Nhiều người nghĩ khung xương chỉ cần canxi và vitamin D. Thực tế sinh học khác. Xương cấu tạo từ khuôn nền collagen dẻo dai kết hợp tinh thể khoáng hóa. Thiếu hụt kẽm và đồng khiến mạng lưới khuôn nền này suy yếu, làm xương giòn và dễ gãy [1], [2], [3].

Kẽm và đồng hoạt động như các đồng yếu tố (cofactor) xúc tác enzym xây dựng khung mô liên kết. Khi cơ thể thiếu hai vi khoáng này, quá trình tạo xương bị đình trệ, mật độ khoáng chất xương suy giảm đáng kể [2], [4], [5].

Cơ chế sinh học: Kẽm, đồng và mạng lưới collagen

Kẽm đóng vai trò cấu trúc trong xương và tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa, luân chuyển xương [2]. Vi khoáng này ảnh hưởng đến sự tổng hợp mạng lưới sợi collagen và điều hòa hoạt tính của enzym phosphatase kiềm [2]. Thử nghiệm trong ống nghiệm lẫn trên cơ thể sống chứng minh kẽm kích thích tạo xương mới, đồng thời ức chế quá trình hủy xương [2]. Khi thiếu kẽm, xương mất đi yếu tố đồng hóa thiết yếu [2].

Đồng giữ vai trò cấu tạo nên nhiều metalloenzyme quan trọng đối với cấu trúc và chức năng của các mô xương khớp, mạch máu và hệ thần kinh [1]. Vi chất này tham gia vào quá trình hình thành mô liên kết vững chắc [3]. Nếu không có đủ đồng, các liên kết chéo collagen trong khuôn xương không thể hoàn thiện, khiến mô xương suy giảm khả năng chịu lực [1], [3].

Đường hấp thu của hai chất này có mối tương tác phức tạp. Ở liều sinh lý thông thường, đồng hấp thu qua ruột non nhờ chất vận chuyển Ctr1 ở màng đỉnh và protein Cu-ATPase ATP7A ở màng đáy tế bào biểu mô [1], [3]. Tuy nhiên, nếu nồng độ kẽm nội tại hoặc nạp vào quá cao, kẽm sẽ kích thích tế bào ruột tổng hợp metallothionein (MTO) [1]. Protein MTO liên kết chặt với đồng tạo liên kết mercaptide và thải đồng qua phân khi tế bào ruột bong tróc, gây thiếu hụt đồng thứ phát [1].

Bằng chứng khoa học về mật độ xương và nguy cơ gãy xương

Nhiều nghiên cứu lâm sàng đã phân tích mối liên hệ mật thiết giữa nồng độ kẽm, đồng với mật độ khoáng xương (BMD) ở các nhóm dân số khác nhau.

Một nghiên cứu năm 2015 trên phụ nữ sau mãn kinh gồm 28 người giảm mật độ xương và 23 người loãng xương dựa trên chỉ số T-score cổ xương đùi [6]. Kết quả ghi nhận khẩu phần ăn thực tế của nhóm phụ nữ suy giảm mật độ xương thiếu hụt kẽm và magie so với nhu cầu khuyến nghị [6]. Nồng độ kẽm huyết thanh trung bình thấp hơn mức bình thường với P = 0,001 và nồng độ đồng huyết thanh cũng thấp hơn rõ rệt với P = 0,000 [6]. Nghiên cứu này khuyến nghị phụ nữ loãng xương sau mãn kinh cần chú ý bổ sung kẽm và cân nhắc bổ sung đồng [6].

Một đánh giá tổng quan năm 2021 tổng hợp 16 công trình lâm sàng ở người cho thấy lượng kẽm tiêu thụ dưới 3 mg/ngày là yếu tố nguy cơ dẫn đến loãng xương và gãy xương [4]. Hơn 20% dân số có nguy cơ không nạp đủ kẽm từ chế độ ăn hàng ngày [4]. Việc can thiệp bổ sung kẽm hỗ trợ duy trì mật độ khoáng xương và giúp xương gãy mau liền hơn [4].

Năm 2024, một nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu thực hiện trên 5.286 bệnh nhân cao tuổi tăng huyết áp từ dữ liệu NHANES [5]. Trong đó, 56,02% bệnh nhân bị giảm mật độ xương và 10,71% bị loãng xương [5]. Kết quả phân tích hồi quy sau hiệu chỉnh biến số chỉ ra mức tiêu thụ đồng đạt khuyến nghị liên quan thuận với mật độ xương toàn phần xương đùi (beta = 0,086) và cổ xương đùi (beta = 0,097) [5]. Tương tự, mức tiêu thụ kẽm đạt chuẩn liên quan thuận với mật độ xương đùi (beta = 0,092) và cổ xương đùi (beta = 0,122) [5]. Tiêu thụ đủ đồng và kẽm giúp giảm tỷ lệ mắc loãng xương ở nhóm người cao tuổi này [5].

Nghiên cứu về bệnh viêm ruột (IBD) năm 2021 cho thấy nồng độ kẽm huyết tương thấp nhất liên quan trực tiếp đến suy giảm BMD ở cổ xương đùi, cột sống thắt lưng và đầu xa xương cẳng tay [2]. Nam giới loãng xương cột sống và cổ xương đùi có lượng kẽm ăn vào lẫn kẽm máu thấp hơn nhóm đối chứng [2].

Giới hạn của các bằng chứng hiện có

Dù các số liệu thực chứng khẳng định vai trò bảo vệ xương, phần lớn bằng chứng dịch tễ quy mô lớn vẫn mang tính chất nghiên cứu cắt ngang hoặc đoàn hệ hồi cứu [5]. Các thiết kế này chứng minh mối tương quan dịch tễ mạnh mẽ nhưng chưa thể hiện hoàn toàn mối quan hệ nhân quả tuyệt đối.

Hơn nữa, một số nghiên cứu có cỡ mẫu nhỏ, như khảo sát năm 2015 chỉ thực hiện trên 51 phụ nữ sau mãn kinh [6]. Dữ liệu hấp thu kẽm cũng dao động nhiều giữa các đối tượng bệnh lý đường ruột và người khỏe mạnh bình thường [2].

Hiểu lầm thường gặp: Uống càng nhiều kẽm càng tốt cho xương?

Hiểu lầm nguy hiểm nhất là việc lạm dụng viên uống bổ sung kẽm liều cao để mong xương chắc khỏe hơn. Thực tế, bổ sung kẽm quá mức là nguyên nhân hàng đầu gây thiếu đồng mắc phải [1], [7], [8].

Khi nồng độ kẽm trong máu tăng vọt, cơ thể sản sinh nhiều metallothionein bắt giữ toàn bộ đồng trong thức ăn, ngăn chặn đồng ngấm vào máu [1]. Tình trạng thiếu đồng thứ phát này dẫn đến ức chế tủy xương, gây thiếu máu kháng trị, giảm bạch cầu trung tính và tổn thương thần kinh thoái hóa myelin không thể phục hồi [1], [3]. Báo cáo năm 2022 ghi nhận bệnh nhân nam 59 tuổi tự ý uống kẽm không rõ liều suốt 1 năm đã rơi vào tình trạng thiếu máu nặng (hemoglobin 2,8 g/dL), giảm cả ba dòng tế bào máu và suy đa tạng do nồng độ đồng tụt dốc [7].

Những nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Người mắc bệnh viêm ruột (IBD) có tỷ lệ thiếu hụt kẽm rất cao, ghi nhận ở 35% trẻ em lúc mới chẩn đoán và 68% ở người trưởng thành [2]. Bệnh nhân bệnh tự miễn cũng có mức kẽm huyết thanh thấp hơn bình thường [2]. Nhóm này thường phải kiêng các loại hạt, đậu và ngũ cốc nguyên hạt để tránh triệu chứng tiêu hóa, khiến nguy cơ loãng xương tăng cao [2].

Phụ nữ mãn kinh và người cao tuổi có bệnh nền tăng huyết áp cũng nằm trong nhóm dễ bị thiếu hụt hai vi chất này do hấp thu suy giảm và khẩu phần ăn không đạt khuyến nghị [6], [5].

Người đang tự ý dùng viên kẽm liều cao, kem dán hàm giả chứa kẽm, hoặc sản phẩm chăm sóc da chứa kẽm liên tục cần đi tầm soát để tránh nguy cơ cạn kiệt đồng [1].

Áp dụng vào đời sống: Bổ sung an toàn qua dinh dưỡng

Nhu cầu khuyến nghị của đồng đối với người trưởng thành khoảng 900 mcg/ngày, dễ dàng đáp ứng qua khẩu phần ăn đa dạng [7]. Khoảng nồng độ đồng bình thường trong huyết thanh dao động 70-125 mcg/dL [7]. Với kẽm, ngưỡng tiêu thụ tối thiểu để tránh tổn hại xương là không được dưới 3 mg/ngày [4].

Nguồn cung cấp kẽm dồi dào gồm thịt nạc, các loại đậu, hạt và sản phẩm từ ngũ cốc nguyên hạt [2]. Lưu ý khả năng hấp thu kẽm từ nguồn thực vật thấp hơn nguồn động vật [2]. Người có nguy cơ loãng xương nên ưu tiên thực phẩm tự nhiên trước khi cân nhắc đến chế phẩm bổ sung.

Nếu cần điều trị loãng xương hay thiếu vi chất, phải đo nồng độ kẽm và đồng máu trước khi can thiệp [3], [7]. Việc dùng kẽm đơn độc kéo dài bắt buộc phải có sự theo dõi của bác sĩ chuyên khoa để tránh nguy cơ triệt tiêu hấp thu đồng [1], [7].

Khung xương vững chắc cần sự tương tác đồng bộ của mạng lưới collagen dẻo dai bên cạnh các khoáng chất vô cơ. Bổ sung cân đối kẽm và đồng qua thực phẩm giúp duy trì cấu trúc xương mà không gây mất cân bằng khoáng chất nguy hiểm cho cơ thể.