Nồng độ kẽm (tiếng Anh: zinc concentration hoặc serum zinc level) là chỉ số đo lường hàm lượng của ion kẽm () tồn tại trong dịch sinh học (huyết thanh, huyết tương, nước tiểu) hoặc trong các mô cơ quan. Kẽm là nguyên tố vi lượng thiết yếu phổ biến thứ hai trong cơ thể người (chỉ sau sắt), tham gia cấu tạo và hoạt hóa hơn 300 enzyme và hơn 2000 yếu tố phiên mã mang ngón tay kẽm (zinc-finger proteins).
Phân bố sinh học và cân bằng nội môi kẽm
Tổng lượng kẽm trong cơ thể một người trưởng thành ước tính khoảng 2.0 đến 3.0 gam, phân bố chủ yếu ở các mô:
- Hệ cơ xương: Chiếm khoảng 60% tổng lượng kẽm của cơ thể nằm trong cơ vân và 30% trong xương.
- Các cơ quan khác: Gan, da, võng mạc mắt, tuyến tiền liệt và não bộ chiếm khoảng 9% lượng kẽm.
- Huyết tương / Huyết thanh: Chỉ chứa chưa đầy 1% tổng lượng kẽm (khoảng 2-3 mg), nhưng đây là khoang vận chuyển động lực học quan trọng nhất phản ánh tình trạng cung cấp kẽm cấp tính cho các tế bào. Trong máu, khoảng 80% kẽm liên kết lỏng lẻo với albumin, 15-20% liên kết chặt chẽ với -macroglobulin và một lượng nhỏ liên kết với transferrin hoặc acid amin tự do (histidine, cysteine).
Khoảng tham chiếu sinh lý của nồng độ kẽm huyết thanh
Nồng độ kẽm huyết thanh chịu ảnh hưởng của nhịp sinh học (cao nhất vào sáng sớm lúc đói và giảm sau bữa ăn từ 15% đến 20%):
| Nhóm đối tượng | Nồng độ huyết thanh (µg/dL) | Nồng độ huyết thanh (µmol/L) |
|---|---|---|
| Trẻ em dưới 10 tuổi (lấy máu bất kỳ) | 65 - 120 µg/dL | 9.9 - 18.3 µmol/L |
| Phụ nữ trưởng thành (lấy máu sáng lúc đói) | 70 - 120 µg/dL | 10.7 - 18.3 µmol/L |
| Nam giới trưởng thành (lấy máu sáng lúc đói) | 75 - 130 µg/dL | 11.5 - 19.9 µmol/L |
| Phụ nữ mang thai (3 tháng cuối) | 50 - 90 µg/dL | 7.6 - 13.8 µmol/L |
Ngưỡng chẩn đoán thiếu hụt kẽm theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) là khi nồng độ kẽm huyết thanh buổi sáng lúc đói dưới 70 µg/dL (10.7 µmol/L) ở người lớn.
Vai trò sinh học và chức năng phân tử của kẽm
Kẽm đóng vai trò không thể thay thế trong hầu hết các quá trình chuyển hóa tế bào:
- Xúc tác enzyme: Là đồng yếu tố (cofactor) cấu tạo của các enzyme thiết yếu như Carbonic anhydrase, Alkaline phosphatase (ALP), Alcohol dehydrogenase, DNA và RNA polymerase, và enzyme chống oxy hóa Superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD).
- Biểu hiện gen và cấu trúc phân tử: Cấu trúc mô-típ "ngón tay kẽm" (zinc finger motif) duy trì sự cuộn gập ổn định của các protein liên kết DNA, điều hòa sự phiên mã của hàng nghìn gen tham gia vào quá trình phân chia tế bào và biệt hóa mô.
- Điều hòa hệ thống miễn dịch: Kẽm cần thiết cho sự phát triển và hoạt hóa của tế bào lympho T, tế bào NK và đại thực bào. Thiếu kẽm làm teo tuyến ức và giảm tiết interleukin-2 (IL-2).
- Lành vết thương và tính toàn vẹn biểu mô: Thúc đẩy quá trình tổng hợp collagen và phân chia tế bào biểu mô da, niêm mạc ruột.
Hậu quả lâm sàng của mất cân bằng kẽm
Tình trạng biến đổi nồng độ kẽm dẫn đến các bệnh lý đặc thù:
- Thiếu kẽm mắc phải: Do chế độ ăn nghèo đạm động vật, nhiều phytate (chất ức chế hấp thu kẽm trong ngũ cốc), hội chứng kém hấp thu (bệnh Celiac, Crohn, sau cắt dạ dày), hoặc tăng bài tiết qua nước tiểu (đái tháo đường, suy thận). Biểu hiện: chậm tăng trưởng, chán ăn, giảm khứu giác/vị giác, rụng tóc, viêm da quanh các hốc tự nhiên, tiêu chảy tái diễn và dễ nhiễm trùng hô hấp.
- Bệnh viêm da đầu chi ruột (Acrodermatitis enteropathica): Bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường do đột biến gen vận chuyển kẽm SLC39A4 (ZIP4), gây giảm hấp thu kẽm trầm trọng ở ruột non. Biểu hiện viêm da bọng nước quanh miệng, hậu môn, tiêu chảy và rụng tóc toàn bộ. Bệnh hồi phục kỳ diệu khi được bổ sung kẽm liều cao suốt đời.
- Ngộ độc kẽm (Thừa kẽm): Uống kẽm liều quá cao (>40-50 mg/ngày kéo dài) ức chế hấp thu đồng tại ruột, dẫn đến thiếu máu thiếu đồng, giảm bạch cầu trung tính và rối loạn mỡ máu.
Phác đồ bổ sung và can thiệp dinh dưỡng
Bổ sung kẽm đường uống dưới dạng muối hữu cơ (Zinc gluconate, Zinc sulfate, Zinc acetate) được chỉ định trong điều trị tiêu chảy cấp ở trẻ em (10-20 mg/ngày trong 10-14 ngày theo hướng dẫn của WHO), điều trị loét tì đè, tăng cường miễn dịch và dinh dưỡng thai kỳ.