Kẽm điều chỉnh giao tiếp giữa các tế bào não thế nào?

Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Thạc sĩ, Bác sĩ Phan Ngọc Hải - Bác sĩ Nhi - Sơ sinh - Khoa Nhi - Sơ sinh - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Đà Nẵng.

Trong cơ thể người trưởng thành trung bình chứa gần 2 g tổng hàm lượng kẽm, tương đương một nửa lượng sắt và gấp 10 - 15 lần lượng đồng. Trong não, kẽm và sắt là hai kim loại tập trung nhiều nhất. Hàm lượng kẽm cao nhất được tìm thấy trong hồi hải mã, cũng như trong lớp màng mạch của võng mạc - một phần mở rộng của não.

Kẽm đóng một vai trò quan trọng trong quá trình truyền dẫn qua trục và khớp thần kinh, rất cần thiết cho quá trình chuyển hóa axit nucleic. Thiếu kẽm có thể làm suy giảm tổng hợp DNA, RNA và protein trong quá trình phát triển não bộ. Vì những lý do này, sự thiếu hụt kẽm trong thời kỳ mang thai và cho con bú đã được chứng minh là có liên quan đến nhiều bất thường bẩm sinh ở hệ thần kinh của trẻ.

Hơn nữa, trẻ em không đủ lượng kẽm có thể bị giảm khả năng học tập, thờ ơ và chậm phát triển trí tuệ. Trẻ em hiếu động có thể thiếu kẽm và vitamin B6, cũng như thừa chì và đồng. Nghiện rượu, tâm thần phân liệt, bệnh Wilson và bệnh Pick là những rối loạn não liên quan đến nồng độ kẽm. Kẽm đã được sử dụng thành công để điều trị bệnh Wilson, viêm da và các loại bệnh tâm thần phân liệt cụ thể.

Kẽm chịu trách nhiệm về khả năng liên kết DNA của nhiều yếu tố phiên mã thông qua protein “ngón tay kẽm” (ZnF). Các protein này trực tiếp điều chỉnh sự biểu hiện của gen, cũng như giao tiếp với RNA và tạo thuận lợi cho các tương tác protein. Cấu trúc của ZnFs tập trung xung quanh ion kẽm và cung cấp cho phân tử khả năng hình thành cấu trúc giống như ngón tay, có khả năng liên kết chặt chẽ với các miền trình tự DNA cụ thể.

Trong sự phát triển của não, các protein ZnF không chỉ có vai trò định hướng tế bào gốc phôi và hình thành thần kinh, mà còn chọn lọc phát triển theo vùng cụ thể. Ví dụ, các protein ngón tay kẽm có liên quan đến sự phát triển của vùng khứu giác, các tế bào thần kinh trong tiểu não và vùng CA1 của hồi hải mã.

Các yếu tố phiên mã ngón tay kẽm khác cũng liên quan đến chức năng tế bào thần kinh, bao gồm thụ thể hormone tuyến giáp đóng vai trò trong sự tăng trưởng và phát triển tế bào thần kinh, thụ thể axit retinoic và thụ thể vitamin D tham gia vào quá trình biệt hóa tế bào thần kinh.

Các chất vận chuyển kẽm và các protein liên kết là những chất điều hòa chính giúp cân bằng nội môi kẽm trong tế bào thần kinh. Hai chất vận chuyển kẽm protein ZnT và Zip có chức năng điều chỉnh mức kẽm nội bào, chịu trách nhiệm tích tụ kẽm tự do ở vùng hải mã và vỏ não. Metallothionein - một họ protein có ái lực liên kết cao với kẽm, không chỉ đóng vai trò trong điều hòa nội môi của kẽm, mà còn trong việc bảo vệ tế bào chống lại stress oxy hóa.

Hầu hết kẽm trong hệ thần kinh trung ương liên kết chặt chẽ với các enzym, nhưng có khoảng 10% kẽm trong não không liên kết và do đó được đặc trưng là kẽm “tự do”. Chức năng chính của kẽm tự do là điều chế một loạt các thụ thể sau synap.

Trong điều kiện bệnh lý, nồng độ kẽm tự do gây độc thần kinh có thể tích tụ trong tế bào thần kinh. Các nhà khoa học đồng ý rằng sự tích tụ kẽm dư thừa dẫn đến tổn thương tế bào thần kinh. Có ba giả thuyết chính hiện đang được khám phá, đó là dư thừa kẽm gây ra tình trạng kích thích, gây ra stress oxy hóa và làm suy yếu quá trình tạo ra năng lượng tế bào. Thực tế là có bằng chứng thuyết phục rằng cả ba cơ chế này của kẽm có thể cùng hoạt động để gây ra tổn thương tế bào thần kinh.

Trẻ cần cung cấp đủ lượng kẽm nguyên tố/ngày để trẻ ăn ngon, đạt chiều cao và cân nặng đúng chuẩn và vượt chuẩn. Kẽm đóng vai trò tác động đến hầu hết các quá trình sinh học diễn ra trong cơ thể, đặc biệt là quá trình phân giải tổng hợp axit nucleic, protein... Các cơ quan trong cơ thể khi thiếu kẽm có thể dẫn đến một số bệnh lý như rối loạn thần kinh, dễ sinh cáu gắt,... Vì vậy cha mẹ cần tìm hiểu về Vai trò của kẽm và hướng dẫn bổ sung kẽm hợp lý cho bé.

Ngoài kẽm, cha mẹ cũng cần bổ sung cho trẻ các vitamin và khoáng chất quan trọng khác như lysine, crom, vitamin nhóm B,... giúp con ăn ngon, có hệ miễn dịch tốt, tăng cường đề kháng để ít ốm vặt.

Hãy thường xuyên truy cập website Vinmec.com và cập nhật những thông tin hữu ích để chăm sóc cho bé và cả gia đình nhé.

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