng, được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Minh Phương tại Trường Đại học Y Hà Nội năm 2017. Nghiên cứu tập trung vào đối tượng trẻ em từ 6 đến 14 tuổi, đánh giá tình trạng mật độ khoáng xương (BMD), hàm lượng chất khoáng xương (BMC) và nồng độ vitamin D trong máu. Đây là giai đoạn phát triển xương quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chiều cao và sức khỏe xương khi trưởng thành. Phương pháp đo hấp phụ tia X năng lượng kép (DEXA) được sử dụng để đánh giá chính xác mật độ xương. Nghiên cứu cũng phân tích các markers chu chuyển xương như βCTX, NTX-I, osteocalcin để hiểu rõ quá trình tạo xương và hủy xương. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng về tình trạng sức khỏe xương của trẻ em vùng đồng bằng sông Cửu Long, góp phần xây dựng chiến lược can thiệp dinh dưỡng phù hợp.

1.1. Mật độ khoáng xương BMD và tầm quan trọng ở trẻ em

Mật độ khoáng xương (BMD) là chỉ số phản ánh hàm lượng khoáng chất trong đơn vị diện tích xương. Ở trẻ em từ 6 đến 14 tuổi, xương đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, tích lũy khoáng chất để đạt đỉnh mật độ xương vào khoảng 25-30 tuổi. Việc đo BMD bằng phương pháp DEXA giúp phát hiện sớm tình trạng giảm mật độ xương, từ đó can thiệp kịp thời. Chỉ số BMD được đánh giá theo Z-score so với trẻ cùng giới và lứa tuổi theo tiêu chuẩn WHO 2007.

1.2. Vai trò của vitamin D trong phát triển xương trẻ em

Vitamin D đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hấp thu canxi và phospho tại ruột, điều hòa chuyển hóa xương. Thiếu vitamin D dẫn đến giảm hấp thu canxi, gây loãng xương, còi xương ở trẻ em. Nghiên cứu tại Cần Thơ đánh giá tình trạng vitamin D qua xét nghiệm 25(OH)D huyết thanh. Trẻ em sống ở vùng nhiệt đới nhưng vẫn có nguy cơ thiếu vitamin D do chế độ ăn không đầy đủ, ít tiếp xúc ánh nắng mặt trời hoặc do yếu tố di truyền.

II. Phân tích tình trạng vitamin D và mật độ xương ở trẻ em thừa cân béo phì

Nghiên cứu phân tích mối liên hệ giữa tình trạng thừa cân, béo phì và mật độ xương ở trẻ em Cần Thơ. Đối tượng nghiên cứu được phân loại theo chỉ số khối cơ thể (BMI): trẻ thừa cân có BMI > +2 SD, trẻ béo phì có BMI > +3 SD so với trẻ cùng giới, cùng lứa tuổi theo tiêu chuẩn WHO 2007. Phần mềm WHO AnthroPlus được sử dụng để tính toán Z-scores. Kết quả cho thấy nhóm trẻ thừa cân, béo phì có tỉ lệ giảm mật độ xương khoảng 18%. Điều này đặt ra vấn đề đáng lo ngại vì trẻ béo phì thường được cho là có xương chắc khỏe hơn. Thực tế, chế độ ăn nhiều đường, chất béo bão hòa nhưng nghèo canxi và vitamin D góp phần làm suy yếu chất lượng xương. Các markers chu chuyển xương như βCTX và osteocalcin giúp đánh giá chính xác quá trình tạo xương và hủy xương ở nhóm trẻ này.

2.1. Tỉ lệ giảm mật độ xương ở trẻ thừa cân béo phì

Nghiên cứu ghi nhận tỉ lệ giảm mật độ xương ở trẻ thừa cân, béo phì là 18%. Cỡ mẫu nhóm này được tính theo công thức thống kê với độ tin cậy 95%, sai số mong muốn 5%, cho ra 228 trẻ. So sánh với nhóm trẻ bình thường (CC/T ≥ -2SD, BMI từ -2SD đến +2SD), nhóm thừa cân béo phì có sự khác biệt đáng kể về BMD. Kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sàng lọc mật độ xương ở trẻ có cân nặng bất thường.

2.2. Markers chu chuyển xương trong đánh giá sức khỏe xương

Các markers chu chuyển xương bao gồm markers tạo xương (osteocalcin, P1NP) và markers hủy xương (βCTX, NTX-I, TRAcP). βCTX là collagen typ I, được tìm thấy trong máu, phản ánh quá trình hủy xương. Osteocalcin được tạo bởi tế bào tạo xương, phản ánh quá trình hình thành xương mới. Việc đo các markers này giúp đánh giá toàn diện tình trạng chuyển hóa xương, phát hiện sớm nguy cơ loãng xương trước khi mật độ xương giảm đáng kể.

III. Giải pháp phòng ngừa giảm mật độ xương và thiếu vitamin D cho trẻ em

Dựa trên kết quả nghiên cứu tại Cần Thơ, nhiều giải pháp được đề xuất để phòng ngừa giảm mật độ xương và thiếu vitamin D ở trẻ em. Thứ nhất, cải thiện chế độ dinh dưỡng: tăng cường thực phẩm giàu canxi như sữa, phô mai, cá nhỏ, rau xanh đậm. Thứ hai, đảm bảo trẻ tiếp xúc ánh nắng mặt trời đầy đủ, ít nhất 15-30 phút mỗi ngày để cơ thể tổng hợp vitamin D. Thứ ba, bổ sung vitamin D theo khuyến cáo y khoa cho nhóm trẻ có nguy cơ cao. Thứ tư, khuyến khích trẻ vận động thể chất thường xuyên, đặc biệt các bài tập chịu trọng lượng như chạy, nhảy, bóng đá để kích thích tạo xương. Thứ năm, triển khai chương trình sàng lọc mật độ xương định kỳ tại trường học, đặc biệt ở nhóm trẻ thừa cân, béo phì. Các biện pháp can thiệp sớm giúp trẻ đạt đỉnh mật độ xương tối ưu khi trưởng thành, giảm nguy cơ loãng xương về sau.

3.1. Chế độ dinh dưỡng giàu canxi và vitamin D cho trẻ em

Chế độ dinh dưỡng đóng vai trò quyết định trong phát triển xương trẻ em. Nhu cầu canxi của trẻ 6-14 tuổi khoảng 1000-1300 mg/ngày theo khuyến cáo của Viện Dinh dưỡng. Nguồn canxi tự nhiên tốt nhất bao gồm sữa và sản phẩm từ sữa, cá nhỏ ăn cả xương, tôm, cua, rau cải xanh. Vitamin D có nhiều trong cá béo, lòng đỏ trứng, gan. Ngoài ra, cần bổ sung vitamin D3 liều dự phòng 400-800 IU/ngày cho nhóm trẻ có nguy cơ thiếu.

3.2. Vận động thể chất và tiếp xúc ánh nắng mặt trời

Vận động thể chất là yếu tố quan trọng giúp tăng mật độ xương ở trẻ em. Các bài tập chịu trọng lượng như chạy bộ, nhảy dây, bóng đá, cầu lông tạo áp lực lên xương, kích thích quá trình tạo xương mới. Nghiên cứu cho thấy trẻ vận động thường xuyên có mật độ xương cao hơn trẻ ít vận động. Tiếp xúc ánh nắng mặt trời giúp da tổng hợp vitamin D. Thời gian tắm nắng lý tưởng là 9-10 giờ sáng hoặc 3-4 giờ chiều, mỗi lần 15-30 phút.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu mật độ xương trẻ em

Nghiên cứu mật độ xương và vitamin D ở trẻ em Cần Thơ cung cấp dữ liệu khoa học có giá trị cho công tác chăm sóc sức khỏe trẻ em tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy tình trạng thiếu vitamin D và giảm mật độ xương phổ biến ở trẻ em vùng đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt ở nhóm trẻ thừa cân béo phì. Dữ liệu về các markers chu chuyển xương (βCTX, NTX-I, osteocalcin) giúp hiểu rõ cơ chế chuyển hóa xương ở trẻ em Việt Nam. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu bao gồm: xây dựng tiêu chuẩn mật độ xương cho trẻ em Việt Nam, đề xuất hướng dẫn bổ sung vitamin D, thiết kế chương trình sàng lọc loãng xương tại trường học. Nghiên cứu cũng đặt nền tảng cho các nghiên cứu can thiệp dinh dưỡng quy mô lớn hơn. Kết luận này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện chiều cao và chất lượng xương thế hệ trẻ, góp phần giảm gánh nặng bệnh loãng xương trong tương lai.

4.1. Ý nghĩa khoa học và đóng góp của nghiên cứu

Nghiên cứu của Nguyễn Minh Phương là luận án tiến sĩ y học đầu tiên tại Việt Nam đánh giá toàn diện mật độ xương, vitamin D và markers chu chuyển xương ở trẻ em Cần Thơ. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu tham chiếu về BMD theo tuổi và giới cho trẻ em vùng đồng bằng sông Cửu Long. Phương pháp DEXA kết hợp xét nghiệm sinh hóa giúp đánh giá chính xác tình trạng xương. Đây là cơ sở khoa học quan trọng cho các nghiên cứu quốc gia về sức khỏe xương trẻ em.

4.2. Ứng dụng trong thực hành lâm sàng và y tế công cộng

Kết quả nghiên cứu được ứng dụng trong thực hành lâm sàng nhi khoa: bác sĩ có cơ sở khoa học để chỉ định đo BMD và xét nghiệm vitamin D cho trẻ có nguy cơ. Về y tế công cộng, nghiên cứu hỗ trợ xây dựng chính sách bổ sung vitamin D cho trẻ em, thiết kế chương trình sàng lọc loãng xương tại trường học. Dữ liệu về tỉ lệ giảm mật độ xương ở trẻ béo phì giúp cảnh báo cộng đồng về nguy cơ sức khỏe xương ở nhóm trẻ này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Xương luôn được cấu trúc lại, xương già bị tiêu bởi tế bào hủy xương và được thay thế bằng xương mới bởi tế bào tạo xương. Sự cân bằng này phụ thuộc vào độ tuổi, hormon và lượng canxi đưa vào qua thức ăn, nước uống. QUÁ TRÌNH TIÊU XƯƠNG VÀ TẠO XƯƠNG Chuyển hóa xương được đặc trưng bởi hai quá trình đối lập nhau là tạo xương và tiêu xương. Quá trình chuyển hóa xương luôn tạo ra sự thay đổi của một số thành phần trong nội môi.

Những thành phần này được sử dụng như là những chỉ số sinh học để đánh giá hoạt động chuyển hóa xương [7], [8]. Xương được cấu tạo bởi một lớp vỏ cứng ở ngoài (xương vỏ) và một vùng loãng ở trung tâm (xương xốp) có cấu trúc là vách ngăn nên còn gọi là xương bè. Chất nền của xương là những sợi collagen, trên đó đọng các tinh thể hydroxyapatit là một hỗn hợp canxi- phospho với một ít natri, carbonat và fluor. Xương vỏ chứa 80 - 90 % canxi, gồm 3 lớp: lớp nội mạc, lớp ngoại mạc và lớp trong vỏ.

Hoạt động tái tạo xương khác nhau ở mỗi lớp tùy thuộc tuổi và thời kỳ hoạt động sinh dục [9], [10]. Xương xốp chứa 15 - 25 % canxi, gồm những bè dọc và bè ngang liên kết với nhau theo hình tổ ong để đảm bảo độ cứng cơ học của xương. Sự tái tạo xương xảy ra ở mặt trong và mặt ngoài của các bè xương [7], [8]. Sự tái tạo xương: xương được luân chuyển (giữa tiêu xương và tạo xương) một cách liên tục và ở trạng thái cân bằng động với sự tham gia của các tạo cốt bào và huỷ cốt bào.

Huỷ cốt bào làm tan rã chất khoáng xương, tiêu hủy chất nền xương. Tạo cốt bào có chức năng tổng hợp chất nền xương. Sự biệt hóa, kích thích, ức chế hủy cốt bào và tạo cốt bào được điều chỉnh bởi một số hormon và yếu tố tăng trưởng [7], [9], [11]. Quá trình tạo xương 1.

Tế bào thực hiện và quá trình biệt hóa Dòng tạo cốt bào thực hiện tạo xương qua các giai đoạn biệt hóa : Bảng 1.1 : Tế bào thực hiện và quá trình biệt hóa [7], [11] Giai đoạn Sản phẩm bài tiết Chức năng Tế bào gốc trung Chưa biết Biệt hóa tạo ra mô liên mô chưa biệt hóa kết, xương, sụn, cơ, mỡ Tế bào gốc Chưa biết Biệt hóa tạo ra xương commit Tiền tạo cốt bào I Collagen typ I và III, versican Tổng hợp khuôn hữu cơ; có khả năng tái tạo Tiền tạo cốt bào II Phosphatase kiềm, collagen Tích tụ ion dương và typ I và III, thrombospondin, ion âm cho việc tạo bone gla-protein, decorin, các khoáng; có khả năng tự yếu tố tăng trưởng tái tạo Tạo cốt bào Phosphatase kiềm, yếu tố tăng Điều hòa sự tạo khoáng trưởng, fibronectin, chất và tiêu hủy; không osteonectin, bone sialoprotein, có khả năng tái tạo collagen typ I, biglycan,osteocanxin, osteopontin Tế bào xương Osteocanxin, fibronectin, Chịu lực cơ học, không biglycan, prostaglandin có khả năng tái tạo 5 1. Cơ chế tạo xương Quá trình tạo xương diễn ra qua nhiều bước nhưng có thể chia ra hai giai đoạn chính: hình thành mô dạng xương và khoáng hóa. * Giai đoạn hình thành mô dạng xương (osteoid tissue) Tạo cốt bào bắt đầu thực hiện quá trình tạo xương bằng việc tổng hợp và bài tiết collagen typ I. Tiến trình này gồm hai bước [10], [12]: - Bước nội bào: tiền collagen được tổng hợp trong tạo cốt bào giống như các protein khác.

Tiền collagen gồm 3 chuỗi polypeptid xoắn lại với nhau. Trong mỗi chuỗi, glycin chiếm khoảng 30% và prolin chiếm khoảng 12% [12] tạo thành những đơn vị cấu trúc bộ ba lặp đi lặp lại glycin-X-Y (X thường là prolin). - Bước ngoại bào: trong khoảng gian bào, enzym tiền collagen peptidase sẽ cắt hai đầu tận cùng có nhóm amino (-NH2) và carboxyl (-COOH) của tiền collagen tạo thành phân tử tropocollagen (300 dalton) và những đoạn tiền peptid ở đầu có nhóm amino (25.000 dalton), đầu có nhóm carboxyl (30. Những phân tử tropocollagen trùng hợp lại thành tơ collagen.

Các tơ collagen họp lại tự nhiên tạo thành sợi collagen. * Giai đoạn khoáng hóa Sự khoáng hóa mô dạng xương là một chức năng khác của tạo cốt bào. Có hai cơ chế khoáng hóa [10], [11], [12]: - Khoáng hóa trên mô hình sụn và xương lưới: xảy ra thông qua các túi chứa khuôn hữu cơ gọi là những nhân hydroxyapatit. Các muối khoáng sẽ lắng đọng trên các nhân ấy tạo thành những tinh thể hình cầu Ca10(PO4)6(OH)2.

- Khoáng hóa xương lá: xảy ra trực tiếp do các ion lắng đọng trong các cấu trúc dạng “lỗ” (“hole” zone) của sợi collagen hoặc giữa các sợi collagen. Quá trình tiêu xương 1. Tế bào thực hiện và quá trình biệt hóa Mô xương được tái tạo liên tục trong suốt thời kỳ tăng trưởng. Khởi đầu của quá trình tái tạo là sự thoái hóa chất căn bản xương đang tồn tại.

Đây là vai trò của hủy cốt bào. Hiện nay người ta cho rằng bạch cầu đơn nhân lớn, đại thực bào và hủy cốt bào có chung tế bào nguồn ở tủy xương, đó là tế bào tiền thân định hướng dòng bạch cầu hạt-đại thực bào. Sau một số giai đoạn phát triển, tế bào tiền thân của hủy cốt bào được sinh ra và biệt hóa theo hướng riêng, theo dòng máu tới mô xương trở thành hủy cốt bào.2 : Sự biệt hóa của dòng tế bào hủy xương [10], [12] Các giai đoạn biệt hóa Đặc điểm Vị trí Tế bào gốc đa năng CD34+ Tủy xương Tế bào gốc của đại thực CD14+, CD11a và HLA- Tủy xương bào và bạch cầu hạt DR- (CFU-GM) Tế bào định hướng hủy Các receptor vitronectin, Máu ngoại vi, hợp cốt bào đơn nhân receptor canxitonin, bào lại thành hủy cốt phosphatase acid kháng bào đa nhân có khả tartrat năng tiêu xương Hủy cốt bào đa nhân Receptor canxitonin, Mô xương receptor vitronectin, phosphatase acid kháng tartrat, H+-ATPase, carboanhydrase typ II Chết theo chương trình 7 1. Cơ chế tiêu xương Hủy cốt bào có khả năng di động dọc theo những khoảng trống Howship.

Khi tác nhân gây tiêu xương xuất hiện, các tế bào lót sẽ co lại bộc lộ bề mặt xương. Hủy cốt bào tiến vào chỗ khoảng trống, hình thành bờ bàn chải bám dính vào các thành phần của chất căn bản xương như osteopontin nhờ một cấu trúc đặc biệt là V3 và bắt đầu tạo ra ổ tiêu xương hình đáy chén. Hủy cốt bào bài tiết hai loại chất qua bờ bàn chải để gây tiêu xương [10], [12]: - Các enzym của lysosom như phosphatase acid kháng tartrat, cystein protease,  glycerolphosphatase,  glucuronidase, collagenase sau khi được bài tiết chúng có tác dụng tiêu hủy khuôn hữu cơ của xương. - Nhiều acid như acid citric và acid lactic được tạo thành trong ổ tiêu xương nhờ hoạt động của bơm proton Na+/H+, Na+/K+-ATPase, HCO3-/Cl-, Ca2+ ATPase và kênh K+.

Trong tế bào, ion hydrogen được tạo ra bởi H2O và CO2 dưới sự xúc tác của enzym carbonic anhydrase typ II. Sau đó ion hydrogen được bơm qua bờ bàn chải bởi một bơm proton, giống như bơm proton ở thận. Các acid này tạo ra môi trường toan chuyên biệt trong các ổ tiêu xương gây hòa tan các muối khoáng của xương. Ngay khi ổ tiêu xương đạt đến độ sâu 50m, hủy cốt bào dời khỏi bề mặt xương và kết thúc hoạt động tiêu xương.

Sau đó hủy cốt bào sẽ chết theo chương trình dưới tác dụng kích thích của estrogen, TGF và bisphosphonat. Liên quan giữa quá trình tiêu xương và tạo xương 1. Sự tái tạo xương Quá trình tiêu xương và tạo xương luôn luôn gắn liền nhau trong tiến trình tái tạo hay đổi mới xương. Tiến trình này xảy ra trong suốt cuộc đời người và gồm các hiện tượng [7], [10], [11]: - Sự tạo thành những khoảng trống Howship: các mạch máu từ buồng tủy mang theo các tế bào dòng hủy cốt bào tiến vào thành xương đặc.

Hủy cốt 8 bào sẽ đào những đường hầm gọi là những khoảng trống Howship hình ống dọc, ngang hay xiên nối thông với nhau. - Sự tạo thành những hệ thống Havers: trong khi hủy cốt bào hình thành khoảng trống Howship những lá xương đồng tâm. Một số tạo cốt bào tự vùi mình vào giữa những lá xương trở thành tế bào xương. Những khoảng trống Howship ngày càng nhỏ lại.

Cuối cùng chỉ còn là một cái ống hẹp, đó là ống Havers. Ống Havers cùng các lá xương đồng tâm tạo thành hệ thống Havers. Trong ống Havers có mạch máu và các sợi thần kinh. Tế bào xương Hệ thống Bề mặt Havers xương Lá xương Lá xương Mạch Khoảng máu Ống Havers trống Howship Tạo cốt Buồng tủy bào Hủy Tái tạo cốt xương bào Ống Harvers Hình 1.

Khoảng trống Howship Hình 1. Hệ thống Havers Nguồn: https://www.khoa-hoc-tu-nhien/tai-lieu/mo-xuong Hủy cốt bào tiêu xương nhanh hơn tạo cốt bào tạo xương gấp năm lần, do đó cần có một khoảng nghỉ dài giữa hai giai đoạn của chu kỳ tái tạo xương và đây chính là điều kiện cần thiết cho việc duy trì sự cân bằng giữa tạo xương và tiêu xương. Nếu tốc độ tái tạo xương tăng nhanh, tạo cốt bào sẽ không bù đắp kịp chỗ tiêu xương do hủy cốt bào tạo ra và như vậy sẽ có hiện tượng mất xương. Sự trao đổi thông tin giữa hủy cốt bào và tạo cốt bào Sự trao đổi thông tin giữa hủy cốt bào và tạo cốt bào trong tiến trình tái tạo xương được thực hiện bằng những tín hiệu tại chỗ theo cơ chế cận tiết.

Trước khi hủy cốt bào thực hiện quá trình tiêu xương, các tạo cốt bào tiết ra enzym collagenase và những enzym khác như yếu tố hoạt hóa plasminogen tổ chức gây hoạt hóa từ collagenase. Sự có mặt của collagenase được xem là tiền đề chuẩn bị bề mặt xương cho tác động của hủy cốt bào. Sau đó hủy cốt bào mới bắt đầu bài tiết enzym và acid để hoàn tất tiến trình tiêu xương. Tuy nhiên một số nghiên cứu cũng cho thấy khi tách riêng hủy cốt bào ra, nó vẫn có thể gây tiêu hủy bề mặt xương mà không cần đến sự hỗ trợ của các tế bào khác [7], [10], [11].

Yêu cầu của quá trình tái tạo xương là phải giữ cân bằng giữa tiêu xương và tạo xương để duy trì khối lượng xương. Bất kỳ sự mất xương xảy ra ở vị trí nào cũng phải được bù đắp bằng sự tạo xương tương xứng chính xác tại vị trí đó. Khả năng này có được là nhờ: - Sự tiêu xương làm giải phóng ra các yếu tố tăng trưởng như: TGF1- 3, BMP1-7, IGF-1, IGF-2, bFGF, PDGF. Trước đó, các chất này đã được gắn chặt vào chất căn bản của xương trong quá trình tạo xương.

- Môi trường acid ở các ổ tiêu xương dưới tác dụng của hủy cốt bào làm thủy phân các yếu tố tăng trưởng (như TGF) thành dạng hoạt động.