Thiếu máu do thiếu sắt và thiếu kẽm là hai vấn đề sức khỏe rất phổ biến, thường xuất hiện cùng lúc trên nhiều đối tượng [1]. Khi phát hiện cơ thể thiếu hụt, phản xạ quen thuộc của không ít người là mua cùng lúc viên uống bổ sung sắt lẫn kẽm rồi uống chung vào một thời điểm để "tiện thể" và nhanh bù đắp vi chất.
Tuy nhiên, thói quen uống chung hai khoáng chất này lại khiến hiệu quả hấp thu của cả hai giảm đi rõ rệt [3, 7]. Các tài liệu y khoa chỉ ra rằng khi sắt vô cơ và kẽm vô cơ gặp nhau trong đường tiêu hóa ở dạng dung dịch hoặc lúc đói, chúng sẽ xảy ra hiện tượng cạnh tranh gay gắt, làm cản trở quá trình đi qua niêm mạc ruột vào máu [3, 6, 7].
Cạnh tranh hấp thu tại ruột diễn ra như thế nào?
Cơ thể con người hấp thu vi chất qua các tế bào niêm mạc ruột (enterocyte) [1, 7]. Các ion khoáng chất có tính chất hóa học tương đồng thường phải chia sẻ chung những con đường hoặc thụ thể vận chuyển nhất định trên màng tế bào [4, 6].
Khi sắt và kẽm được nạp vào cùng lúc, đặc biệt ở trạng thái hòa tan tự do trong môi trường lỏng, các cation này sẽ cùng tranh giành các vị trí gắn kết hữu hạn trên bề mặt tế bào ruột [6, 7]. Sự hiện diện áp đảo của một khoáng chất này có thể "chiếm chỗ" và đẩy khoáng chất kia ra ngoài, khiến lượng vi chất thấm qua thành ruột bị sụt giảm nghiêm trọng [3, 7]. Các dữ liệu sinh lý học giải thích rằng ở dạng dung dịch nước và khi lượng ion nạp vào vượt mức bình thường, sự cạnh tranh giữa các nguyên tố tương đồng về mặt hóa học sẽ diễn ra không theo cơ chế kiểm soát thông thường [2].
Dù trước đây nhiều giả thuyết cho rằng protein vận chuyển kim loại hóa trị hai (DMT1) là điểm cạnh tranh trực tiếp, các dữ liệu tổng quan năm 2004 cho thấy kẽm không được vận chuyển bởi DMT1, gợi ý rằng sự ức chế này còn liên quan đến các thụ thể khác như chất vận chuyển Zip14 hoặc các tương tác phức tạp hơn ở nhiều mô trong cơ thể [1, 7].
Tỷ lệ sắt và kẽm: Bằng chứng từ các thử nghiệm
Tác động ức chế lẫn nhau giữa sắt và kẽm không mang tính phỏng đoán mà đã được đo lường trong hàng loạt thử nghiệm sinh khả dụng từ nhiều thập kỷ qua [3, 5, 7].
Một nghiên cứu công bố năm 1981 về sinh khả dụng của kẽm trên người cho thấy: khi dùng kẽm vô cơ (kẽm sunfat) kết hợp với sắt không heme (sắt sunfat), tỷ lệ Fe:Zn là 1:1 đã bắt đầu ức chế nhẹ sự hấp thu kẽm [3]. Khi tỷ lệ Fe:Zn tăng lên 2:1 và 3:1, quá trình hấp thu kẽm vào huyết tương bị ức chế đáng kể [3]. Tác động này rõ rệt nhất khi tổng lượng các dạng ion vượt quá 25 mg [4]. Khi tỷ lệ mol Fe:Zn lên tới 25:1 trong dung dịch dạng lỏng, mức giảm hấp thu kẽm trên người diễn ra rất rõ ràng [5].
Ở chiều ngược lại, kẽm cũng gây ức chế hấp thu sắt cấp tính [1]. Nghiên cứu năm 2012 thực hiện trên người cho thấy: ở mức liều sắt thấp (0,5 mg), ngưỡng gây ức chế sinh khả dụng của sắt cần tỷ lệ khối lượng Zn:Fe từ 5,9:1 trở lên [1]. Tuy nhiên, khi liều sắt tăng lên mức 10 mg (mức thường gặp trong các viên bổ sung), sự ức chế hấp thu sắt xuất hiện ngay từ tỷ lệ Zn:Fe là 1:1 trong điều kiện uống dạng dung dịch lúc đói [1].
Nghiên cứu kéo dài 70 ngày công bố năm 2002 trên phụ nữ trẻ không bị thiếu máu nhưng có dự trữ sắt thấp (ferritin huyết tương dưới 20 microg/L) đã làm rõ tác động qua lại khi bổ sung kéo dài [6]. Nghiên cứu chia các tình nguyện viên (20-28 tuổi) thành hai nhóm: nhóm bổ sung kẽm (22 mg Zn/ngày dưới dạng kẽm gluconate, n = 11) và nhóm bổ sung sắt (100 mg Fe/ngày dưới dạng sắt sunfat, n = 12), uống vào giờ đi ngủ trong 6 tuần [6]. Kết quả đo lường vào ngày thứ 56 cho thấy nhóm uống sắt cải thiện nồng độ hemoglobin, ferritin huyết tương và độ bão hòa transferrin mà không làm ảnh hưởng đến các chỉ số kẽm [6]. Tuy nhiên, nhóm chỉ bổ sung kẽm (22 mg/ngày) lại bị sụt giảm ferritin huyết tương và độ bão hòa transferrin, đồng thời tăng thụ thể transferrin và tăng protoporphyrin kẽm hồng cầu [6]. Tỷ lệ hấp thu kẽm từ bữa ăn thử nghiệm ở nhóm này giảm đi, phản ánh việc bổ sung kẽm đơn lẻ liều vừa phải có thể gây thiếu sắt mức độ tế bào ở người có dự trữ sắt thấp [6].
Bữa ăn thực tế và vai trò của dạng thức khoáng chất
Một phát hiện quan trọng là sự cạnh tranh giữa sắt và kẽm chủ yếu xảy ra đối với các khoáng chất vô cơ dạng tự do và trong môi trường lỏng, không phải trên mọi dạng thực phẩm [3, 6, 7].
Thử nghiệm năm 1981 cho thấy khi nguồn kẽm đến từ hàu Đại Tây Dương (cung cấp khoảng 54 mg kẽm tự nhiên) ăn kèm với 100 mg sắt vô cơ (tỷ lệ Fe:Zn là 2:1), sự hấp thu kẽm không bị ảnh hưởng đáng kể [3]. Tương tự, khi sử dụng sắt heme (dạng sắt hữu cơ có trong thịt, nguồn heme chloride) kết hợp với kẽm vô cơ theo tỷ lệ 3:1, hiện tượng ức chế kẽm hoàn toàn không xảy ra [3].
Ngoài ra, các nghiên cứu năm 2012 chỉ ra rằng khi sắt và kẽm được đưa vào cơ thể cùng các bữa ăn hỗn hợp phức tạp như bánh kẹp hamburger, sữa mẹ, sữa bò hoặc sữa công thức dành cho trẻ sinh non, phản ứng tương tác tiêu cực không được quan sát thấy [1]. Trong một thử nghiệm dùng bột mì, sự sụt giảm hấp thu sắt chỉ xuất hiện ở 1 trên 3 nghiên cứu [1]. Tương tự, nghiên cứu năm 2016 ghi nhận khi sắt và kẽm trộn vào một bữa ăn hoàn chỉnh ở tỷ lệ mol Fe:Zn 25:1, tác động tiêu cực đến hấp thu kẽm không biểu hiện rõ như khi pha trong dung dịch lỏng [5]. Điều này chứng minh ma trận thực phẩm có thể đệm và hạn chế sự cạnh tranh giữa hai ion này [1].
Ý nghĩa đối với sự tăng trưởng và sức khỏe
Tác động cạnh tranh giữa sắt và kẽm không chỉ là hiện tượng sinh hóa trong ống nghiệm mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả điều trị và tăng trưởng lâm sàng [4, 8].
Các dữ liệu dinh dưỡng chỉ ra rằng trẻ bú sữa công thức có hàm lượng sắt quá cao hoặc phụ nữ mang thai dùng viên bổ sung tiền sản chứa lượng sắt vượt trội có thể gặp tình trạng chậm lớn ở trẻ nhỏ hoặc suy giảm lượng kẽm lưu hành trong cơ thể [4].
Một phân tích gộp năm 2018 đánh giá tác động của việc bổ sung kẽm đến các chỉ số phát triển ở trẻ dưới 5 tuổi nhận thấy: hiệu quả tăng cân nặng khi sinh, chiều cao và chỉ số cân nặng theo chiều cao (WHZ) có xu hướng lớn hơn rõ rệt khi trẻ không phải bổ sung sắt đồng thời [7]. Dù tương tác nền chưa đạt mức có ý nghĩa thống kê trong mô hình hồi quy (P từ 0,10 đến 0,21), các nhà khoa học vẫn lưu ý rằng kẽm có thể không đạt hiệu quả tối ưu nếu được đưa vào cơ thể chung với sắt [7].
Bên cạnh sắt, các khoáng chất khác như canxi cũng có thể tham gia vào chuỗi cản trở này [5]. Bổ sung canxi ngoại sinh dạng sữa hoặc canxi cacbonat (tỷ lệ mol Zn:Ca 1:126) cho phụ nữ sau mãn kinh trong 36 ngày đã làm giảm hấp thu kẽm rõ rệt; thậm chí một bữa ăn thử nghiệm có tỷ lệ Zn:Ca 1:134 đã làm giảm tới 50% mức hấp thu kẽm [5]. Ngược lại, axit ascorbic (vitamin C) lại là chất hỗ trợ đắc lực giúp gia tăng hấp thu sắt ở các quần thể ăn chế độ thực vật [2].
Những hiểu lầm thường gặp
Hiểu lầm thứ nhất: "Uống một viên chứa cả sắt và kẽm thì không có tác dụng gì". Điều này không hoàn toàn chính xác [2]. Dù ở tỷ lệ cao trong môi trường tự do chúng sẽ cạnh tranh nhau, nhưng trong viên đa vi chất hoặc trong thực phẩm, cơ thể vẫn hấp thu được một phần nhất định tùy theo công thức bào chế và tỷ lệ mol giữa các thành phần [3, 5, 7].
Hiểu lầm thứ hai: "Cứ ăn thịt bò có cả sắt và kẽm là bị mất chất". Cơ chế cạnh tranh chỉ thể hiện mạnh nhất ở sắt không heme (sắt vô cơ) và kẽm vô cơ [3]. Khi hấp thu qua thức ăn tự nhiên dạng sắt heme hoặc kẽm hữu cơ từ hải sản, thịt nạc, cơ thể vận chuyển chúng qua các cơ chế đặc hiệu riêng biệt và không gây ức chế lẫn nhau [3, 6].
Hiểu lầm thứ ba: "Chỉ sắt mới ức chế kẽm, kẽm không ảnh hưởng đến sắt". Thử nghiệm đã chứng minh kẽm liều cao hoặc thậm chí ở tỷ lệ 1:1 với liều 10 mg sắt vẫn gây ức chế hấp thu sắt cấp tính lúc đói, và việc tự ý uống kẽm kéo dài 22 mg/ngày có thể làm hao hụt dự trữ sắt của phụ nữ có ferritin thấp [2, 7].
Ai nên đặc biệt thận trọng?
Những nhóm người sau đây cần chú ý tuyệt đối không tự ý uống chung sắt và kẽm:
Phụ nữ có dự trữ sắt thấp hoặc đang điều trị thiếu máu thiếu sắt [6]. Nếu tự ý bổ sung thêm kẽm ở cùng thời điểm, quá trình phục hồi lượng sắt dự trữ có thể bị cản trở, thậm chí thúc đẩy tình trạng thiếu sắt ở mức tế bào [6].
Phụ nữ mang thai đang sử dụng viên bổ sung vi chất liều cao [4]. Việc dùng sắt liều cao mà không tính toán tỷ lệ kẽm hợp lý có thể làm suy giảm nồng độ kẽm lưu hành trong máu [4].
Trẻ em nhỏ tuổi suy dinh dưỡng hoặc chậm phát triển cần bổ sung vi chất [4, 8]. Việc phối hợp hai khoáng chất không đúng thời điểm có thể triệt tiêu tiềm năng tăng trưởng chiều cao và cân nặng mà kẽm mang lại [7].
Người đang điều trị đồng thời nhiều loại khoáng chất (sắt, kẽm, canxi) [5, 6]. Canxi ở tỷ lệ cao cũng là yếu tố góp phần làm suy giảm mức hấp thu kẽm tới 50% [5].
Cách dùng sắt và kẽm đúng để hấp thu tối đa
Để hai vi chất phát huy tối đa công dụng mà không "triệt tiêu" nhau, bạn nên tuân thủ các nguyên tắc sau:
Tách rời thời điểm uống: Giải pháp đơn giản và hiệu quả nhất là uống sắt và kẽm cách nhau tối thiểu từ 2 đến 3 giờ đồng hồ. Ví dụ, bạn có thể uống kẽm sau bữa ăn sáng và uống viên sắt vào buổi trưa hoặc chiều.
Ưu tiên dạng thức tự nhiên: Đưa sắt và kẽm vào cơ thể qua thực phẩm hàng ngày như thịt đỏ (chứa sắt heme), hàu và thủy hải sản (kẽm hữu cơ), đậu đỗ [3]. Nguồn vi chất tự nhiên trong bữa ăn hỗn hợp rất ít khi gây ức chế hấp thu lẫn nhau [3, 7].
Tận dụng chất hỗ trợ: Khi uống sắt, có thể kết hợp với vitamin C (axit ascorbic) từ nước cam hoặc viên uống để tăng cường khả năng hấp thu [2].
Kiểm tra tỷ lệ thành phần: Nếu sử dụng viên bổ sung kết hợp, cần chú ý bảng thành phần để tránh các sản phẩm có tỷ lệ Fe:Zn vượt quá 2:1 hoặc kẽm quá vượt trội so với sắt dạng vô cơ [3, 4, 7]. Người có bệnh lý nền hoặc nghi ngờ thiếu hụt vi chất nên đi xét nghiệm máu và tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi bắt đầu bất kỳ liệu trình bổ sung nào.
Tóm lại, sắt và kẽm đều là những vi chất thiết yếu cho hệ miễn dịch và tái tạo máu [2, 7]. Hiểu rõ cơ chế cạnh tranh của chúng tại đường ruột sẽ giúp bạn sắp xếp thời điểm uống khoa học, giúp cơ thể hấp thu trọn vẹn giá trị dinh dưỡng mà không lãng phí tiền bạc hay gây hại cho sức khỏe [3, 7].
