Kim loại trong cơ thể người: sắt, kẽm, đồng, canxi làm gì

Cơ thể người trưởng thành chứa khoảng 1–1,2 kg canxi, 3–4 g sắt, 2–3 g kẽm và chừng 100 mg đồng, cùng magie, natri, kali và vài kim loại vết khác. Canxi dựng xương và giúp cơ co, sắt chở ôxy trong hồng cầu, kẽm và đồng làm "chìa khoá" cho hàng trăm enzym. Thiếu hay thừa đều gây hại, nên cách an toàn là ăn đa dạng và chỉ dùng thuốc bổ sung khi có chỉ định của nhân viên y tế sau xét nghiệm.

Cơ thể người có những kim loại nào và nhiều tới đâu?

Nếu tính theo khối lượng, cơ thể chủ yếu là ôxy, cacbon, hiđrô, nitơ trong nước và các phân tử hữu cơ. Kim loại chỉ chiếm vài phần trăm, nhưng thiếu chúng thì gần như không quá trình sống nào vận hành được. Bảng dưới là con số ước tính cho người trưởng thành, theo các tài liệu dinh dưỡng phổ thông; mỗi người một khác tuỳ thể trạng, giới, tuổi:

Một hình ảnh hay được dùng: lượng sắt trong một người trưởng thành chỉ đủ làm một chiếc đinh nhỏ. Nhỏ, nhưng nếu tụt đi một phần thôi, người ta đã thấy mệt, hoa mắt, da xanh.

Sắt trong máu làm gì?

Mỗi phân tử huyết sắc tố (hemoglobin) trong hồng cầu có bốn nhóm "heme", giữa mỗi nhóm là một nguyên tử sắt. Nguyên tử sắt ấy bắt nhẹ một phân tử ôxy ở phổi rồi nhả ra ở mô. Sự gắn – nhả linh hoạt này là lý do sắt được chọn: nó dễ đổi qua lại giữa các trạng thái hoá học. Máu đỏ cũng chính vì sắt trong heme.

Ngoài máu, sắt còn nằm trong myoglobin giữ ôxy cho cơ, trong các enzym ở ty thể giúp tế bào "đốt" thức ăn lấy năng lượng, và được dự trữ trong gan dưới dạng ferritin. Cơ thể gần như không có đường chủ động thải sắt ra ngoài; nó điều chỉnh lượng sắt bằng cách hấp thu nhiều hay ít ở ruột.

Ăn gì để có sắt, và cái gì cản trở hấp thu?

Sắt trong thức ăn có hai dạng. Sắt heme trong thịt đỏ, gan, tim, cá, hải sản được hấp thu tốt hơn nhiều so với sắt không heme trong rau xanh, các loại đậu, ngũ cốc. Vitamin C trong rau quả tươi ăn cùng bữa giúp hấp thu sắt không heme tốt hơn. Ngược lại, uống trà đặc hay cà phê ngay trong bữa, hoặc dùng nhiều canxi cùng lúc, làm giảm hấp thu sắt.

Thiếu sắt và thừa sắt đều nguy hiểm

Thiếu sắt là thiếu vi chất phổ biến nhất thế giới. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), thiếu máu ảnh hưởng tới khoảng bốn phần mười trẻ dưới năm tuổi trên toàn cầu, và thiếu sắt là một nguyên nhân hàng đầu. Phụ nữ mang thai, trẻ nhỏ, người mất máu kéo dài dễ bị nhất.

Thừa sắt cũng hại. Có những bệnh di truyền khiến cơ thể hấp thu quá nhiều sắt, tích tụ trong gan, tim, tuyến tuỵ. Nguy hiểm thường gặp hơn trong gia đình là trẻ nhỏ nuốt nhầm viên sắt của người lớn, vì viên bổ sung thường có vỏ ngọt, màu đẹp như kẹo. Ngộ độc sắt ở trẻ là cấp cứu. Thuốc bổ chứa sắt phải cất trên cao, trong tủ có khoá; nghi trẻ nuốt phải thì gọi 115 hoặc đưa ngay tới cơ sở y tế, mang theo vỏ thuốc.

Canxi xây xương và giữ nhịp tim thế nào?

Gần như toàn bộ canxi trong cơ thể nằm trong xương và răng, dưới dạng khoáng hydroxyapatit, một tinh thể canxi phốt phát. Xương không phải khối đá chết: mỗi ngày tế bào xương vẫn huỷ đi một ít và đắp thêm một ít. Đến khoảng tuổi ba mươi, khối lượng xương đạt đỉnh, sau đó giảm dần, nhanh hơn ở phụ nữ sau mãn kinh.

Phần canxi rất nhỏ trong máu và tế bào lại giữ việc sống còn: tín hiệu cho cơ co, cho tim đập, cho dây thần kinh truyền tin, cho máu đông. Cơ thể giữ nồng độ canxi trong máu trong một khoảng rất hẹp, nhờ hormone tuyến cận giáp và vitamin D. Khi ăn thiếu, cơ thể rút canxi từ xương ra để giữ máu ổn định — đó là lý do thiếu canxi lâu dài làm xương yếu dần mà không có triệu chứng rõ.

Nguồn canxi quen thuộc trong bữa ăn Việt: cá nhỏ ăn cả xương như cá cơm, tôm tép nhỏ ăn cả vỏ, đậu phụ, sữa và sữa chua, rau lá xanh đậm. Vận động, ra nắng vừa phải để da tạo vitamin D cũng quan trọng không kém.

Kẽm và đồng nhỏ bé mà quan trọng ra sao?

Kẽm: chìa khoá của hàng trăm enzym

Kẽm tham gia cấu trúc hoặc hoạt động của hàng trăm enzym và protein, liên quan tới miễn dịch, lành vết thương, phát triển ở trẻ, vị giác. Hàu là thực phẩm giàu kẽm nổi tiếng; thịt đỏ, cua, các loại hạt và đậu cũng là nguồn tốt. Trẻ thiếu kẽm dễ chậm lớn, dễ ốm. Ngược lại, dùng viên kẽm liều cao kéo dài khi không cần có thể làm cơ thể hấp thu đồng kém đi, gây thiếu đồng.

Đồng: ít nhưng không thể thiếu

Đồng cần cho các enzym tạo năng lượng trong ty thể, cho việc chuyển sắt vào hồng cầu, cho collagen và sắc tố da, tóc. Thiếu đồng hiếm gặp ở người ăn uống bình thường. Có những bệnh di truyền hiếm làm rối loạn chuyển hoá đồng: một bệnh khiến đồng tích tụ trong gan và não, bệnh khác khiến cơ thể không hấp thu được đồng. Cả hai cần bác sĩ chuyên khoa theo dõi.

Câu chuyện kẽm – đồng cho thấy một điểm chung: các kim loại vết cạnh tranh nhau trong ruột và trong tế bào. Bổ sung lệch một thứ có thể kéo thứ khác xuống. Đây là lý do không nên tự ý mua thuốc bổ "cho chắc".

Natri, kali, magie và coban làm gì?

Natri và kali là hai kim loại kiềm mà ở dạng nguyên chất sẽ phản ứng dữ dội với nước. Trong cơ thể chúng luôn ở dạng ion hoà tan, và là cặp đôi tạo ra điện thế của tế bào. Kali nhiều bên trong tế bào, natri nhiều bên ngoài; các "máy bơm" protein trên màng tế bào liên tục đẩy chúng về đúng chỗ. Nhờ chênh lệch ấy, dây thần kinh phát được xung điện, tim đập đều.

Magie đi kèm hầu hết các phản ứng dùng năng lượng trong tế bào. Coban thì gần như chỉ có vai trò ở trung tâm phân tử vitamin B12, loại vitamin cần cho tạo máu và thần kinh, có trong thức ăn nguồn động vật.

Kim loại nào không có ích gì cho cơ thể?

Không phải kim loại nào lọt vào cơ thể cũng có việc. Chì, thuỷ ngân, cadimi không có vai trò sinh học nào ở người, chỉ gây hại. Chì ảnh hưởng tới sự phát triển trí não của trẻ, và WHO cho rằng không có mức phơi nhiễm chì nào được coi là an toàn. Lịch sử còn ghi những thảm hoạ gắn với luyện kim và hoá chất: bệnh Minamata ở Nhật Bản do thuỷ ngân hữu cơ trong nước thải nhiễm vào cá, bệnh itai-itai do cadimi từ hoạt động khai thác mỏ ngấm vào ruộng lúa. Cả hai trở thành bài học kinh điển về kiểm soát chất thải công nghiệp.

Điều đáng nhớ: chính các nguyên tố "tốt" cũng có thể thành độc khi quá liều. Ranh giới giữa đủ và thừa của sắt, kẽm, đồng hẹp hơn nhiều người nghĩ.

Làm sao để cơ thể đủ kim loại cần thiết mà không thừa?

• Ăn đa dạng: thịt cá, trứng, đậu, rau xanh, hải sản, sữa và chế phẩm sữa xoay vòng trong tuần thường đủ cho người khoẻ mạnh.
• Kết hợp đúng: rau quả giàu vitamin C trong bữa có rau đậu để tăng hấp thu sắt; trà, cà phê nên cách xa bữa chính.
• Xét nghiệm trước khi bổ sung: mệt mỏi, da xanh, rụng tóc có nhiều nguyên nhân. Xét nghiệm máu giúp biết có thật sự thiếu sắt hay không.
• Theo hướng dẫn y tế: phụ nữ mang thai, trẻ nhỏ, người cao tuổi thường được tư vấn bổ sung riêng; liều và thời gian do nhân viên y tế quyết định.
• Cất thuốc bổ xa tầm tay trẻ: nhất là viên sắt.

Nhìn từ góc vật liệu, những kim loại trong cơ thể là cùng loại nguyên tử với sắt trong dầm thép, canxi trong đá vôi, đồng trong dây điện, đều từng được "luyện" trong các ngôi sao. Chỉ khác là trong cơ thể, chúng không bao giờ ở dạng kim loại nóng chảy mà luôn là ion nhỏ bé, gắn vào protein, làm việc ở 37 °C.