Kẽm và hệ thần kinh trung ương

Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Bác sĩ chuyên khoa II Lê Thanh Cẩm - Bác sĩ Nhi khoa - Khoa Nhi - Sơ sinh - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Đà Nẵng.

Kẽm là một nguyên tố vi lượng thiết yếu, đóng vai trò quan trọng duy trì sức khỏe con người suốt cuộc đời. Những thay đổi về tình trạng kẽm ở hệ thần kinh trung ương có thể dẫn đến các bệnh liên quan đến sự phát triển, rối loạn tâm trạng.

1. Kẽm tập trung ở đâu trong cơ thể và có vai trò gì?

Trong cơ thể có khoảng từ 2 - 3 gam kẽm, có trong mọi tế bào nhưng phân phối không đều, tập trung nhiều ở tinh hoàn, tóc, xương, gan, thận, cơ vân, da và não. Trong hệ thần kinh trung ương, lượng dồi dào và mức độ phổ biến của kẽm chỉ đứng sau sắt. Một trong những vùng não chính hỗ trợ quá trình hình thành thần kinh ở người trưởng thành đã được chứng minh là có chứa nồng độ kẽm cao.

Kim loại vi lượng kẽm là một yếu tố sinh học, đóng những vai trò thiết yếu trong hệ thần kinh trung ương suốt thời gian từ sự phát triển não bộ của trẻ sơ sinh đến duy trì chức năng não ở người lớn.

• Ở cấp độ phân tử, kẽm điều chỉnh sự biểu hiện gen thông qua hoạt động của yếu tố phiên mã, cũng như chịu trách nhiệm cho hoạt động của hàng chục enzym quan trọng trong quá trình chuyển hóa tế bào thần kinh.
• Ở cấp độ tế bào, kẽm là chất điều chỉnh hoạt động của khớp thần kinh, cũng như tính linh hoạt của tế bào thần kinh trong cả giai đoạn phát triển và trưởng thành.

Với những vai trò quan trọng này, không có gì ngạc nhiên khi những thay đổi về tình trạng kẽm trong não có liên quan đến các rối loạn thần kinh, bao gồm suy giảm phát triển não, thoái hóa thần kinh (bệnh Alzheimer) và rối loạn tâm trạng (trầm cảm). Kẽm cũng có liên quan đến tình trạng tổn thương tế bào thần kinh do chấn thương sọ não, đột quỵ và co giật. Do đó, hiểu được các cơ chế kiểm soát cân bằng nội môi kẽm ở hệ thần kinh là rất quan trọng đối với việc phát triển các chiến lược phòng ngừa và điều trị những bệnh lý này.

2. Vai trò của kẽm ở hệ thần kinh trung ương

2.1. Phát triển

Kẽm cần thiết cho sự phát triển bình thường của hệ thần kinh trung ương cũng như sự hình thành và chức năng của nhiều loại protein, enzym, hormone, các yếu tố tăng trưởng, tăng sinh và biệt hóa tế bào gốc. Từ lâu các nhà khoa học đã biết rằng kẽm cần thiết cho các enzym quan trọng trong não phát triển, như DNA polymerase - một enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp DNA. Cũng có những dữ liệu cho thấy vai trò của kẽm trong quá trình phát triển não bộ là rất phức tạp.

Khi làm thí nghiệm trên chuột, thiếu kẽm nhẹ trong thời kỳ mang thai sẽ dẫn đến những bất thường về học tập và trí nhớ ở chuột con. Tác động này sẽ kéo dài đến tuổi trưởng thành dù chuột đã được bổ sung kẽm sau đó. Gần đây hơn, chuột con được sinh ra từ mẹ được bổ sung kẽm trước và sau khi sinh đã cho thấy những cải thiện đáng kể về trí nhớ. Như vậy, việc bổ sung kẽm tác động tích cực đến sự phát triển nhận thức sớm. Hơn nữa, có một số bằng chứng cho thấy rằng những con chuột được ăn chế độ bổ sung kẽm sau khi sinh có khả năng chống lại sự thiếu hụt kẽm do chế độ ăn uống sau này.

2.2. Hình thành

Tế bào gốc và tế bào tiền thân thần kinh đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra ống thần kinh - cấu trúc não đầu tiên hình thành trong thời kỳ mang thai. Các tế bào gốc thần kinh sau đó sẽ biệt hóa thành các tế bào thần kinh trưởng thành, tạo thành các kết nối tiếp hợp trong toàn bộ não đang phát triển.

Sự cân bằng kẽm ở hệ thần kinh không chỉ quan trọng đối với sự hình thành ống thần kinh, mà còn chi phối quá trình tăng sinh tế bào gốc và hình thành thần kinh trung ương. Trong quá trình phát triển não chuột, chỉ số tế bào gốc thần kinh nestin đã giảm đáng kể nếu chuột mẹ bị thiếu hụt kẽm trước khi sinh và giai đoạn đầu sau sinh. Thiếu kẽm cũng làm xáo trộn trong quá trình hình thành thần kinh trong giai đoạn phát triển sớm của não, dẫn đến những bất thường về thần kinh.

3. Kẽm và các rối loạn của hệ thần kinh trung ương

• Bệnh Alzheimer: Trong số nhiều yếu tố liên quan đến chứng sa sút trí tuệ này, rối loạn cân bằng nội môi của các kim loại vi lượng, bao gồm kẽm, đồng và sắt, được cho là một nguyên nhân tiềm ẩn.
• Trầm cảm: Một số nghiên cứu đã ghi nhận mối quan hệ nghịch đảo giữa nồng độ kẽm huyết thanh và mức độ trầm cảm. Cụ thể, nồng độ kẽm trong huyết thanh cao có liên quan đến tỷ lệ các triệu chứng trầm cảm và lo lắng thấp hơn. Tương tự, lượng kẽm thấp có tương quan với thang điểm trầm cảm cao hơn, trong khi lượng kẽm hấp thụ cao làm giảm căng thẳng và trầm cảm ở phụ nữ mang thai. Bổ sung kẽm được xem như một chất hỗ trợ cho thuốc chống trầm cảm hiệu quả.
• Chấn thương sọ não: Những bệnh nhân bị chấn thương não đã được ghi nhận là tăng bài tiết kẽm qua nước tiểu và giảm nồng độ kẽm trong huyết thanh. Bổ sung kẽm được xem như một phương pháp điều trị nhằm cải thiện khả năng phục hồi nhận thức sau chấn thương.
• Đột quỵ: Một nguyên nhân phổ biến của nhiều dạng bệnh lý đột quỵ là do hàm lượng kẽm ở hệ thần kinh bị thay đổi. Một nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng bệnh nhân đột quỵ có nồng độ kẽm trong huyết thanh thấp hơn đáng kể, nhưng lại không có sự khác biệt về nồng độ canxi, đồng hoặc sắt giữa bệnh nhân đột quỵ và người khỏe mạnh. Trên cơ sở này, nồng độ kẽm trong huyết thanh thấp có thể là một yếu tố nguy cơ của đột quỵ, và bổ sung kẽm dự phòng có thể mang lại lợi ích.
• Động kinh: Nghiên cứu về vai trò của kẽm cho thấy tác dụng chống co giật. Do đó, bổ sung kẽm trong chế độ ăn vừa phải kết hợp với uống thuốc chống động kinh có thể giúp tăng hiệu quả điều trị.

Như vậy có thể thấy tác dụng của kẽm ở hệ thần kinh thể hiện trong suốt cuộc đời, từ sự phát triển trí não của trẻ sơ sinh đến sự tiến triển của các rối loạn thần kinh, chẳng hạn như bệnh Alzheimer - chủ yếu nhắm vào người cao tuổi. Điều này một lần nữa chứng minh rằng kẽm là một thành phần thiết yếu của cuộc sống.

Nguồn tham khảo: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov