الخصائص السكانية والسريرية للمرضى الذين يعانون من نقص الزنك: تحليل لقاعدة بيانات المطالبات الطبية الوطنية اليابانية Demographic and clinical characteristics of patients with zinc deficiency: analysis of a nationwide Japanese medical claims database

المجلة: Scientific Reports، المجلد: 14، العدد: 1
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-53202-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38307882
تاريخ النشر: 2024-02-02

افتح

الخصائص السكانية والسريرية للمرضى الذين يعانون من نقص الزنك: تحليل لقاعدة بيانات المطالبات الطبية الوطنية اليابانية

الملخص

هيروهيدي يوكوكاوا يوسوك موريطا إيزومي هامادا يوجي أوتا نوبويكي فوكوي ناو ماكينو إمي أوهاتا وتوشيو نايتو

نقص الزنك، الذي يؤثر على أكثر من 2 مليار شخص على مستوى العالم، يشكل عبئًا كبيرًا على الصحة العامة بسبب تأثيراته السلبية العديدة، مثل ضعف وظيفة المناعة، واضطرابات التذوق والشم، والالتهاب الرئوي، وتأخر النمو، وضعف البصر، واضطرابات الجلد. على الرغم من دوره الحاسم، لا تزال الدراسات الكبيرة النطاق التي تحقق في العلاقة بين خصائص المرضى ونقص الزنك بحاجة إلى إكمال. أجرينا دراسة استرجاعية، مقطعية، قائمة على الملاحظة باستخدام قاعدة بيانات المطالبات الوطنية اليابانية من يناير 2019 إلى ديسمبر 2021. شملت عينة الدراسة 13,100 مريض مع بيانات متاحة عن تركيز الزنك في المصل، مستبعدين الأفراد تحت سن 20 والذين تم تقييمهم لتركزات الزنك بعد وصف أدوية تحتوي على الزنك. لوحظت ارتباطات كبيرة مع نقص الزنك بين كبار السن، والذكور، والمرضى الداخليين. أظهرت التحليلات المتعددة المتغيرات، مع تعديل العمر والجنس، ارتباطات كبيرة مع الأمراض المصاحبة، بما في ذلك التهاب الرئة بسبب المواد الصلبة والسوائل مع نسبة الأرجحية المعدلة (aOR) تبلغ 2.959؛ قرحة الضغط والمنطقة المعرضة للضغط (aOR 2.403)، الساركوبينيا (aOR 2.217)، COVID-19 (aOR 1.889)، وأمراض الكلى المزمنة (aOR 1.835). كما وُجدت ارتباطات كبيرة مع الأدوية، بما في ذلك سبيرونولاكتون (aOR 2.523)، والمضادات الحيوية الجهازية (aOR 2.419)، وفوروسيميد (aOR 2.138)، والتحضيرات المضادة لفقر الدم (aOR 2.027)، وهرمونات الغدة الدرقية (aOR 1.864). قد تساعد هذه النتائج الأطباء في تحديد المرضى المعرضين لخطر نقص الزنك، مما قد يحسن نتائج الرعاية.

نقص الزنك هو عبء عالمي، يؤثر على أكثر من 2 مليار شخص في جميع أنحاء العالم. على الرغم من الاختلافات في الانتشار، فإن كلا من الدول النامية والمتقدمة تتأثر؛ فقد كشفت دراسة عالمية شملت 188 دولة عن معدل انتشار متوسط قدره وانحراف معياري قدره قد تفسر العادات الغذائية وتوافر الأطعمة الغنية بالزنك جزئيًا الاختلافات في الانتشار. تشير الدراسات إلى أن اللحوم الحمراء هي مصدر رئيسي للزنك في الولايات المتحدة. بينما في اليابان، يُبلغ غالبًا عن الأرز كمصدر رئيسي ما يثير القلق بشكل خاص هو الزيادة الملحوظة في انتشار نقص الزنك لدى الرضع والنساء الحوامل وكبار السن .
الزنك هو عنصر غذائي دقيق أساسي، ضروري للعديد من العمليات الأيضية في الخلايا. يعمل الزنك كعامل مساعد حيوي، يدعم الإنزيمات الضرورية لتمثيل البروتينات والدهون والأحماض النووية. يلعب الزنك أيضًا دورًا حيويًا في وظائف المناعة، حيث يعزز تطوير ونشاط العدلات والخلايا القاتلة الطبيعية. علاوة على ذلك، يعتبر الزنك أساسياً خلال فترة الحمل، الطفولة، والمراهقة، حيث يساهم في انقسام الخلايا وتخليق الحمض النووي. الزنك ضروري للإنزيمات والبروتينات المشاركة في إدراك الطعم والرائحة. ويساعد بشكل كبير في شفاء الجروح من خلال المساهمة في تخليق الكولاجين، وتعديل الالتهاب، وإشارات الخلايا وانقسامها. .
تجعل العواقب الصحية الواسعة النطاق لنقص الزنك منه قضية صحية عامة حرجة. يزيد نقص الزنك من خطر ضعف وظيفة المناعة، واضطرابات التذوق والشم، والالتهاب الرئوي، وتأخر النمو، وضعف البصر، واضطرابات الجلد، وضعف وظيفة اللمفاويات، وفقدان الشهية، والإسهال. لقد تم الإبلاغ مؤخرًا عن أن نقص الزنك يؤثر سلبًا على النتائج لدى المرضى الذين يعانون من أمراض الكبد، وأمراض الأمعاء الالتهابية، وأمراض الكلى المزمنة، وأولئك المصابين بفيروس كورونا. يمكن أن يؤدي الاستخدام طويل الأمد للأدوية المعروفة بقدرتها على خلب الزنك أيضًا إلى نقص. مؤكداً على أهمية تقييم حالة الزنك لدى المرضى في مجموعة من الأمراض.
تحديد ومعالجة نقص الزنك أمر حيوي للصحة العامة. وفقًا لمراجعة شاملة حديثة، يمكن أن يقلل تناول الزنك بشكل صحيح من مخاطر السرطانات الهضمية والاكتئاب ومرض السكري من النوع الثاني، بينما يعزز الصحة التنفسية وتكوين العظام وملفات الدهون في الدم. علاوة على ذلك، فإن مكملات الزنك تعالج الالتهاب الرئوي والإسهال وفقدان حاسة التذوق/تغير حاسة التذوق لدى الأطفال، مما يقلل من معدل الوفيات. بالنسبة للأفراد المسنين المعرضين لخطر الإصابة بفيروس كورونا المستجد، والذين يظهرون غالبًا نقصًا في العناصر الغذائية، يمكن أن يوفر مكمل الزنك تخفيفًا من الإسهال الشديد. ، مما يمنع فقدان الزنك بشكل أكبر. على الرغم من أن هذا التدخل الفعال من حيث التكلفة ضروري، إلا أن الإفراط في تناول الزنك يحمل مخاطر، مثل نقص النحاس. تعتبر التقييمات المنتظمة لمستويات الزنك لدى المرضى ضرورية، لضمان تحقيق نتائج صحية مثلى والتدخلات في الوقت المناسب لأولئك الذين يحتاجون إلى العلاج.
على الرغم من أن الأمراض المختلفة، والحالات السريرية، والأدوية، والمتغيرات السكانية قد تزيد من خطر نقص الزنك، إلا أن عددًا قليلاً من الدراسات الكبيرة قد قيمت بشكل شامل المتغيرات التي تؤثر على تركيزات الزنك في المصل. ، مع اختلاف النتائج حسب السكان. أظهرت الدراسات السابقة التي استخدمت المسح الوطني للصحة والتغذية في الولايات المتحدة (NHANES) زيادة في تناول الزنك من المكملات مع مرور الوقت كشفت بيانات NHANES عن ارتباطات بين تركيز الزنك في المصل والمتغيرات الديموغرافية مثل الجنس والعمر والحمل ووقت سحب الدم. . ومع ذلك، لم تأخذ هذه الدراسات في الاعتبار تأثير الأدوية وتاريخ الأمراض على مستويات الزنك في المصل. أبلغت دراسة يابانية حديثة باستخدام بيانات الفحوصات الصحية الطوعية عن انتشار مرتفع لنقص الزنك في المصل بشكل هامشي. في الرجال و في النساء)، مما يشير إلى وجود علاقة بين الحالة الغذائية (بما في ذلك تناول الزنك) وتركيز الزنك في المصل تحتاج البيانات الأكثر شمولاً إلى رؤى أعمق حول المتغيرات المرتبطة بنقص الزنك في اليابان.
لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في الخصائص السكانية، والأمراض، والأدوية المرتبطة بمستويات الزنك في المصل عبر مجموعة متنوعة من المرضى، باستخدام قاعدة بيانات المطالبات الوطنية اليابانية على نطاق واسع، وتوضيح خصائص المرضى الذين من المحتمل أن يكونوا يعانون من نقص الزنك.

طرق
تصميم الدراسة ومصدر البيانات

هذه الدراسة الاستعادية المقطعية الملاحظة نظرت في السجلات من 1 يناير 2019 حتى 31 ديسمبر 2021 في قاعدة بيانات المطالبات الوطنية (MDV Co، طوكيو، اليابان)، والتي تحتوي على بيانات إدارية مجهولة الهوية من أكثر من 38 مليون مريض عبر أكثر من 460 مستشفى تمثل حوالي جميع مستشفيات الرعاية الحادة في اليابان. تتضمن قاعدة بيانات MDV بيانات المطالبات وبيانات ملخصات الخروج التي تم جمعها من الزيارات الداخلية والخارجية. لقد كانت مصدرًا للبيانات للعديد من الدراسات التي تم الإبلاغ عنها سابقًا. .

معايير الشمول/الاستبعاد

تم تضمين المرضى في التحليل الذين لديهم نتيجة واحدة على الأقل لتركيز الزنك في قاعدة بيانات MDV خلال فترة الدراسة. تم استبعاد المرضى الذين تقل أعمارهم عن 20 عامًا، وبالنسبة للمرضى الذين تم وصف أدوية تحتوي على الزنك، تم استبعاد البيانات التي تم جمعها في اليوم التالي لبدء تناول الأدوية المحتوية على الزنك من التحليل. تم تعريف الأدوية المحتوية على الزنك على أنها أي دواء يحمل اسمًا عامًا من بولابريزينك أو هيدرات أسيتات الزنك.

المتغيرات

تم اختيار أحدث قيمة لتركيز الزنك للمرضى الذين لديهم قياسات متعددة للزنك. تم تعريف فئات تركيز الزنك باستخدام معايير مستندة إلى إرشادات العلاج لنقص الزنك التي نشرتها الجمعية اليابانية للتغذية السريرية: نقص ( نقص هامشي إلى ” )، وعادي .
تم جمع بيانات عن الجنس، والعمر عند قياس الزنك المختار، والوزن، ومؤشر كتلة الجسم (BMI) خلال 30 يومًا من القياس، وتصنيف المريض كونه داخليًا أو خارجيًا، والمعايير المخبرية. في هذه الدراسة، تم تعريف الأمراض المصاحبة على أنها الأمراض التي تم تشخيصها خلال 60 يومًا قبل قياس الزنك، والأدوية تشير إلى تلك التي تم وصفها خلال نفس الإطار الزمني البالغ 60 يومًا. تم حساب مؤشر كتلة الجسم عن طريق قسمة وزن الجسم (كجم) على الطول بالمتر المربع. تم اختيار المتغيرات السكانية والسريرية ذات الصلة بالإشارة إلى إرشادات العلاج لنقص الزنك. شملت المعايير المخبرية التي تم تقييمها الهيموغلوبين، البروتين الكلي، الألبومين، إنزيمات الكبد (ألانين أمينوترانسفيراز [ALT] وأسبارتات أمينوترانسفيراز [AST])، الفوسفاتاز القلوي في المصل، علامات وظيفة الكلى (الكرياتينين، معدل الترشيح الكبيبي المقدر [eGFR])، ملف الدهون (الدهون الثلاثية، الكوليسترول الكلي، البروتين الدهني عالي الكثافة [HDL]، البروتين الدهني منخفض الكثافة [LDL])، الحديد في المصل، بروتين سي التفاعلي (CRP)، الجلوكوز، المغنيسيوم في المصل، وحمض اليوريك. تم تقديم الأمراض المصاحبة ذات الاهتمام وتعريفاتها بناءً على التصنيف الدولي للأمراض، الإصدار العاشر (ICD-10) في الجدول التكميلي S1، والأدوية ذات الاهتمام وتعريفاتها بناءً على الرمز الكيميائي العلاجي التشريحي (ATC) في الجدول التكميلي S2.

الاعتبارات الأخلاقية

تلتزم هذه الدراسة بالفصل 1، القسم 3، الجزء 1، الفقرة (ج)، البند 3 من الإرشادات الأخلاقية للبحوث الطبية والصحية التي تشمل البشر الصادرة عن وزارة الصحة والعمل والرفاه في اليابان. وفقًا لهذه الإرشادات، نظرًا لأن هذه الدراسة استخدمت بيانات تم إخفاء هويتها وتحديدها مسبقًا، تم إعفاء المراجعة الأخلاقية، ولم يكن مطلوبًا الحصول على موافقة مستنيرة من المرضى. بالإضافة إلى ذلك، كانت متوافقة مع المبادئ الأخلاقية الموضحة في إعلان هلسنكي (مراجعة فورتاليزا، 2013). .

طرق إحصائية

تم تلخيص بيانات المتغيرات السكانية والسريرية كمتوسط الانحراف المعياري أو العدد والنسبة (النسبة المئوية)، حيث كان هدف هذه الدراسة وصفيًا. تم استخدام اختبارات كاي-تربيع لمقارنة نسب نقص الزنك بين المشاركين الذكور والإناث ضمن كل فئة عمرية. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليلات فرعية.
تم إجراء دراسات حول الأمراض المصاحبة والأدوية، مقسمة حسب فئة العمر، الجنس، وحالة المريض (داخلي/خارجي). كان الهدف هو تحديد المتغيرات المرتبطة بنقص الزنك التي تتعلق بالجنس، العمر، وحالة المريض. تم تقييم العلاقة بين تركيز الزنك في المصل والمعايير المخبرية باستخدام معامل ارتباط سبيرمان. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص العلاقة بين الهيموغلوبين ومستويات الزنك في المصل من خلال تصنيف الهيموغلوبين على أنه ‘منخفض’ أو ‘طبيعي’ وفقًا لمعايير منظمة الصحة العالمية. ومستويات الزنك في المصل كـ ‘نقص’ أو ‘طبيعي أو نقص هامشي.’ تم إنشاء جدول تقاطع لتلخيص توزيع مستويات الزنك في المصل ضمن فئات الهيموجلوبين هذه لكامل المجموعة، وتم إجراء تحليل منفصل لكل جنس. ثم تم إجراء اختبارات كاي-تربيع لتحديد دلالة الفروق الملحوظة في انتشار نقص الزنك بين مجموعتي الهيموجلوبين “المنخفضة” و”الطبيعية” لكل من السكان بشكل عام وداخل كل مجموعة فرعية من الجنس. تم إجراء تحليل الانحدار اللوجستي الثنائي بعد تصنيف تركيز الزنك في المصل إلى مجموعتين (أي، نقص مقابل طبيعي أو نقص هامشي). تم إجراء تحليلات الانحدار اللوجستي أحادي المتغير لكل متغير ديموغرافي، بما في ذلك العمر والجنس وحالة المريض الداخلي/الخارجي، لفحص ارتباطاتها الفردية مع نقص الزنك. تلا ذلك تحليلات انحدار لوجستي أحادي المتغير منفصلة لكل مرض مصاحب ودواء موضع اهتمام، بهدف تقييم ارتباطاتها الفردية مع نقص الزنك. بالنسبة لكل مرض مصاحب ودواء تم تقييمه في هذا التحليل، تم استخدام الأفراد الذين لا يعانون من المرض المصاحب أو الدواء كمجموعة تحكم لحساب نسب الأرجحية. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليلات انحدار لوجستي متعدد المتغيرات لكل مرض مصاحب ودواء بشكل منفصل، مع تضمين ليس فقط المرض المصاحب أو الدواء الفردي ولكن أيضًا مجموعة العمر والجنس وعبارة التفاعل بين مجموعة العمر والجنس كمتغيرات مصاحبة، لتحديد المتغيرات المرتبطة بشكل مستقل بنقص الزنك. في تحليلات الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات، تم تصنيف مجموعة العمر على أنها في العشرينات. ، و80 عامًا فأكثر. بالإضافة إلى ذلك، شملت تحليلات الحساسية للانحدارات اللوجستية المتعددة المتغيرات حالة المرضى الداخليين/الخارجيين كمتغير إضافي. كما تم إجراء انحدارات لوجستية أحادية منفصلة للمرضى الداخليين والخارجيين. علاوة على ذلك، تم تلخيص الخصائص الديموغرافية والسريرية لكل من المرضى الداخليين والخارجيين على حدة. تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج SAS الإصدار 9.4 (معهد SAS، كاري، نورث كارولينا، الولايات المتحدة الأمريكية).

النتائج

تقدم الشكل 1 مخطط تدفق عينة الدراسة. داخل قاعدة بيانات MDV، تم تقييم تركيزات الزنك في المصل لـ 15,328 مريضًا. من بين هؤلاء، تم تضمين 13,100 في التحليل النهائي.
تظهر الجدول 1 الخصائص السكانية والسريرية للمرضى. كان توزيع الجنس متساويًا تقريبًا، مع ذكر و أنثى. كان متوسط العمر 69.0 سنة. كان هناك عدد كبير من القياسات المفقودة للوزن ومؤشر كتلة الجسم (نسبة المفقود للوزن: ، ومؤشر كتلة الجسم: كان متوسط تركيز الزنك في المصل لمستويات الزنك في المصل، تم تصنيفها على أنها نقص في الزنك، كنقص هامشي، و كالمعتاد.
تظهر الجدول 2 مستويات الزنك في المصل مصنفة حسب الخصائص الديموغرافية. كانت نسبة الأفراد الذين يعانون من نقص الزنك أعلى لدى الذكور عند ، مقارنة بالإناث في بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن انتشار نقص الزنك يزداد مع التقدم في العمر: في الأفراد في في أولئك الذين في السبعينيات من عمرهم، و في الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 80 عامًا وما فوق. علاوة على ذلك، أظهر المرضى المقيمون في المستشفى انتشارًا أعلى لنقص الزنك، حيث بلغ ، مقارنة بالمرضى الخارجيين في تقدم الجدول 2 أيضًا نسب الأرجحية (ORs) للمتغيرات الديموغرافية المرتبطة بنقص الزنك. كان الجنس الذكري مرتبطًا بزيادة احتمالات نقص الزنك (OR 1.165 مقابل الإناث)، كما هو الحال مع العمر الأكبر (OR 1.301 لكل زيادة قدرها 10 سنوات)، ومؤشر كتلة الجسم أقل من 25 (OR 1.443 مقابل مؤشر كتلة الجسم أكبر من أو يساوي 25)، وحالة المريض الداخلي (OR 3.367 مقابل الخارجي)، مع كون جميع الارتباطات ذات دلالة إحصائية. ).
تقدم الشكل 2 ملخصًا لمستويات الزنك في المصل حسب العمر والجنس. زادت نسبة المرضى الذين يعانون من نقص الزنك مع تقدم العمر لكلا الجنسين. من بين أولئك الذين في سنهم من الذكور و من الإناث كان لديهن نقص في الزنك ( ). للمرضى في من الذكور و من الإناث كان لديهن نقص في الزنك ( )، ولمن هم في الثمانين من العمر أو أكثر، من الذكور و من الإناث كان لديهن نقص في الزنك ( ).
الشكل 1. مخطط تدفق عينة الدراسة.
الخصائص السكانية/السريرية ن (%) الخصائص السكانية/السريرية ن (%)
إجمالي المرضى 13,100 قصور الغدد التناسلية ٨٨ (٠.٧)
قصر القامة 81 (0.6)
زنك المصل ) فرط شحميات الدم 1252 (9.6)
متوسط SD (ن) أمراض ارتفاع ضغط الدم 2447 (18.7)
مستوى الزنك في المصل احتشاء عضلة القلب الحاد 873 (6.7)
نقص ) 4557 (34.8) الرجفان الأذيني والرفرفة 662 (5.1)
هامشي إلى ) 5964 (45.5) فشل القلب 2365 (18.1)
عادي ( ) 2579 (19.7) أمراض الأوعية الدموية الدماغية ١٣٣١ (١٠.٢)
الإنفلونزا والالتهاب الرئوي ٢٠٨٨ (١٥.٩)
جنس كوفيد-19 3640 (27.8)
ذكر 6372 (48.6) التهاب الرئة الناتج عن المواد الصلبة والسوائل ٤٣٩ (٣.٤)
أنثى 6728 (51.4) التهاب الفم والآفات المرتبطة 247 (1.9)
مرض الكبد 2657 (20.3)
العمر (بالسنوات) (في يوم قياس مستوى الزنك في المصل) التهاب الجلد والأكزيما 645 (4.9)
متوسط SD (ن) الثعلبة البقعية 76 (0.6)
الفئة العمرية (في يوم قياس مستوى الزنك في المصل) قرحة الضغط ومنطقة الضغط 265 (2.0)
20-29 سنة ٤٩٢ (٣.٨) تآكل العضلات وضمور العضلات، غير مصنف في مكان آخر (الساركوبينيا) 1166 (8.9)
30-39 سنة 529 (4.0) هشاشة العظام 823 (6.3)
40-49 سنة 901 (6.9) مرض الكلى المزمن 1321 (10.1)
50-59 سنة 1393 (10.6) اضطرابات الشم والتذوق ٤٩٢ (٣.٨)
60-69 سنة 2049 (15.6) فقدان الشهية 296 (2.3)
70-79 سنة 3658 (27.9) إصابات الرأس 185 (1.4)
سنوات 4078 (31.1) كسر 834 (6.4)
الوزن (كجم)
متوسط SD (ن) الأدوية (خلال 60 يومًا قبل قياس مستوى الزنك في المصل)
مؤشر كتلة الجسم (BMI) ) مضادات ارتفاع سكر الدم ٢١٩١ (١٦.٧)
معدل SD (ن) عوامل خافضة للضغط 5053 (38.6)
مجموعة BMI سبيرونولاكتون 818 (6.2)
<25 3750 (28.6) فوروسيميد ٢٠٨١ (١٥.٩)
926 (7.1) مثبطات ACE ٣٢٤ (٢.٥)
مفقود 8424 (64.3) حاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين II 1862 (14.2)
أدوية خافضة للدهون 2148 (16.4)
المرضى الداخليين/المرضى الخارجيين ستاتينات 1861 (14.2)
مريض داخلي 5614 (42.9) عوامل مضادة للتخثر 3859 (29.5)
خارج المستشفى 7420 (56.6) حاصرات H2 930 (7.1)
مفقود 66 (0.5) مثبطات مضخة البروتون 4273 (32.6)
تحضيرات مضادة لفقر الدم 1935 (14.8)
الترافق المرضي (خلال 60 يومًا قبل قياس مستوى الزنك في المصل) الكورتيكوستيرويدات 1125 (8.6)
الأمراض المعدية المعوية 639 (4.9) هرمونات الغدة الدرقية 410 (3.1)
التهاب الأمعاء غير المعدي والتهاب القولون 135 (1.0) المضادات الحيوية الجهازية 3981 (30.4)
السل ٢٨٣ (٢.٢) أدوية لعلاج أمراض العظام ٤٨٤ (٣.٧)
الأورام الخبيثة للأعضاء الهضمية 2536 (19.4) عوامل مضادة لباركنسون 215 (1.6)
فقر الدم الغذائي 4144 (31.6) مضادات الذهان ١٠٩٧ (٨.٤)
داء السكري 4224 (32.2) مهدئات القلق 2442 (18.6)
الجدول 1. ملخص الخصائص السكانية والسريرية. إنزيم تحويل الأنجيوتنسين
بشكل عام، بالنسبة لأولئك الذين في الخمسينيات وما فوق، كان الذكور يعانون باستمرار من نسبة أعلى من نقص الزنك مقارنة بالإناث. ومع ذلك، كان هناك عدد أكبر من الإناث في العشرينيات والثلاثينيات يعانون من نقص الزنك مقارنة بالذكور في نفس الفئة العمرية. تظهر الجدول التكميلي S3 نسب الأرجحية لنقص الزنك حسب الجنس والعمر.
تظهر الجدول 3 مستويات الزنك في المصل حسب الأمراض المصاحبة المسجلة خلال 60 يومًا قبل قياس الزنك في المصل. كانت الأمراض المصاحبة التي لديها نسبة أعلى من نقص الزنك، بالترتيب التنازلي، هي: (1) الالتهاب الرئوي الناتج عن المواد الصلبة والسوائل. قرحة الضغط ومنطقة الضغط ); (3) ضمور العضلات والهزال، غير مصنف في مكان آخر (الساركوبينيا) (56.7%)؛ (4) مرض الكلى المزمن (51.2%)؛ (5) إصابات الرأس (48.1%)؛ (6) الأمراض الارتفاعية (46.9%)؛ (7) الكسور (45.6%)؛ (8) فشل القلب (45.4%)؛ (9) الأمراض الوعائية الدماغية ، و؛ ( 10 ) الرجفان الأذيني والرفرفة تُعرض نتائج تحليلات المجموعات الفرعية حسب فئة العمر، الجنس، وحالة المرضى الداخليين/الخارجيين لجدول 3 في الجداول التكميلية S4 و S5 و S6، على التوالي.
مستوى الزنك في المصل نقص الزنك )
بشكل عام نقص هامشي عادي نسبة الأرجحية فترة الثقة 95% -قيمة
ن ن (%) ن (%) ن (%)
إجمالي المرضى
– 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
زنك المصل
يعني SD (ن)
جنس
ذكر 6372 2330 (36.6) 2789 (43.8) 1253 (19.7) 1.165 (1.084, 1.252) <. 001
أنثى 6728 2227 (33.1) 3175 (47.2) 1326 (19.7) مرجع
العمر (بالسنوات) (في يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
متوسط SD (ن) 1.301 (العمر/10) (1.270, 1.332) <. 001
الفئة العمرية (في يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
20-29 سنة 492 80 (16.3) 252 (51.2) ١٦٠ (٣٢.٥) مرجع
30-39 سنة 529 ١٠٦ (٢٠.٠) 280 (52.9) 143 (27.0) 1.290 (0.937, 1.778) 0.119
40-49 سنة 901 205 (22.8) 420 (46.6) 276 (30.6) 1.517 (1.140, 2.018) 0.004
50-59 سنة ١٣٩٣ 358 (25.7) 646 (46.4) 389 (27.9) 1.781 (1.363, 2.329) <. 001
60-69 سنة ٢٠٤٩ 640 (31.2) 943 (46.0) ٤٦٦ (٢٢.٧) ٢.٣٣٩ (1.809, 3.025) <. 001
70-79 سنة ٣٦٥٨ 1300 (35.5) ١٦٩٧ (٤٦.٤) 661 (18.1) 2.839 (2.214, 3.641) <. 001
سنوات ٤٠٧٨ 1868 (45.8) 1726 (42.3) ٤٨٤ (١١.٩) ٤.٣٥٣ (3.399, 5.574) <. 001
الوزن (كجم)
متوسط SD (ن) 0.906 (الوزن/5) (0.887, 0.925) <. 001
مؤشر كتلة الجسم )
معدل SD (ن) 0.903 (مؤشر كتلة الجسم/2) (0.879, 0.927) <. 001
مجموعة BMI
<25 ٣٧٥٠ 1950 (52.0) 1307 (34.9) 493 (13.1) 1.443 (1.249, 1.669) <. 001
926 397 (42.9) 365 (39.4) 164 (17.7) مرجع
مفقود 8424 2210 (26.2) 4292 (50.9) 1922 (22.8) 0.474 (0.413, 0.545) <. 001
التدخين
لا 2897 1481 (51.1) ١٠٣٣ (٣٥.٧) ٣٨٣ (١٣.٢) مرجع
نعم 1723 844 (49.0) 628 (36.4) ٢٥١ (١٤.٦) 0.918 (0.815, 1.034) 0.160
مفقود 8480 ٢٢٣٢ (٢٦.٣) 4303 (50.7) 1945 (22.9) 0.342 (0.313, 0.373) <. 001
المرضى الداخليين/المرضى الخارجيين
مريض داخلي 5614 2822 (50.3) 1995 (35.5) 797 (14.2) 3.367 (3.123, 3.630) <. 001
خارج المستشفى 7420 1713 (23.1) 3938 (53.1) 1769 (23.8) مرجع
مفقود 66 22 (33.3) 31 (47.0) 13 (19.7) 1.666 (0.996, 2.787) 0.052
الجدول 2. ملخص مستوى الزنك في المصل حسب الخصائص الديموغرافية. CI فترة الثقة. مستوى الزنك في المصل: نقص، هامشي، إلى ; عادي، .
تظهر الجدول 4 مستويات الزنك في المصل حسب الأدوية المسجلة خلال 60 يومًا قبل قياس الزنك. كانت الأدوية التي تحتوي على نسبة أعلى من نقص الزنك، بالترتيب التنازلي، هي: (1) سبيرونولاكتون (58.4%); (2) فيوروسيميد ( ); ( 3 ) هرمونات الغدة الدرقية ( ); (4) تحضيرات مضادة لفقر الدم ( ” ); ( 5 ) المضادات الحيوية الجهازية (50.4%); (6) عوامل مضادة لباركنسون (47.0%); (7) عوامل مضادة للتخثر (45.8%); (8) مضادات الذهان (44.4%); (9) مثبطات مضخة البروتون ( )، و؛ ( 10 ) أدوية القلق ( تُعرض نتائج تحليلات المجموعات الفرعية حسب فئة العمر، الجنس، وحالة المرضى الداخليين/الخارجيين لجدول 4 في الجداول التكميلية S7 و S8 و S9، على التوالي.
تُلخص الشكل التوضيحي الإضافي S1 المعايير المخبرية المسجلة خلال 60 يومًا قبل قياس الزنك من خلال مستويات الزنك في المصل، ويُظهر الشكل التوضيحي الإضافي S2 العلاقة بين هذه المعايير المخبرية وتركيز الزنك في المصل. كانت معاملات ارتباط رتبة سبيرمان لكل متغير بقيمة مطلقة تبلغ 0.3 أو أكثر كما يلي: الألبومين (0.53)؛ الهيموجلوبين (0.42)؛ CRP (-0.38)؛ والبروتين الكلي (0.36). بالإضافة إلى العلاقات الموصوفة، يقدم الجدول S10 جدولًا متقاطعًا يصنف مستويات الهيموجلوبين إلى ‘منخفضة’ و’طبيعية’، بينما يصنف في الوقت نفسه مستويات الزنك في المصل إلى ‘نقص’ و’هامشي أو طبيعي’. في الجدول S10، لوحظ أن المجموعة ذات مستويات الهيموجلوبين ‘المنخفضة’ كانت لديها نسبة أعلى بشكل ملحوظ من الأفراد الذين يعانون من ‘نقص’ في مستويات الزنك في المصل مقارنةً بالمجموعة ذات مستويات الهيموجلوبين ‘الطبيعية’. مقابل ).
يوضح الجدول 5 العلاقة بين الأمراض المصاحبة ونقص الزنك. تم تقديم نسب الأرجحية غير المعدلة والمعدلة للأمراض المصاحبة لنقص الزنك. بالإضافة إلى التحليل الأحادي المتغير، تم عرض نسب الأرجحية المعدلة حسب فئة العمر والجنس. كانت الأمراض المصاحبة التالية هي الأعلى في نسب الأرجحية المعدلة، بترتيب تنازلي: (1) التهاب الرئة بسبب المواد الصلبة والسوائل (2.959)؛ (2) قرحة الضغط والمنطقة المعرضة للضغط (2.403)؛ (3) فقدان العضلات والضمور، غير مصنف في مكان آخر (الساركوبينيا) (2.217)؛ (4) COVID-19 (1.889)؛ (5) المزمن
الشكل 2. ملخص مستوى الزنك في المصل حسب الجنس والعمر. مستوى الزنك في المصل: نقص، هامشي، إلى ; عادي، -القيم المشار إليها تشير إلى اختبارات كاي تربيع مقارنة بين نسب النقص لدى الذكور والإناث ضمن كل فئة عمرية.
أمراض الكلى (1.835)؛ (6) الأمراض المعدية المعوية (1.733)؛ (7) الأمراض المرتبطة بارتفاع ضغط الدم (1.566)؛ (8) إصابات الرأس (1.541)؛ (9) الإنفلونزا والالتهاب الرئوي (1.490)؛ و (10) السل (1.480). نتيجة لتحليل الحساسية للمتغيرات، تُظهر الجدول التكميلي S11 الخصائص الديموغرافية والسريرية للمرضى الداخليين/ الخارجيين، ويقدم الجدول التكميلي S12 نسب الأرجحية المعدلة من تحليل الحساسية حيث يتم إضافة حالة المريض الداخلي/ الخارجي إلى مجموعة العمر والجنس كمتغيرات، بالإضافة إلى التحليل غير المعدل للمرضى الداخليين فقط والمرضى الخارجيين فقط.
يوضح الجدول 6 العلاقة بين الأدوية ونقص الزنك. تم تحليل البيانات بطريقة مشابهة للحالات المصاحبة. كانت نسب الأرجحية المعدلة، بترتيب تنازلي، كما يلي: (1) سبيرونولاكتون (2.523)؛ (2) المضادات الحيوية الجهازية (2.419)؛ (3) فيوروسيميد (2.138)؛ (4) المستحضرات المضادة لفقر الدم (2.027)؛ (5) هرمونات الغدة الدرقية (1.864)؛ (6) العوامل المضادة للتخثر (1.621)؛ (7) مثبطات مضخة البروتون (1.553)؛ (8) الكورتيكوستيرويدات (1.504)؛ (9) العوامل المضادة لباركنسون (1.494)؛ و (10) العوامل المضادة لارتفاع ضغط الدم (1.467). يقدم الجدول التكميلي S13 نسب الأرجحية المعدلة من تحليل الحساسية الذي تم فيه إضافة حالة المريض الداخلي/الخارجي إلى مجموعة العمر والجنس كمتغيرات، بالإضافة إلى التحليل غير المعدل للمرضى الداخليين فقط والمرضى الخارجيين فقط.

نقاش

تمثل هذه الدراسة أول تحليل مقطعي واسع النطاق لمستويات الزنك في المصل في اليابان باستخدام قاعدة بيانات المطالبات الطبية الوطنية. تكشف النتائج عن وجود ارتباطات بين كبار السن، والجنس الذكري، والمرضى الداخليين، وبعض الأمراض المصاحبة مثل العدوى التنفسية، وقروح الضغط، والساركوبينيا، ومرض الكلى المزمن. بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن استخدام أدوية مثل سبيرونولاكتون، وفوروسيميد، وهرمونات الغدة الدرقية، والمضادات الحيوية الجهازية، والستيرويدات القشرية، مرتبط بنقص الزنك. لوحظت الارتباطات بين نقص الزنك وهذه الأمراض المصاحبة والأدوية المحددة حتى بعد إجراء التعديلات على الفئات العمرية والجنس في التحليلات متعددة المتغيرات. من خلال فحص مستويات الزنك في المصل عبر مجموعة متنوعة من المرضى، أوضحت هذه الدراسة العناصر الحاسمة المرتبطة بنقص الزنك.
وجدت الدراسة نقصًا في الزنك في للمرضى بشكل عام ( في الذكور، في الإناث). ومن الجدير بالذكر أنه تم اكتشاف اتجاه متزايد مع تقدم العمر، حيث لوحظ ارتفاع كبير في نقص الزنك في الفئات العمرية الأكبر (الشكل 2). في هذا السياق، كشفت النتائج عن وجود ارتباط بين العمر ونقص الزنك في كلا الجنسين. قد يكون ذلك بسبب ميل الأفراد الأكبر سناً نحو تناول كميات أقل من الزنك من خلال استهلاكهم الغذائي المنتظم. علاوة على ذلك، أظهرت الأبحاث السابقة وجود علاقة بين الالتهاب المرتبط بالشيخوخة وانخفاض تركيزات الزنك في المصل. .
على الرغم من أن هذه الدراسة حددت الفروق بين الذكور والإناث في تأثير الشيخوخة على نقص الزنك، لوحظ أن احتمالات نقص الزنك تزداد لكلا الجنسين بمجرد أن يصل الأفراد إلى سن 65 وما فوق (الجدول S3). وجدت دراسة سابقة واسعة النطاق على البالغين الأصحاء في اليابان علاقة بين الشيخوخة وتركيزات الزنك في المصل لدى الذكور فقط. بينما العلاقة بين الجنس ونقص الزنك مثيرة للجدل وتختلف عبر الدراسات تساهم هذه الدراسة واسعة النطاق بأدلة قيمة ضمن السياق الياباني.
علاوة على ذلك، وجدت هذه الدراسة أن نقص الزنك كان مرتبطًا بالعدوى التنفسية. في الواقع، لوحظ أن المرضى المصابين بكوفيد-19 أظهروا انتشارًا أعلى لنقص الزنك عبر جميع الفئات العمرية.
مستوى الزنك في المصل
بشكل عام نقص هامشي عادي
ن ن (%) ن (%) ن (%)
إجمالي المرضى 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
الترافق المرضي (خلال 60 يومًا قبل يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
الأمراض المعدية المعوية 639 281 (44.0) 233 (36.5) 125 (19.6)
التهاب الأمعاء غير المعدي والتهاب القولون 135 ٤٩ (٣٦.٣) ٥٥ (٤٠.٧) 31 (23.0)
السل ٢٨٣ 124 (43.8) 120 (42.4) ٣٩ (١٣.٨)
الأورام الخبيثة لأعضاء الجهاز الهضمي 2536 1009 (39.8) ١٠٢٢ (٤٠.٣) 505 (19.9)
فقر الدم الغذائي 4144 1380 (33.3) 1995 (48.1) 769 (18.6)
داء السكري ٤٢٢٤ 1427 (33.8) 1974 (46.7) 823 (19.5)
قصور الغدد التناسلية ٨٨ ٢٨ (٣١.٨) 44 (50.0) 16 (18.2)
قصر القامة 81 ٢٧ (٣٣.٣) ٣٩ (٤٨.١) 15 (18.5)
فرط شحميات الدم 1252 491 (39.2) ٥٢٦ (٤٢.٠) 235 (18.8)
أمراض ارتفاع ضغط الدم 2447 1147 (46.9) 923 (37.7) 377 (15.4)
احتشاء عضلة القلب الحاد 873 259 (29.7) 445 (51.0) 169 (19.4)
الرجفان الأذيني والرفرفة 662 300 (45.3) ٢٦٨ (٤٠.٥) 94 (14.2)
فشل القلب 2365 1074 (45.4) 960 (40.6) ٣٣١ (١٤.٠)
أمراض الأوعية الدموية الدماغية ١٣٣١ 604 (45.4) 524 (39.4) ٢٠٣ (١٥.٣)
الإنفلونزا والالتهاب الرئوي ٢٠٨٨ ٨٣٨ (٤٠.١) 921 (44.1) ٣٢٩ (١٥.٨)
كوفيد-19 ٣٦٤٠ 1554 (42.7) 1507 (41.4) 579 (15.9)
التهاب الرئة الناتج عن المواد الصلبة والسوائل ٤٣٩ ٢٩٢ (٦٦.٥) 116 (26.4) 31 (7.1)
التهاب الفم والآفات المرتبطة 247 63 (25.5) 121 (49.0) 63 (25.5)
مرض الكبد ٢٦٥٧ 934 (35.2) 1155 (43.5) 568 (21.4)
التهاب الجلد والأكزيما 645 238 (36.9) ٢٧٦ (٤٢.٨) 131 (20.3)
الثعلبة البقعية 76 7 (9.2) ٣٦ (٤٧.٤) ٣٣ (٤٣.٤)
قرحة الضغط ومنطقة الضغط ٢٦٥ 160 (60.4) ٨٣ (٣١.٣) 22 (8.3)
تآكل العضلات وضمور العضلات، غير مصنف في مكان آخر (الساركوبينيا) 1166 661 (56.7) 371 (31.8) ١٣٤ (١١.٥)
هشاشة العظام ٨٢٣ ٣٤٩ (٤٢.٤) ٣٣٩ (٤١.٢) 135 (16.4)
مرض الكلى المزمن 1321 676 (51.2) ٤٩٢ (٣٧.٢) 153 (11.6)
اضطرابات الشم والتذوق 492 ٨٣ (١٦.٩) 260 (52.8) 149 (30.3)
فقدان الشهية ٢٩٦ ١١٥ (٣٨.٩) 123 (41.6) ٥٨ (١٩.٦)
إصابات الرأس 185 89 (48.1) 69 (37.3) 27 (14.6)
كسر 834 ٣٨٠ (٤٥.٦) ٣٢٢ (٣٨.٦) ١٣٢ (١٥.٨)
الجدول 3. ملخص مستوى الزنك في المصل حسب الأمراض المصاحبة. مستوى الزنك في المصل: نقص هامشي، إلى ; عادي، .
(الجدول S4)، مع ملاحظة نقص الزنك في المرضى. وقد أشارت عدة تقارير إلى وجود علاقة بين COVID-19 وتركيز الزنك في المصل . وبالمثل، لوحظ أن المرضى الذين يعانون من التهاب الرئة بسبب المواد الصلبة والسوائل، والإنفلونزا والالتهاب الرئوي، والسل، لديهم أيضًا انتشار أعلى لنقص الزنك، عبر جميع الفئات العمرية. فيما يتعلق بالعدوى، تم ملاحظة نقص الزنك في و للمرضى الذين تم وصف مضادات البكتيريا الجهازية والكورتيكوستيرويدات، على التوالي. من المعروف أن الزنك يؤثر على الاستجابات المناعية المضادة للفيروسات وينظم الاستجابة المناعية التنفسية. لقد أكدت تجربة عشوائية محكومة فوائد مكملات الزنك لمرضى COVID-19 وبالتالي، قد يفكر الأطباء في مراقبة تركيزات الزنك بشكل روتيني لدى المرضى الذين يعانون من التهابات الجهاز التنفسي لضمان التدخل المناسب وفي الوقت المناسب.
وجدت الدراسة ارتباطًا بين نقص الزنك وكلاً من قرحة الضغط ومنطقة الضغط (قرحات الفراش) والساركوبينيا، بغض النظر عن فئة العمر (الجدول S4). في البداية، ركزت الدراسات السابقة على قرحات الفراش، وقد أفادت بتقليل مستويات الزنك في المصل لدى المرضى الذين تم إدخالهم إلى المستشفى. من المحتمل أن يكون ذلك بسبب دور الزنك في عمليات شفاء الجروح الحيوية، بما في ذلك تكاثر الخلايا، وحل الالتهابات، واستجابة الجهاز المناعي، والنشاط المضاد للأكسدة. . وجدت الدراسة أيضًا علاقات بين تركيز الزنك في المصل وكل من المعايير المخبرية التالية: الألبومين، البروتين الكلي، وCRP. ، على التوالي (الشكل S2). توصي الإرشادات الدولية حتى بإضافة الزنك في المكملات الغذائية للمرضى الذين يعانون من قرح الفراش من المرحلة الثانية أو أعلى. .
عند تحويل الانتباه إلى الساركوبينيا، من الضروري أن نتذكر أن يتمركز الزنك في الجسم في العضلات مقترحًا أن انخفاض مستويات الزنك قد يزيد من تفاقم الساركوبينيا من خلال intensifying الإجهاد التأكسدي، مما يؤدي إلى تقليل كتلة العضلات تأثير الزنك على الساركوبينيا يتجلى بشكل أكبر في المرضى الذين يعانون من أمراض الكبد المزمنة. وفيما يتعلق بمستويات النشاط البدني لدى كبار السن مع تزايد انتشار قرحات الفراش والساركوبينيا المرتبطة بالشيخوخة خصوصًا في اليابان حيث تتزايد نسبة السكان المسنين بسرعة، من المتوقع أن يرتفع عدد المرضى المتأثرين. مؤخرًا، تم التأكيد على أهمية إدارة التغذية في علاج قرح الفراش مع إنشاء فرق دعم غذائي متعددة التخصصات في المستشفيات. . نتيجة لذلك،
مستوى الزنك في المصل
بشكل عام نقص هامشي عادي
ن ن (%) ن (%) ن (%)
إجمالي المرضى 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
الأدوية (خلال 60 يومًا قبل يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
مضادات ارتفاع سكر الدم ٢١٩١ 793 (36.2) 972 (44.4) 426 (19.4)
عوامل خافضة للضغط 5053 2165 (42.8) 2105 (41.7) 783 (15.5)
سبيرونولاكتون 818 478 (58.4) 257 (31.4) 83 (10.1)
فوروسيميد ٢٠٨١ 1117 (53.7) 741 (35.6) ٢٢٣ (١٠.٧)
مثبطات ACE ٣٢٤ 127 (39.2) 148 (45.7) ٤٩ (١٥.١)
حاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين II 1862 693 (37.2) 826 (44.4) 343 (18.4)
أدوية خافضة للدهون 2148 634 (29.5) ١٠٥٩ (٤٩.٣) 455 (21.2)
ستاتينات 1861 ٥٥٨ (٣٠.٠) 924 (49.7) ٣٧٩ (٢٠.٤)
عوامل مضادة للتخثر ٣٨٥٩ 1767 (45.8) 1512 (39.2) 580 (15.0)
حاصرات H2 930 ٣٥٢ (٣٧.٨) ٤٠٦ (٤٣.٧) 172 (18.5)
مثبطات مضخة البروتون 4273 1860 (43.5) ١٦٩٧ (٣٩.٧) 716 (16.8)
تحضيرات مضادة لفقر الدم 1935 989 (51.1) 730 (37.7) 216 (11.2)
الكورتيكوستيرويدات ١١٢٥ ٤٨٢ (٤٢.٨) 474 (42.1) ١٦٩ (١٥.٠)
هرمونات الغدة الدرقية 410 212 (51.7) 141 (34.4) 57 (13.9)
المضادات الحيوية الجهازية ٣٩٨١ 2006 (50.4) 1420 (35.7) 555 (13.9)
أدوية لعلاج أمراض العظام ٤٨٤ 164 (33.9) 240 (49.6) 80 (16.5)
عوامل مضادة لباركنسون 215 ١٠١ (٤٧.٠) 91 (42.3) 23 (10.7)
مضادات الذهان ١٠٩٧ 487 (44.4) 424 (38.7) 186 (17.0)
مهدئات القلق 2442 1055 (43.2) 998 (40.9) 389 (15.9)
الجدول 4. ملخص مستوى الزنك في المصل حسب الدواء. مستوى الزنك في المصل: نقص، هامشي، إلى ; عادي، . إنزيم تحويل الأنجيوتنسين
قد يكون قياس مستويات الزنك في المصل لدى المرضى الذين يعانون من قرح الفراش أو الساركوبينيا مفيدًا كجزء من استراتيجية إدارة التغذية هذه. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة الوعي بين الممرضات وأخصائيي التغذية حول الأمراض المصاحبة والأدوية المرتبطة بنقص الزنك قد تكون مفيدة.
تمت ملاحظة ارتباط بين مرض الكلى المزمن (CKD) ونقص الزنك في هذه الدراسة. تتماشى هذه النتيجة مع دراسات متعددة أجريت في اليابان والتي اقترحت أيضًا وجود صلة بين نقص الزنك ومرض الكلى المزمن. . علاوة على ذلك، تشير الأبحاث ليس فقط إلى وجود ارتباط بين مرض الكلى المزمن ونقص الزنك، ولكنها تقترح أيضًا أن نقص الزنك قد يكون عاملًا مساهمًا في تقدم نظرًا لهذه النتائج، هناك اهتمام متزايد في التجارب السريرية العشوائية التي تركز على علاج مكملات الزنك لمرضى الفشل الكلوي المزمن. يمكن أن تقدم هذه التجارب رؤى قيمة حول الدور المحتمل للزنك في إدارة وعلاج مرض الكلى المزمن، مما يبرز أهمية توازن المغذيات الدقيقة لصحة الكلى.
كشفت ملاحظات الدراسة الحالية أن الحالات المرتبطة عادة بنقص الزنك أو نقص الزنك في الدم، مثل فقر الدم الغذائي، داء السكري، التهاب الفم والآفات ذات الصلة، الثعلبة، واضطرابات الشم والتذوق، لم تظهر الارتباطات المتوقعة مع انخفاض مستويات الزنك. بينما لم يتم العثور على ارتباط مباشر مع فقر الدم الغذائي المشخص (المشكلات المصاحبة)، فإن النسبة الأعلى من نقص الزنك الملحوظ في المجموعة ذات مستويات الهيموغلوبين المنخفضة (انظر الجدول S10) تشير إلى أن الحالات الخفيفة، مثل فقر الدم الغذائي غير المشخص، قد يتم تجاهلها بشكل متكرر في البيئات السريرية. قد تسهم هذه السهوات في النتائج الملحوظة. كما أن نقص البيانات حول تناول المشاركين للزنك الغذائي واستخدام مكملات الزنك قد يفسر هذه النتائج. من المحتمل أن الأفراد الذين يعانون من هذه الحالات قد استخدموا مكملات الزنك، مما أدى إلى تطبيع مستويات الزنك لديهم. إن التباين بين نتائج هذه الدراسة والارتباطات المعروفة في الأدبيات القائمة يستدعي مزيدًا من التدقيق، مما يبرز الطبيعة المعقدة للتفاعلات بين نقص الزنك ومختلف الحالات الصحية.
تمت ملاحظة انتشار أعلى لنقص الزنك لدى المرضى الذين تم وصف لهم هرمونات الغدة الدرقية، والسبيرونولاكتون، والفوروسيميد، بغض النظر عن فئة العمر (الجدول S7). الزنك ضروري لوظيفة هرمون الغدة الدرقية، وإدارة أنشطة إنزيمات معينة، والمساعدة في إنتاج الهرمونات الضرورية لتنظيم الغدة الدرقية. قد يفسر هذا الارتباط بين نقص الزنك واستخدام هرمونات الغدة الدرقية الذي لوحظ في هذه الدراسة. من ناحية أخرى، من المعروف أن مدرات البول تزيد من إخراج الزنك في المرضى الذين يعانون من تليف الكبد. ربما يساهم ذلك في ارتفاع انتشار نقص الزنك بين مستخدمي المدرات. وجدت دراسة سابقة أن هناك نسبة أعلى من مرضى الفشل الكلوي المزمن الذين تم وصف المدرات لهم في مجموعة نقص الزنك مقارنة بمجموعة ارتفاع الزنك. . نظرًا لوصفة هرمونات الغدة الدرقية ومدرات البول بشكل شائع، لا سيما بين الأفراد الأكبر سنًا في اليابان يبدو أن المراقبة الروتينية لمستويات الزنك في المصل مستحسنة.
تحتوي هذه الدراسة على عدة قيود بسبب طبيعة قاعدة بيانات MDV التي يجب أخذها بعين الاعتبار في التحقيقات اللاحقة. أولاً، فإن قابلية تعميم النتائج محدودة بسبب التحيز في الاختيار الناتج عن تضمين المرضى الذين لديهم سجلات تركيز الزنك في المصل فقط من مستشفيات الرعاية الحادة. ثانياً، تعني الطبيعة العرضية والملاحظة للدراسة أنه لا يمكن إثبات العلاقات السببية، وهناك تداخل.
نقص الزنك ) تحليل أحادي غير معدل تحليل معدل حسب الفئة العمرية والجنس
نسبة الأرجحية* فترة الثقة 95% -قيمة نسبة الأرجحية* فترة الثقة 95% -قيمة
الترافق المرضي (خلال 60 يومًا قبل يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
الأمراض المعدية المعوية 1.502 (1.280, 1.764) <. 001 1.733 (1.468, 2.045) <. 001
التهاب الأمعاء غير المعدي والتهاب القولون 1.070 (0.752, 1.522) 0.709 1.309 (0.910, 1.883) 0.147
السل 1.475 (1.163, 1.871) 0.001 1.480 (1.160, 1.888) 0.002
الأورام الخبيثة للأعضاء الهضمية 1.307 (1.195, 1.429) <. 001 1.202 (1.097, 1.318) <. 001
فقر الدم الغذائي 0.908 (0.840, 0.982) 0.015 0.929 (0.858, 1.006) 0.069
داء السكري 0.937 (0.867, 1.012) 0.096 0.917 (0.847, 0.992) 0.031
قصور الغدد التناسلية 0.874 (0.557, 1.371) 0.558 0.960 (0.606, 1.522) 0.864
قصر القامة 0.938 (0.590, 1.490) 0.785 0.996 (0.620, 1.600) 0.986
فرط شحميات الدم 1.235 (1.096, 1.392) <. 001 1.133 (1.003, 1.281) 0.044
أمراض ارتفاع ضغط الدم 1.874 (1.714, 2.049) <. 001 1.566 (1.429, 1.717) <. 001
احتشاء عضلة القلب الحاد 0.778 (0.670, 0.904) 0.001 0.868 (0.744, 1.013) 0.073
الرجفان الأذيني والرفرفة 1.593 (1.361, 1.864) <. 001 1.215 (1.035, 1.427) 0.017
فشل القلب 1.732 (1.582, 1.896) <. 001 1.470 (1.339, 1.613) <. 001
أمراض الأوعية الدموية الدماغية 1.643 (1.465, 1.842) <. 001 1.376 (1.223, 1.547) <. 001
الإنفلونزا والالتهاب الرئوي 1.315 (1.194, 1.447) <. 001 1.490 (1.348, 1.648) <. 001
كوفيد-19 1.602 (1.481, 1.733) <. 001 1.889 (1.738, 2.054) <. 001
التهاب الرئة الناتج عن المواد الصلبة والسوائل ٣.٩١٠ (3.196, 4.784) <. 001 2.959 (2.410, 3.634) <. 001
التهاب الفم والآفات المرتبطة 0.637 (0.477, 0.850) 0.002 0.710 (0.529, 0.952) 0.022
مرض الكبد 1.020 (0.933, 1.116) 0.657 1.242 (1.131, 1.364) <. 001
التهاب الجلد والأكزيما 1.102 (0.935, 1.298) 0.248 1.115 (0.943, 1.318) 0.202
الثعلبة البقعية 0.190 (0.087, 0.412) <. 001 0.306 (0.139, 0.673) 0.003
قرحة الضغط ومنطقة الضغط 2.922 (2.278, 3.748) <. 001 2.403 (1.866, 3.094) < . 001
تآكل العضلات وضمور العضلات، غير مصنف في مكان آخر (الساركوبينيا) ٢.٦٩٩ (2.389, 3.050) <. 001 ٢.٢١٧ (1.957, 2.512) <. 001
هشاشة العظام 1.412 (1.224, 1.629) <. 001 1.302 (1.123, 1.509) <. 001
مرض الكلى المزمن ٢.١٣٣ (1.902, 2.392) <. 001 1.835 (1.632, 2.063) <. 001
اضطرابات الشم والتذوق 0.369 (0.291, 0.468) <. 001 0.416 (0.327, 0.531) <. 001
فقدان الشهية 1.196 (0.944, 1.515) 0.138 1.042 (0.819, 1.325) 0.740
إصابات الرأس 1.753 (1.311, 2.344) <. 001 1.541 (1.144, 2.074) 0.004
كسر 1.621 (1.407, 1.867) <. 001 1.330 (1.150, 1.539) <. 001
الجدول 5. نسبة الأرجحية غير المعدلة والمعدلة لنقص الزنك مع الأمراض المصاحبة. *لكل مرض مصاحب، تم استخدام الأفراد الذين لا يعانون من المرض المصاحب كمجموعة مرجعية للمقارنة مع أولئك الذين يعانون من المرض المصاحب لحساب نسب الأرجحية. تحليل معدل: الترافق المرضي (مع مقابل بدون)، فئة العمر (مصنفة كـ وتم تحديد العمر (وما فوق) والجنس كمتغيرات مصاحبة في الانحدار اللوجستي، مع تضمين مصطلح التفاعل بين مجموعة العمر والجنس.
لا يمكن استبعاد متغيرات نمط الحياة، بما في ذلك تناول الزنك الغذائي، والتدخين، وعادات ممارسة الرياضة. علاوة على ذلك، على الرغم من استبعاد المرضى الذين تم وصف أدوية تحتوي على الزنك، قد لا يزال بعض المرضى المشمولين يستخدمون مكملات الزنك أو الأدوية التي تحتوي على الزنك الموصوفة في المستشفيات والعيادات غير الطارئة، والتي لا يتم تسجيلها في قاعدة بيانات MDV. قيد آخر هو اكتمال البيانات، حيث توجد نسبة عالية من البيانات المفقودة لمتغيرات مثل الوزن ومؤشر كتلة الجسم، مما يؤثر على تمثيل النتائج.
في تحليل الحساسية الذي تم إجراؤه، أدى إضافة حالة المرضى الداخليين/الخارجيين كمتغير مصاحب، إلى جانب فئة العمر والجنس، إلى تغيير كبير في نسب الأرجحية المعدلة مقارنة بنسب الأرجحية الخام، مما يعقد التفسير (الجدولان S12 وS13). وقد أظهرت الفحوصات الدقيقة أن المرضى الداخليين والخارجيين أظهروا اختلافات في الخصائص الديموغرافية والسريرية الرئيسية بما في ذلك العمر، وانتشار الأمراض المصاحبة، واستخدام الأدوية (الجدول S11). بالإضافة إلى ذلك، لوحظت اختلافات ملحوظة في نسب الأرجحية الخام لبعض الأمراض المصاحبة والأدوية، كما هو موضح في الجدولين S12 وS13، عند تحليل مجموعات المرضى الداخليين والخارجيين بشكل منفصل. تشير هذه النتائج إلى تأثير محتمل يعتمد على حالة المريض كونه مريضًا داخليًا أو خارجيًا. بينما توفر تصنيف حالة المريض كونه داخليًا أو خارجيًا رؤى سياقية قيمة، فإنه يقدم أيضًا تفاصيل معقدة بشأن عمر المريض، والأمراض المصاحبة، والأدوية. بالنظر إلى الاعتماد المتبادل بين هذه المتغيرات، قد يؤثر إضافة حالة المرضى الداخليين/الخارجيين كمتغير مصاحب في تحليلنا متعدد المتغيرات على موثوقية وقابلية تفسير النتائج المتعلقة بمستويات الزنك في المصل. تشير هذه التعقيدات إلى أن التحليل متعدد المتغيرات البسيط قد لا يكون قابلاً للتطبيق بسهولة، ربما بسبب وجود متغيرات مشوشة متنوعة وغير مقاسة والعلاقات المعقدة بين المتغيرات المصاحبة داخل السكان المدروسين. يمكن أن يكون تحديد واختيار المتغيرات الأكثر ملاءمة للإدراج في مثل هذه التحليلات أمرًا صعبًا بشكل خاص، حيث يتطلب اعتبارًا دقيقًا لتأثيرها المحتمل على نتائج الدراسة. . الاستخدام
نقص الزنك ) تحليل أحادي غير معدل تحليل معدل حسب الفئة العمرية والجنس
نسبة الأرجحية* فترة الثقة 95% -قيمة نسبة الأرجحية* فترة الثقة 95% -قيمة
الأدوية (خلال 60 يومًا قبل يوم قياس مستوى الزنك في المصل)
مضادات ارتفاع سكر الدم 1.077 (0.979, 1.185) 0.130 0.955 (0.865, 1.054) 0.356
عوامل خافضة للضغط 1.772 (1.647, 1.907) <. 001 1.467 (1.358, 1.584) <. 001
سبيرونولاكتون ٢.٨٢٦ (2.447, 3.264) <. 001 ٢.٥٢٣ (2.179, 2.922) <. 001
فوروسيميد ٢.٥٥٢ (2.321, 2.807) <. 001 ٢.١٣٨ (1.939, 2.357) <. 001
مثبطات ACE 1.215 (0.969, 1.523) 0.092 0.974 (0.775, 1.225) 0.822
حاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين II 1.131 (1.022, 1.252) 0.017 0.987 (0.889, 1.095) 0.806
أدوية خافضة للدهون 0.750 (0.679, 0.830) <. 001 0.664 (0.599, 0.736) <. 001
ستاتينات 0.775 (0.697, 0.862) <. 001 0.685 (0.614, 0.764) <. 001
عوامل مضادة للتخثر 1.953 (1.808, 2.110) <. 001 1.621 (1.496, 1.757) <. 001
حاصرات H2 1.154 (1.005, 1.324) 0.042 1.108 (0.962, 1.275) 0.154
مثبطات مضخة البروتون 1.752 (1.625, 1.890) <. 001 1.553 (1.436, 1.678) <. 001
تحضيرات مضادة لفقر الدم ٢.٢٢٦ (2.019, 2.454) <. 001 2.027 (1.835, 2.239) <. 001
الكورتيكوستيرويدات 1.453 (1.284, 1.645) <. 001 1.504 (1.325, 1.708) <. 001
هرمونات الغدة الدرقية 2.056 (1.688, 2.504) <. 001 1.864 (1.524, 2.280) <. 001
المضادات الحيوية الجهازية ٢.٦١٥ (2.421, 2.825) <. 001 ٢.٤١٩ (2.235, 2.617) <. 001
أدوية لعلاج أمراض العظام 0.960 (0.792, 1.162) 0.673 0.849 (0.698, 1.033) 0.102
عوامل مضادة لباركنسون 1.676 (1.279, 2.196) <. 001 1.494 (1.134, 1.968) 0.004
مضادات الذهان 1.556 (1.373, 1.763) <. 001 1.411 (1.242, 1.603) <. 001
مهدئات القلق 1.554 (1.421, 1.700) <. 001 1.372 (1.251, 1.503) <. 001
الجدول 6. نسبة الأرجحية غير المعدلة والمعدلة لنقص الزنك حسب الأدوية الموصوفة. ACE إنزيم محول الأنجيوتنسين. *لكل دواء، تم استخدام الأفراد الذين لا يتناولون الدواء كمجموعة مرجعية للمقارنة مع أولئك الذين يتناولون الدواء لحساب نسب الأرجحية. تحليل معدل: الدواء (مع مقابل بدون)، فئة العمر (مصنفة كـ وتم تحديد العمر (18 عامًا وما فوق) والجنس كمتغيرات مصاحبة في الانحدار اللوجستي، مع تضمين مصطلح التفاعل بين مجموعة العمر والجنس.
البيانات الكبيرة الحجم من العالم الحقيقي في هذه الدراسة قد تفاقم هذه التحديات، مما يجعل تفسير التحليل أكثر تعقيدًا ودقة.
على الرغم من هذه القيود، توفر الدراسة أساسًا للبحوث المستقبلية. يجب أن تهدف التحقيقات المستقبلية إلى تقليل التحيز في الاختيار ومعالجة القضايا المتعلقة بالبيانات المفقودة، مع التحكم في العوامل المربكة غير المقاسة، خاصة فيما يتعلق بالمتغيرات الرئيسية مثل الوزن ومؤشر كتلة الجسم. يمكن أن يسهل تصميم الدراسة الطولية إثبات السببية وتتبع التغيرات الطولية في مستويات الزنك في المصل بمرور الوقت. ستوفر إضافة متغيرات مثل نمط الحياة، والعادات الغذائية، ومستويات تناول الزنك فهمًا أكثر شمولاً لنقص الزنك. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية الآليات الأساسية، وعلاقات الجرعة والاستجابة، وتأثيرات مدة العلاج على مستويات الزنك في المصل، لتأكيد الارتباطات مع نقص الزنك. مع الأخذ في الاعتبار نتائج تحليل الحساسية، قد تستفيد الأبحاث المستقبلية من تقييمات تحتية بناءً على المتغيرات الرئيسية مثل حالة المرضى الداخليين/الخارجيين. قد تمكن هذه الأساليب الشاملة الدراسات اللاحقة من تقديم رؤى أكثر حسمًا حول العلاقات المعقدة بين العوامل المختلفة، بما في ذلك الأدوية، وحالة الزنك.

الخاتمة

هذه الدراسة المقطعية، التي استخدمت قاعدة بيانات المطالبات الوطنية اليابانية، حددت عدة متغيرات مرتبطة بنقص الزنك. شملت هذه المتغيرات كون الشخص بالغًا أكبر سنًا، والجنس الذكري، وحالة التنويم في المستشفى، ووجود حالات مرضية مصاحبة مثل العدوى التنفسية، وقروح الفراش، ومناطق الضغط، والساركوبينيا، ومرض الكلى المزمن. بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن استخدام بعض الأدوية، وهي سبيرونولاكتون، وفوروسيميد، وهرمونات الغدة الدرقية، والمضادات الحيوية الجهازية، والستيرويدات القشرية، مرتبط أيضًا بنقص الزنك. تقدم هذه النتائج إرشادات حاسمة حول المرضى الذين يجب تقييم مستويات الزنك في مصل الدم لديهم في الممارسة السريرية. وهذا بدوره يمكن أن يسهم في التعرف المبكر على المرضى الذين يعانون من نقص الزنك، مما يسهل التدخلات المناسبة وفي الوقت المناسب، وقد يحسن النتائج في رعاية المرضى. علاوة على ذلك، فإن الدعوة لقياس الزنك في مجموعة سكانية أوسع أمر حاسم لتراكم البيانات وتقدم البحث. يجب أن تعطي الدراسات المستقبلية الأولوية للتحقيق في الآليات الكامنة وراء هذه الارتباطات ومراقبة التغيرات في مستويات الزنك في المصل لتعزيز فهم نقص الزنك.

توفر البيانات

البيانات التي تدعم نتائج هذه الدراسة متاحة من شركة ميديكال داتا فيجن المحدودة، ولكن هناك قيود على توفر هذه البيانات، التي تم استخدامها بموجب ترخيص للدراسة الحالية، وبالتالي فهي غير متاحة للجمهور. ومع ذلك، يمكن الحصول على البيانات من المؤلف المراسل، نوبويكي فوكوي، عند الطلب المعقول وبإذن من شركة ميديكال داتا فيجن المحدودة.
تاريخ الاستلام: 8 أغسطس 2023؛ تاريخ القبول: 29 يناير 2024
نُشر على الإنترنت: 02 فبراير 2024

References

  1. Prasad, A. S. Discovery of human zinc deficiency: 50 years later. J. Trace Elem. Med. Biol. 26, 66-69. https://doi.org/10.1016/j. jtemb.2012.04.004 (2012).
  2. Kumssa, D. B. et al. Dietary calcium and zinc deficiency risks are decreasing but remain prevalent. Sci. Rep. 5, 10974. https://doi. org/10.1038/srep10974 (2015).
  3. Wessells, K. R. & Brown, K. H. Estimating the global prevalence of zinc deficiency: results based on zinc availability in national food supplies and the prevalence of stunting. PLoS One 7, e50568. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0050568 (2012).
  4. Chen, W. et al. Association between dietary zinc intake and abdominal aortic calcification in US adults. Nephrol. Dial. Transplant. 35, 1171-1178. https://doi.org/10.1093/ndt/gfz134 (2020).
  5. Sarukura, N. et al. Dietary zinc intake and its effects on zinc nutrition in healthy Japanese living in the central area of Japan. J. Med. Invest. 58, 203-209. https://doi.org/10.2152/jmi.58.203 (2011).
  6. Ackland, M. L. & Michalczyk, A. A. Zinc and infant nutrition. Arch. Biochem. Biophys. 611, 51-57. https://doi.org/10.1016/j.abb. 2016.06.011 (2016).
  7. Shankar, H. et al. Association of dietary intake below recommendations and micronutrient deficiencies during pregnancy and low birthweight. J. Perinat. Med. 47, 724-731. https://doi.org/10.1515/jpm-2019-0053 (2019).
  8. Kvamme, J. M., Gronli, O., Jacobsen, B. K. & Florholmen, J. Risk of malnutrition and zinc deficiency in community-living elderly men and women: The Tromso study. Public Health Nutr. 18, 1907-1913. https://doi.org/10.1017/S1368980014002420 (2015).
  9. Olechnowicz, J., Tinkov, A., Skalny, A. & Suliburska, J. Zinc status is associated with inflammation, oxidative stress, lipid, and glucose metabolism. J. Physiol. Sci. 68, 19-31. https://doi.org/10.1007/s12576-017-0571-7 (2018).
  10. Shankar, A. H. & Prasad, A. S. Zinc and immune function: The biological basis of altered resistance to infection. Am. J. Clin. Nutr. 68, 447S-463S. https://doi.org/10.1093/ajcn/68.2.447S (1998).
  11. Black, M. M. Zinc deficiency and child development. Am. J. Clin. Nutr. 68, 464S-469S. https://doi.org/10.1093/ajcn/68.2.464S (1998).
  12. Henkin, R. I. Zinc in taste function: A critical review. Biol. Trace Elem. Res. 6, 263-280. https://doi.org/10.1007/BF02917511 (1984).
  13. Lin, P. H. et al. Zinc in wound healing modulation. Nutrients 10, 16. https://doi.org/10.3390/nu10010016 (2017).
  14. Berger, M. M. et al. ESPEN micronutrient guideline. Clin. Nutr. 41, 1357-1424. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.02.015 (2022).
  15. Tuerk, M. J. & Fazel, N. Zinc deficiency. Curr. Opin. Gastroenterol. 25, 136-143. https://doi.org/10.1097/MOG.0b013e328321b395 (2009).
  16. Meydani, S. N. et al. Serum zinc and pneumonia in nursing home elderly. Am. J. Clin. Nutr. 86, 1167-1173. https://doi.org/10. 1093/ajcn/86.4.1167 (2007).
  17. McClain, C. J., McClain, M., Barve, S. & Boosalis, M. G. Trace metals and the elderly. Clin. Geriatr. Med. 18, 801-818. https://doi. org/10.1016/s0749-0690(02)00040-x (2002).
  18. Hosui, A. et al. Oral zinc supplementation decreases the risk of HCC development in patients with HCV eradicated by DAA. Hepatol. Commun. 5, 2001-2008. https://doi.org/10.1002/hep4.1782 (2021).
  19. Siva, S., Rubin, D. T., Gulotta, G., Wroblewski, K. & Pekow, J. Zinc deficiency is associated with poor clinical outcomes in patients with inflammatory bowel disease. Inflamm. Bowel Dis. 23, 152-157. https://doi.org/10.1097/MIB.0000000000000989 (2017).
  20. Kodama, H., Tanaka, M., Naito, Y., Katayama, K. & Moriyama, M. Japan’s practical guidelines for zinc deficiency with a particular focus on taste disorders, inflammatory bowel disease, and liver cirrhosis. Int. J. Mol. Sci. 21, 2941. https://doi.org/10.3390/ijms2 1082941 (2020).
  21. Tokuyama, A. et al. Effect of zinc deficiency on chronic kidney disease progression and effect modification by hypoalbuminemia. PLoS One 16, e0251554. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0251554 (2021).
  22. Braun, L. A. & Rosenfeldt, F. Pharmaco-nutrient interactions: A systematic review of zinc and antihypertensive therapy. Int. J. Clin. Pract. 67, 717-725. https://doi.org/10.1111/ijcp. 12040 (2013).
  23. Li, J. et al. Zinc Intakes and health outcomes: An umbrella review. Front. Nutr. 9, 798078. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.798078 (2022).
  24. Bhutta, Z. A. et al. Prevention of diarrhea and pneumonia by zinc supplementation in children in developing countries: Pooled analysis of randomized controlled trials. Zinc investigators’ collaborative group. J. Pediatr. 135, 689-697. https://doi.org/10.1016/ s0022-3476(99)70086-7 (1999).
  25. Santos, H. O. Therapeutic supplementation with zinc in the management of COVID-19-related diarrhea and ageusia/dysgeusia: Mechanisms and clues for a personalized dosage regimen. Nutr. Rev. 80, 1086-1093. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuab054 (2022).
  26. Salzman, M. B., Smith, E. M. & Koo, C. Excessive oral zinc supplementation. J. Pediatr. Hematol. Oncol. 24, 582-584. https://doi. org/10.1097/00043426-200210000-00020 (2002).
  27. Hennigar, S. R., Lieberman, H. R., Fulgoni, V. L. 3rd. & McClung, J. P. Serum zinc concentrations in the US population are related to sex, age, and time of blood draw but not dietary or supplemental zinc. J. Nutr. 148, 1341-1351. https://doi.org/10.1093/jn/ nxy105 (2018).
  28. Yokokawa, H. et al. Serum zinc concentrations and characteristics of zinc deficiency/marginal deficiency among Japanese subjects. J. Gen. Fam. Med. 21, 248-255. https://doi.org/10.1002/jgf2.377 (2020).
  29. Bailey, R. L. et al. Dietary supplement use in the United States, 2003-2006. J. Nutr. 141, 261-266. https://doi.org/10.3945/jn.110. 133025 (2011).
  30. Wang, X., Schmerold, L. & Naito, T. Real-world medication persistence among HIV-1 patients initiating integrase inhibitor-based antiretroviral therapy in Japan. J. Infect. Chemother. 28, 1464-1470. https://doi.org/10.1016/j.jiac.2022.07.005 (2022).
  31. Ruzicka, D. J., Kuroishi, N., Oshima, N., Sakuma, R. & Naito, T. Switch rates, time-to-switch, and switch patterns of antiretroviral therapy in people living with human immunodeficiency virus in Japan, in a hospital-claim database. BMC Infect. Dis. 19, 505. https://doi.org/10.1186/s12879-019-4129-6 (2019).
  32. The Japanese Society of Clinical Nutrition. The Treatment Guideline of Zinc Deficiency 2018 (in Japanese). http://jscn.gr.jp/pdf/ aen2018.pdf (2018).
  33. Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan. The Ethical Guidelines for Medical and Health Research Involving Human Subject (in Japanese). https://www.mhlw.go.jp/content/001077424.pdf (2023).
  34. World Medical Association. World medical association declaration of Helsinki: Ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA 310, 2191-2194. https://doi.org/10.1001/jama.2013.281053 (2013).
  35. World Health Organization. Haemoglobin Concentrations for the Diagnosis of Anaemia and Assessment of Severity. https://www. who.int/publications/i/item/WHO-NMH-NHD-MNM-11.1 (2011).
  36. Kogirima, M. et al. Ratio of low serum zinc levels in elderly Japanese people living in the central part of Japan. Eur. J. Clin. Nutr. 61, 375-381. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn. 1602520 (2007).
  37. Giacconi, R. et al. Main biomarkers associated with age-related plasma zinc decrease and copper/zinc ratio in healthy elderly from ZincAge study. Eur. J. Nutr. 56, 2457-2466. https://doi.org/10.1007/s00394-016-1281-2 (2017).
  38. Ho, E., Wong, C. P. & King, J. C. Impact of zinc on DNA integrity and age-related inflammation. Free Radic. Biol. Med. 178, 391-397. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2021.12.256 (2022).
  39. Yasuda, H. & Tsutsui, T. Infants and elderlies are susceptible to zinc deficiency. Sci. Rep. 6, 21850. https://doi.org/10.1038/srep2 1850 (2016).
  40. Demircan, K. et al. Association of COVID-19 mortality with serum selenium, zinc and copper: Six observational studies across Europe. Front. Immunol. 13, 1022673. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1022673 (2022).
  41. Olczak-Pruc, M. et al. The effect of zinc supplementation on the course of COVID-19: A systematic review and meta-analysis. Ann. Agric. Environ. Med. 29, 568-574. https://doi.org/10.26444/aaem/155846 (2022).
  42. Ben Abdallah, S. et al. Twice-Daily oral zinc in the treatment of patients with coronavirus disease 2019: A randomized double-blind controlled trial. Clin. Infect. Dis. 76, 185-191. https://doi.org/10.1093/cid/ciac807 (2023).
  43. Thomas, D. C. et al. Dysgeusia: A review in the context of COVID-19. J. Am. Dent. Assoc. 153, 251-264. https://doi.org/10.1016/j. adaj.2021.08.009 (2022).
  44. Matsuda, Y. et al. Symptomatic characteristics of hypozincemia detected in long COVID patients. J. Clin. Med. 12, 2062. https:// doi.org/10.3390/jcm12052062 (2023).
  45. Yasui, Y. et al. Analysis of the predictive factors for a critical illness of COVID-19 during treatment: relationship between serum zinc level and critical illness of COVID-19. Int. J. Infect. Dis. 100, 230-236. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.008 (2020).
  46. Sadeghsoltani, F. et al. Zinc and respiratory viral infections: Important trace element in anti-viral response and immune regulation. Biol. Trace Elem. Res. 200, 2556-2571. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02859-z (2022).
  47. Gengenbacher, M., Stahelin, H. B., Scholer, A. & Seiler, W. O. Low biochemical nutritional parameters in acutely ill hospitalized elderly patients with and without stage III to IV pressure ulcers. Aging Clin. Exp. Res. 14, 420-423. https://doi.org/10.1007/BF033 24471 (2002).
  48. Kawaguchi, M. et al. Relationship between serum zinc levels/nutrition index parameters and pressure ulcer in hospitalized patients with malnutrition. Metallomics Res. 2, reg11-reg18. https://doi.org/10.11299/metallomicsresearch.MR202117 (2022).
  49. European Pressure Injury Advisory Panel, National Pressure Injury Advisory Panel and Pan Pacific Pressure Injury Alliance. Prevention and Treatment of Pressure Ulcers: Clinical Practice Guideline. The International Guideline. (ed. Haesler, E.). (EPUAP/ NPIAP/PPPIA, 2019).
  50. Jackson, M. J. Physiology of zinc: General aspects. In Zinc in Human Biology ILSI Human Nutrition Reviews (ed. Mills, C. F.) (Springer, 1989).
  51. Prasad, A. S. Zinc is an antioxidant and anti-inflammatory agent: Its role in human health. Front. Nutr. 1, 14. https://doi.org/10. 3389/fnut.2014.00014 (2014).
  52. Lai, J. C. et al. Malnutrition, frailty, and sarcopenia in patients with cirrhosis: 2021 Practice guidance by the American association for the study of liver diseases. Hepatology 74, 1611-1644. https://doi.org/10.1002/hep. 32049 (2021).
  53. Waters, D. L. et al. Sexually dimorphic patterns of nutritional intake and eating behaviors in community-dwelling older adults with normal and slow gait speed. J. Nutr. Health Aging 18, 228-233. https://doi.org/10.1007/s12603-014-0004-8 (2014).
  54. Chaput, J. P. et al. Relationship between antioxidant intakes and class I sarcopenia in elderly men and women. J. Nutr. Health Aging 11, 363-369 (2007).
  55. Fact-finding Committee of the Japanese Society of Pressure Ulcers et al. Nationwide time-series surveys of pressure ulcer prevalence in Japan. J. Wound Care 31, S40-S47. https://doi.org/10.12968/jowc.2022.31.Sup12.S40 (2022).
  56. Kitamura, A. et al. Sarcopenia: Prevalence, associated factors, and the risk of mortality and disability in Japanese older adults. J. Cachexia Sarcopenia Muscle 12, 30-38. https://doi.org/10.1002/jcsm. 12651 (2021).
  57. Tanabe, N. et al. Importance of nutrition support team in pressure ulcer control: Examination at one long-term care hospital in Yamaguchi prefecture. Bull. Yamaguchi Med. Sch. 69, 37-43 (2022).
  58. Maruyama, Y., Nakashima, A., Fukui, A. & Yokoo, T. Zinc deficiency: Its prevalence and relationship to renal function in Japan. Clin. Exp. Nephrol. 25, 771-778. https://doi.org/10.1007/s10157-021-02046-3 (2021).
  59. Ume, A. C., Wenegieme, T. Y., Adams, D. N., Adesina, S. E. & Williams, C. R. Zinc deficiency: A potential hidden driver of the detrimental cycle of chronic kidney disease and hypertension. Kidney 360 4, 398-404. https://doi.org/10.34067/kid.0007812021 (2023).
  60. Severo, J. S. et al. The role of zinc in thyroid hormones metabolism. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 89, 80-88. https://doi.org/10.1024/ 0300-9831/a000262 (2019).
  61. Chiba, M. et al. Diuretics aggravate zinc deficiency in patients with liver cirrhosis by increasing zinc excretion in urine. Hepatol. Res. 43, 365-373. https://doi.org/10.1111/j.1872-034X.2012.01093.x (2013).
  62. Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan. NDB Open Data (in Japanese). https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/ 0000177221_00011.html.
  63. VanderWeele, T. J. Principles of confounder selection. Eur. J. Epidemiol. 34, 211-219. https://doi.org/10.1007/s10654-019-00494-6 (2019).

مساهمات المؤلفين

قام Y.M. و I.H. بتصميم هذه الدراسة وتطوير خطة التحليل الإحصائي. N.F. و N.M. و E.O. هم موظفون في 4DIN، التي تم تمويلها من قبل Nobelpharma لتوفير خدمات تحليل البيانات والبحث والكتابة والتحرير لهذه المخطوطة. ساهم H.Y. و Y.M. و I.H. و Y.O. و T.N. في تفسير النتائج. قام H.Y. و Y.M. بصياغة المخطوطة الأصلية. أشرف T.N. على تنفيذ هذه الدراسة. راجع جميع المؤلفين مسودة المخطوطة وقيموها بشكل نقدي ووافقوا على النسخة النهائية من المخطوطة للنشر.

تمويل

تم دعم هذه الدراسة من قبل نوبيلفارما.

المصالح المتنافسة

تلقى HY و TN رسوم استشارية من Nobelpharma. NF و NM و EO هم موظفون في 4DIN، التي تم تمويلها من قبل Nobelpharma لتقديم خدمات تحليل البيانات والبحث والكتابة والتحرير لهذه المخطوطة. YM و IH و YO هم موظفون في Nobelpharma.

معلومات إضافية

معلومات إضافية النسخة الإلكترونية تحتوي على مواد إضافية متاحة علىhttps://doi.org/10.1038/s41598-024-53202-0.
يجب توجيه المراسلات والطلبات للحصول على المواد إلى ن.ف.
معلومات إعادة الطبع والتصاريح متاحة علىwww.nature.com/reprints.
ملاحظة الناشر: تظل شركة سبرينجر ناتشر محايدة فيما يتعلق بالمطالبات القضائية في الخرائط المنشورة والانتماءات المؤسسية.
الوصول المفتوح هذه المقالة مرخصة بموجب رخصة المشاع الإبداعي النسب 4.0 الدولية، التي تسمح بالاستخدام والمشاركة والتكيف والتوزيع وإعادة الإنتاج بأي وسيلة أو صيغة، طالما أنك تعطي الائتمان المناسب للمؤلفين الأصليين والمصدر، وتوفر رابطًا لرخصة المشاع الإبداعي، وتوضح إذا ما تم إجراء تغييرات. الصور أو المواد الأخرى من طرف ثالث في هذه المقالة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة، ما لم يُشار إلى خلاف ذلك في سطر الائتمان للمواد. إذا لم تكن المادة مشمولة في رخصة المشاع الإبداعي الخاصة بالمقالة وكان استخدامك المقصود غير مسموح به بموجب اللوائح القانونية أو يتجاوز الاستخدام المسموح به، فسيتعين عليك الحصول على إذن مباشرة من صاحب حقوق الطبع والنشر. لعرض نسخة من هذه الرخصة، قم بزيارةhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
© المؤلف(ون) 2024
  1. قسم الطب العام، كلية الطب، جامعة جنتندو، طوكيو، اليابان. قسم علوم البيانات، شركة نوبيلفارما المحدودة، طوكيو، اليابان. قسم الخدمات الأكاديمية، 4DIN المحدودة، #805 مبنى شينباشيكيماي 1 2-20-15 شينبashi ميناتو-كو، طوكيو 105-0004، اليابان. مركز تعزيز علوم البيانات، جامعة جونديندو، كلية الطب، طوكيو، اليابان. البريد الإلكتروني:nfukui@4din.com

Journal: Scientific Reports, Volume: 14, Issue: 1
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-53202-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38307882
Publication Date: 2024-02-02

OPEN

Demographic and clinical characteristics of patients with zinc deficiency: analysis of a nationwide Japanese medical claims database

Abstract

Hirohide Yokokawa , Yusuke Morita , Izumi Hamada , Yuji Ohta , Nobuyuki Fukui , Nao Makino , Emi Ohata & Toshio Naito

Zinc deficiency, affecting more than 2 billion people globally, poses a significant public health burden due to its numerous unfavorable effects, such as impaired immune function, taste and smell disorders, pneumonia, growth retardation, visual impairment, and skin disorders. Despite its critical role, extensive large-scale studies investigating the correlation between patient characteristics and zinc deficiency still need to be completed. We conducted a retrospective, cross-sectional observational study using a nationwide Japanese claims database from January 2019 to December 2021. The study population included 13,100 patients with available serum zinc concentration data, excluding individuals under 20 and those assessed for zinc concentrations after being prescribed zinc-containing medication. Significant associations with zinc deficiency were noted among older adults, males, and inpatients. Multivariate analysis, adjusting for age and sex, indicated significant associations with comorbidities, including pneumonitis due to solids and liquids with an adjusted Odds Ratio (aOR) of 2.959; decubitus ulcer and pressure area (aOR 2.403), sarcopenia (aOR 2.217), COVID-19 (aOR 1.889), and chronic kidney disease (aOR 1.835). Significant association with medications, including spironolactone (aOR 2.523), systemic antibacterials (aOR 2.419), furosemide (aOR 2.138), antianemic preparations (aOR 2.027), and thyroid hormones (aOR 1.864) were also found. These results may aid clinicians in identifying patients at risk of zinc deficiency, potentially improving care outcomes.

Zinc deficiency is a global burden, impacting more than 2 billion people all over the world . Despite variations in prevalence, both developing and developed countries are affected; a global survey of 188 countries revealed an average prevalence rate of and a standard deviation of . Dietary habits and the availability of zinc-rich foods may partially explain variations in prevalence. Studies suggest that in the US, red meat is a major source of zinc , whereas in Japan, rice is often reported as the major source of particular concern is the increased prevalence of zinc deficiency observed in infants, pregnant women, and the elderly .
Zinc is an essential micronutrient, crucial for many metabolic processes in cells. Zinc acts as a vital cofactor, supporting enzymes that are essential for metabolizing proteins, lipids, and nucleic acids . Zinc also plays a pivotal role in immune functions, fostering the development and activity of neutrophils and natural killer cells . Furthermore, zinc is fundamental during pregnancy, childhood, and adolescence, contributing to cell division and DNA synthesis . Zinc is crucial for enzymes and proteins involved in taste and smell perception and significantly aids wound healing by contributing to collagen synthesis, inflammation modulation, and cell signaling and division .
The wide-ranging health consequences of zinc deficiency make it a critical public health concern. Zinc deficiency increases the risk of impaired immune function, taste and smell disorders, pneumonia, growth retardation, visual impairment, skin disorders, impaired lymphocyte function, anorexia, and diarrhea . Zinc deficiency has recently been reported to adversely affect outcomes in patients with liver disease, inflammatory bowel disease, chronic kidney disease, and those infected with COVID- . Long-term use of drugs known to chelate zinc can also lead to deficiency , underscoring the importance of assessing patients’ zinc status in a range of diseases.
Identifying and addressing zinc deficiency is vital for overall health. According to a recent umbrella review, proper zinc intake can potentially reduce risks of digestive cancers, depression, and type 2 diabetes mellitus, while enhancing respiratory health, bone formation, and blood lipid profiles . Furthermore, zinc supplements effectively treat pneumonia, diarrhea, and ageusia/dysgeusia in children, subsequently reducing mortality . For elderly individuals at high risk of COVID-19, who frequently exhibit dietary deficiencies, zinc supplementation can provide relief from severe diarrhea , thereby preventing further zinc loss. Although this cost-effective intervention is vital, excessive zinc supplementation poses risks, such as copper deficiency . Regular assessments of patients’ zinc levels are imperative, ensuring optimal health outcomes and timely interventions for those in need of treatment.
Although various diseases, clinical conditions, drugs, and demographic variables may increase zinc deficiency risk, only a few large-scale studies have comprehensively evaluated the variables affecting serum zinc concentrations , with outcomes differing by population. Earlier studies using the US National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) show rising zinc intake from supplements over time . NHANES data revealed associations between serum zinc concentration and demographic variables such as sex, age, pregnancy, and time of blood draw . However, these studies didn’t consider the impact of medication and disease histories on serum zinc levels. A recent Japanese study using voluntary health checkup data reported a high prevalence of marginal serum zinc deficiency ( in men and in women), suggesting a link between nutritional status (including zinc intake) and serum zinc concentration . More extensive data is needed for deeper insights into variables linked with zinc deficiency in Japan.
Therefore, this study aims to investigate the demographic characteristics, diseases, and medications associated with serum zinc levels across a diverse patient population, using a large-scale Japanese nationwide claims database, and to clarify the characteristics of patients who are likely to be zinc deficient.

Methods
Study design and data source

This retrospective, cross-sectional, observational study looked at records from 1 January 2019 through 31 December 2021 in a nationwide claims database (MDV Co, Tokyo, Japan), which contains anonymized administrative data from over 38 million patients across more than 460 hospitals representing approximately of all acute care hospitals in Japan. The MDV database includes claims data and discharge abstract data gathered from both inpatient and outpatient visits. It has been the source of data for numerous previously reported studies .

Inclusion/exclusion criteria

Patients included in the analysis were those with at least one zinc concentration result in the MDV database during the study period. Patients under 20 years old were excluded, and for patients prescribed zinc-containing medication, data collected on the day following the initiation of zinc-containing medication were excluded from the analysis. Zinc-containing medication was defined as any medication with a generic name of polaprezinc or zinc acetate hydrate.

Variables

The most recent zinc concentration value was selected for patients with multiple zinc measurements. Zinc concentration categories were defined using criteria based on the treatment guidelines for zinc deficiency published by The Japanese Society of Clinical Nutrition: deficiency ( ), marginal deficiency ( to ), and normal .
Data on sex, age at the selected zinc measurement, weight, and body mass index (BMI) within 30 days from the measurement, classification of inpatient or outpatient, and laboratory parameters were collected. For this study, comorbidities were defined as diseases diagnosed within 60 days prior to the zinc measurement, and medications referred to those prescribed within the same 60 -day time frame. BMI was calculated by dividing body weight ( kg ) by height in meters squared ( ). Demographic and clinical variables of interest were selected with reference to the treatment guidelines for zinc deficiency . Evaluated laboratory parameters included hemoglobin, total protein, albumin, liver enzymes (alanine aminotransferase [ALT] and aspartate aminotransferase [AST]), serum alkaline phosphatase, kidney function markers (creatinine, estimated glomerular filtration rate [eGFR]), lipid profile (triglycerides, total cholesterol, high-density lipoprotein [HDL], low-density lipoprotein [LDL]), serum iron, C-reactive protein (CRP), glucose, serum magnesium, and uric acid. The comorbidities of interest and their definitions based on the International Classification of Diseases Tenth Revision (ICD-10) code were presented in Supplementary Table S1, and the medications of interest and their definitions based on the Anatomical Therapeutic Chemical (ATC) code were presented in Supplementary Table S2.

Ethical considerations

This study adhered to Chapter 1, Section 3, Part 1, Subsection (C), Item 3 of the ethical guidelines for Medical and Health Research Involving Human Subjects of the Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan . In accordance with this guideline, because this study used previously anonymized and de-identified data, an ethical review was waived, and patient informed consent was not required. Additionally, it conformed to the ethical principles outlined in the Declaration of Helsinki (Fortaleza Revision, 2013) .

Statistical methods

Data for demographic and clinical variables were summarized as mean standard deviation or number and proportion (percent), as the aim of this study was descriptive. Chi-square tests were used to compare the proportions of zinc deficiency between male and female participants within each age group. In addition, subgroup analyses
were conducted for comorbidities and medications, stratified by age group, sex, and inpatient/outpatient status. The objective was to identify variables associated with zinc deficiency that are specific to sex, age, and inpatient/ outpatient status. The correlation between serum zinc concentration and laboratory parameters was assessed using Spearman’s correlation coefficient. Additionally, the relationship between hemoglobin and serum zinc levels was examined by categorizing hemoglobin as ‘low’ or ‘normal’ according to WHO criteria , and serum zinc levels as ‘deficiency’ or ‘normal or marginal deficiency.’ A cross-tabulation was created to summarize the distribution of serum zinc levels within these hemoglobin categories for the entire cohort and a separate analysis was performed for each gender. Chi-square tests were then conducted to determine the significance of the observed differences in the prevalence of zinc deficiency between the ‘low’ and ‘normal’ hemoglobin groups for both the overall population and within each gender subset. Binary logistic regression was performed after categorizing serum zinc concentration into two groups (i.e., deficiency vs. normal or marginal deficiency). Univariate logistic regression analyses were performed for each demographic variable, including age, sex, and inpatient/outpatient status, to examine their individual associations with zinc deficiency. This was followed by separate univariate logistic regression analyses for each specific comorbidity and medication of interest, aimed at evaluating their individual associations with zinc deficiency. For each comorbidity and medication assessed in this analysis, individuals without the comorbidity or the medication were used as the control group for the calculation of odds ratios. Additionally, multivariate logistic regression analyses for each comorbidity and medication were conducted separately, incorporating not only the individual comorbidity or medication but also age group, sex, and interaction term between age group and sex as covariates, to identify variables independently associated with zinc deficiency. In the multivariate logistic regressions, the age group was categorized as 20 s , , and 80 years and older. Additionally, sensitivity analyses for the multivariate logistic regressions included inpatient/outpatient status as an additional covariate. Separate univariate logistic regressions were also conducted for inpatients and outpatients. Moreover, the demographic and clinical characteristics of both inpatients and outpatients were summarized respectively. All statistical analyses were carried out using SAS Ver.9.4 (SAS Institute, Cary, NC, USA).

Results

Figure 1 presents the flow chart of the study population. Within the MDV database, serum zinc concentrations were evaluated for 15,328 patients. Among these, 13,100 were included in the final analysis.
Table 1 displays the demographic and clinical characteristics of the patients. The sex distribution was nearly equal, with male and female. The average age was 69.0 years. There were a considerable number of missing measurements for weight and BMI (missing percentage for weight: , and BMI: ). The mean serum zinc concentration was . For serum zinc levels, were categorized as zinc deficiency, as marginal deficiency, and as normal.
Table 2 displays serum zinc levels categorized by demographic characteristics. The proportion of individuals with zinc deficiency was higher in males at , compared to females at . Additionally, the prevalence of zinc deficiency was observed to increase with age: in individuals in their in those in their 70 s , and in those aged 80 and above. Furthermore, inpatients exhibited a higher prevalence of zinc deficiency, standing at , compared to outpatients at . Table 2 also presents the odds ratios (ORs) of demographic variables associated with zinc deficiency. Male sex was associated with higher odds of zinc deficiency (OR 1.165 vs female), as is older age (OR 1.301 per 10 years increase), BMI under 25 (OR 1.443 vs BMI greater than or equal to 25 ), and inpatient status (OR 3.367 vs outpatient), with all associations being statistically significant ( ).
Figure 2 presents a summary of serum zinc levels by age and sex. The proportion of patients with zinc deficiency increased with age for both sexes. Among those in their of males and of females had zinc deficiency ( ). For patients in their of males and of females had zinc deficiency ( ), and for those 80 and older, of males and of females had zinc deficiency ( ).
Figure 1. Flow Chart of Study Population.
Demographic/clinical characteristic n (%) Demographic/clinical characteristic n (%)
Total patients 13,100 Hypogonadism 88 (0.7)
Short stature 81 (0.6)
Serum zinc ( ) Hyperlipidemia 1252 (9.6)
Mean SD (n) Hypertensive diseases 2447 (18.7)
Serum zinc level Acute myocardial infarction 873 (6.7)
Deficiency ( ) 4557 (34.8) Atrial fibrillation and flutter 662 (5.1)
Marginal ( to ) 5964 (45.5) Heart failure 2365 (18.1)
Normal ( ) 2579 (19.7) Cerebrovascular diseases 1331 (10.2)
Influenza and pneumonia 2088 (15.9)
Sex COVID-19 3640 (27.8)
Male 6372 (48.6) Pneumonitis due to solids and liquids 439 (3.4)
Female 6728 (51.4) Stomatitis and related lesions 247 (1.9)
Liver disease 2657 (20.3)
Age (years) (on serum zinc-measurement day) Dermatitis and eczema 645 (4.9)
Mean SD (n) Alopecia areata 76 (0.6)
Age group (on serum zinc-measurement day) Decubitus ulcer and pressure area 265 (2.0)
20-29 years 492 (3.8) Muscle wasting and atrophy, not elsewhere classified (Sarcopenia) 1166 (8.9)
30-39 years 529 (4.0) Osteoporosis 823 (6.3)
40-49 years 901 (6.9) Chronic kidney disease 1321 (10.1)
50-59 years 1393 (10.6) Disturbances of smell and taste 492 (3.8)
60-69 years 2049 (15.6) Anorexia 296 (2.3)
70-79 years 3658 (27.9) Injuries to the head 185 (1.4)
years 4078 (31.1) Fracture 834 (6.4)
Weight (kg)
Mean SD (n) Medication (within 60 days before serum zinc-measurement)
BMI ( ) Antihyperglycemics 2191 (16.7)
Mean SD (n) Antihypertensive agents 5053 (38.6)
BMI group Spironolactone 818 (6.2)
<25 3750 (28.6) Furosemide 2081 (15.9)
926 (7.1) ACE inhibitors 324 (2.5)
Missing 8424 (64.3) Angiotensin II receptor blockers 1862 (14.2)
Antihyperlipidemics 2148 (16.4)
Inpatient/Outpatient Statins 1861 (14.2)
Inpatient 5614 (42.9) Antithrombotic agents 3859 (29.5)
Outpatient 7420 (56.6) H2 blockers 930 (7.1)
Missing 66 (0.5) Proton pump inhibitors 4273 (32.6)
Antianemic preparations 1935 (14.8)
Comorbidity (within 60 days before serum zinc-measurement) Corticosteroids 1125 (8.6)
Intestinal infectious diseases 639 (4.9) Thyroid hormones 410 (3.1)
Noninfective enteritis and colitis 135 (1.0) Systemic antibacterials 3981 (30.4)
Tuberculosis 283 (2.2) Drugs for treatment of bone diseases 484 (3.7)
Malignant neoplasms of digestive organs 2536 (19.4) Anti-Parkinson agents 215 (1.6)
Nutritional anemias 4144 (31.6) Antipsychotics 1097 (8.4)
Diabetes mellitus 4224 (32.2) Anxiolytics 2442 (18.6)
Table 1. Summary of Demographic and Clinical Characteristics. angiotensin-converting enzyme.
Overall, for those in their 50 s and older, males consistently had a higher proportion of zinc deficiency compared to females. However, more females in their 20 s and 30 s had zinc deficiency compared to men in the same age group ( ). Supplementary Table S3 shows the odds ratios of zinc deficiency by sex and age.
Table 3 displays serum zinc levels by comorbidity recorded within 60 days before serum zinc-measurement. Comorbidities with higher proportion of zinc deficiency, in descending order, were: (1) pneumonitis due to solids and liquids ( ); (2) decubitus ulcer and pressure area ( ); (3) muscle wasting and atrophy, not elsewhere classified (sarcopenia) (56.7%); (4) chronic kidney disease (51.2%); (5) injuries to the head (48.1%); (6) hypertensive diseases (46.9%); (7) fracture (45.6%); (8) heart failure (45.4%); (9) cerebrovascular diseases , and; ( 10 ) atrial fibrillation and flutter ( ). The results of subgroup analyses by age group, sex, and inpatient/outpatient status for Table 3 are presented in Supplementary Tables S4, S5 and S6, respectively.
Serum zinc level Zinc deficiency ( )
Overall Deficiency Marginal Normal Odds Ratio 95% CI -value
n n (%) n (%) n (%)
Total patients
– 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
Serum zinc
Mean SD (n)
Sex
Male 6372 2330 (36.6) 2789 (43.8) 1253 (19.7) 1.165 (1.084, 1.252) <. 001
Female 6728 2227 (33.1) 3175 (47.2) 1326 (19.7) Ref
Age (years) (on serum-zinc measurement day)
Mean SD (n) 1.301 (Age/10) (1.270, 1.332) <. 001
Age group (on serum-zinc measurement day)
20-29 years 492 80 (16.3) 252 (51.2) 160 (32.5) Ref
30-39 years 529 106 (20.0) 280 (52.9) 143 (27.0) 1.290 (0.937, 1.778) 0.119
40-49 years 901 205 (22.8) 420 (46.6) 276 (30.6) 1.517 (1.140, 2.018) 0.004
50-59 years 1393 358 (25.7) 646 (46.4) 389 (27.9) 1.781 (1.363, 2.329) <. 001
60-69 years 2049 640 (31.2) 943 (46.0) 466 (22.7) 2.339 (1.809, 3.025) <. 001
70-79 years 3658 1300 (35.5) 1697 (46.4) 661 (18.1) 2.839 (2.214, 3.641) <. 001
years 4078 1868 (45.8) 1726 (42.3) 484 (11.9) 4.353 (3.399, 5.574) <. 001
Weight(kg)
Mean SD (n) 0.906 (Weight/5) (0.887, 0.925) <. 001
BMI( )
Mean SD (n) 0.903 (BMI/2) (0.879, 0.927) <. 001
BMI group
<25 3750 1950 (52.0) 1307 (34.9) 493 (13.1) 1.443 (1.249, 1.669) <. 001
926 397 (42.9) 365 (39.4) 164 (17.7) Ref
Missing 8424 2210 (26.2) 4292 (50.9) 1922 (22.8) 0.474 (0.413, 0.545) <. 001
Smoking
No 2897 1481 (51.1) 1033 (35.7) 383 (13.2) Ref
Yes 1723 844 (49.0) 628 (36.4) 251 (14.6) 0.918 (0.815, 1.034) 0.160
Missing 8480 2232 (26.3) 4303 (50.7) 1945 (22.9) 0.342 (0.313, 0.373) <. 001
Inpatients/outpatients
Inpatient 5614 2822 (50.3) 1995 (35.5) 797 (14.2) 3.367 (3.123, 3.630) <. 001
Outpatient 7420 1713 (23.1) 3938 (53.1) 1769 (23.8) Ref
Missing 66 22 (33.3) 31 (47.0) 13 (19.7) 1.666 (0.996, 2.787) 0.052
Table 2. Summary of Serum Zinc Level by Demographic Characteristics. CI confidence interval. Serum Zinc Level: Deficiency, ; Marginal, to ; Normal, .
Table 4 displays serum zinc levels by medication recorded within 60 days before the zinc-measurement. Medications with higher proportion of zinc deficiency, in descending order, were: (1) spironolactone (58.4%); (2) furosemide ( ); ( 3 ) thyroid hormones ( ); (4) antianemic preparations ( ); ( 5 ) systemic antibacterials (50.4%); (6) anti-Parkinson agents (47.0%); (7) antithrombotic agents (45.8%); (8) antipsychotics (44.4%); (9) proton pump inhibitors ( ), and; ( 10 ) anxiolytics ( ). The results of subgroup analyses by age group, sex, and inpatient/outpatient status for Table 4 are presented in Supplementary Tables S7, S8 and S9, respectively.
Supplementary Fig. S1 summarizes laboratory parameters recorded within 60 days before the zinc-measurement by serum zinc levels, and Supplementary Fig. S2 illustrates the correlation between these laboratory parameters and serum zinc concentration. Spearman’s rank correlation coefficients for each variable with an absolute value of 0.3 or more were as follows: albumin ( 0.53 ); hemoglobin ( 0.42 ); CRP ( -0.38 ), and; total protein (0.36). In addition to the correlations described, Table S10 presents cross-table classifying hemoglobin levels into ‘Low’ and ‘Normal’, while concurrently categorizing serum zinc levels into ‘Deficiency’ and ‘Marginal or Normal.’ In Table S10, it was observed that the group with ‘Low’ hemoglobin levels had a significantly higher proportion of individuals with ‘Deficiency’ in Serum Zinc Levels compared to the group with ‘Normal’ hemoglobin levels ( vs. ).
Table 5 shows the association of comorbidity with zinc deficiency. The unadjusted and adjusted odds ratios of comorbidities for zinc deficiency were presented. In addition to univariate analysis, odds ratios adjusted for age group and sex were shown. The following comorbidities had the highest adjusted odds ratios, in descending order: (1) pneumonitis due to solids and liquids (2.959); (2) decubitus ulcer and pressure area (2.403), (3) muscle wasting and atrophy, not elsewhere classified (sarcopenia) (2.217); (4) COVID-19 (1.889); (5) chronic
Figure 2. Summary of Serum Zinc Level by Sex and Age. Serum Zinc Level: Deficiency, ; Marginal, to ; Normal, -values indicated chi-square tests comparing male and female Deficiency proportions within each age group.
kidney disease (1.835); (6) intestinal infectious diseases (1.733); (7) hypertensive diseases (1.566); (8) injuries to the head (1.541); (9) influenza and pneumonia (1.490), and; (10) tuberculosis (1.480). As a result of sensitivity analysis for covariates, Supplementary Table S11 shows the demographic and clinical characteristics of inpatients/ outpatients, and Supplementary Table S12 presents the adjusted odds ratios from a sensitivity analysis where inpatient/outpatient status is added to age group and sex as covariates, along with the unadjusted analysis for inpatients only and outpatients only.
Table 6 shows the association of medication with zinc deficiency. Data were analyzed in a manner similar to comorbidities. Adjusted odds ratios, in descending order, were as follows: (1) spironolactone (2.523); (2) systemic antibacterials (2.419); (3) furosemide (2.138); (4) antianemic preparations (2.027); (5) thyroid hormones (1.864); (6) antithrombotic agents (1.621); (7) proton pump inhibitors (1.553); (8) corticosteroids (1.504); (9) anti-Parkinson agents (1.494), and; (10) antihypertensive agents (1.467). Supplementary Table S13 presents the adjusted odds ratios from a sensitivity analysis in which inpatient/outpatient status is added to age group and sex as covariates, along with the unadjusted analysis for inpatients only and outpatients only.

Discussion

This study represents the first large-scale cross-sectional analysis of serum zinc levels in Japan using a nationwide medical claims database. The findings reveal associations between older adults, male sex, inpatient, and specific comorbidities such as respiratory infections, decubitus ulcer and pressure area, sarcopenia, and chronic kidney disease. Additionally, the use of medications such as spironolactone, furosemide, thyroid hormones, systemic antibacterials, and corticosteroids, was found to be associated with zinc deficiency. The associations between zinc deficiency and these specific comorbidities and medications were observed even after adjustments for age group and sex were made in multivariate analyses. By examining serum zinc levels across a diverse patient population, this study has clarified critical elements associated with zinc deficiency.
The study found zinc deficiency in of the patients overall ( in males, in females). Notably, an increasing trend with age, showing a significant rise in zinc deficiency in older age groups was discovered (Fig. 2). Within this context, the findings revealed an association between age and zinc deficiency in both sexes. This might be due to older individuals’ tendency towards lower zinc intake through their regular food consumption . Moreover, past research has highlighted a correlation between aging-related inflammation and decreased serum zinc concentrations .
Although this study identified differences between males and females in the impact of aging on zinc deficiency, it was observed that the odds of zinc deficiency increase for both sexes once individuals reach the age of 65 and above (Table S3). A previous large-scale study of healthy adults in Japan found a correlation between aging and serum zinc concentrations in males only . While the relationship between sex and zinc deficiency is controversial and varies across studies , this large-scale study contributes valuable evidence within the Japanese context.
Moreover, this study found that zinc deficiency was associated with respiratory infections. In fact, it was observed that patients with COVID-19 exhibited a higher prevalence of zinc deficiency across all age groups
Serum zinc level
Overall Deficiency Marginal Normal
n n (%) n (%) n (%)
Total patients 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
Comorbidity (within 60 days before serum zinc-measurement day)
Intestinal infectious diseases 639 281 (44.0) 233 (36.5) 125 (19.6)
Noninfective enteritis and colitis 135 49 (36.3) 55 (40.7) 31 (23.0)
Tuberculosis 283 124 (43.8) 120 (42.4) 39 (13.8)
Malignant neoplasms of digestive organs 2536 1009 (39.8) 1022 (40.3) 505 (19.9)
Nutritional anemias 4144 1380 (33.3) 1995 (48.1) 769 (18.6)
Diabetes mellitus 4224 1427 (33.8) 1974 (46.7) 823 (19.5)
Hypogonadism 88 28 (31.8) 44 (50.0) 16 (18.2)
Short stature 81 27 (33.3) 39 (48.1) 15 (18.5)
Hyperlipidemia 1252 491 (39.2) 526 (42.0) 235 (18.8)
Hypertensive diseases 2447 1147 (46.9) 923 (37.7) 377 (15.4)
Acute myocardial infarction 873 259 (29.7) 445 (51.0) 169 (19.4)
Atrial fibrillation and flutter 662 300 (45.3) 268 (40.5) 94 (14.2)
Heart failure 2365 1074 (45.4) 960 (40.6) 331 (14.0)
Cerebrovascular diseases 1331 604 (45.4) 524 (39.4) 203 (15.3)
Influenza and pneumonia 2088 838 (40.1) 921 (44.1) 329 (15.8)
COVID-19 3640 1554 (42.7) 1507 (41.4) 579 (15.9)
Pneumonitis due to solids and liquids 439 292 (66.5) 116 (26.4) 31 (7.1)
Stomatitis and related lesions 247 63 (25.5) 121 (49.0) 63 (25.5)
Liver disease 2657 934 (35.2) 1155 (43.5) 568 (21.4)
Dermatitis and eczema 645 238 (36.9) 276 (42.8) 131 (20.3)
Alopecia areata 76 7 (9.2) 36 (47.4) 33 (43.4)
Decubitus ulcer and pressure area 265 160 (60.4) 83 (31.3) 22 (8.3)
Muscle wasting and atrophy, not elsewhere classified (Sarcopenia) 1166 661 (56.7) 371 (31.8) 134 (11.5)
Osteoporosis 823 349 (42.4) 339 (41.2) 135 (16.4)
Chronic kidney disease 1321 676 (51.2) 492 (37.2) 153 (11.6)
Disturbances of smell and taste 492 83 (16.9) 260 (52.8) 149 (30.3)
Anorexia 296 115 (38.9) 123 (41.6) 58 (19.6)
Injuries to the head 185 89 (48.1) 69 (37.3) 27 (14.6)
Fracture 834 380 (45.6) 322 (38.6) 132 (15.8)
Table 3. Summary of Serum Zinc Level by Comorbidity. Serum Zinc Level: Deficiency, ; Marginal, to ; Normal, .
(Table S4), with zinc deficiency observed in of the patients. Several reports have pointed out an association between COVID-19 and serum zinc concentration . Similarly, patients with pneumonitis due to solids and liquids, influenza and pneumonia, and tuberculosis were also observed to have a higher prevalence of zinc deficiency, across all age groups. In relation to infections, zinc deficiency was noted in and of patients prescribed systemic antibacterials and corticosteroids, respectively. Zinc is known to affect antiviral immune responses and regulate the respiratory immune response . A randomized controlled trial has confirmed the benefits of zinc supplementation for COVID-19 patients . Consequently, clinicians might consider routinely monitoring zinc concentrations in patients with respiratory infections to ensure timely and appropriate intervention.
The study found an association between zinc deficiency and both decubitus ulcer and pressure area (bedsores) and sarcopenia, irrespective of age group (Table S4). Initially focusing on bedsores, previous studies have reported lower serum zinc levels in hospitalized patients , likely due to zinc’s role in vital wound healing processes, including cell proliferation, inflammatory resolution, the immune system response, and antioxidant activity . The study also found correlations between serum zinc concentration and each of the following laboratory parameters: albumin, total protein, and CRP ( , respectively (Fig. S2). International guidelines even recommend zinc-inclusive nutritional supplementation for patients with stage II or higher bedsores .
Shifting attention to sarcopenia, it is crucial to remember that of the body’s zinc is located in muscle , suggesting low zinc levels may exacerbate sarcopenia by intensifying oxidative stress, resulting in muscle mass reduction . Zinc’s influence on sarcopenia is further evidenced in patients with chronic liver diseases and in relation to physical activity levels in the elderly . As bedsores and sarcopenia related to aging are becoming increasingly prevalent , particularly in Japan’s rapidly aging population, the number of affected patients is projected to rise. Recently, the importance of nutrition management in the treatment of bedsores has been emphasized with the establishment of multidisciplinary nutritional support teams in hospitals . Consequently,
Serum zinc level
Overall Deficiency Marginal Normal
n n (%) n (%) n (%)
Total patients 13,100 4557 (34.8) 5964 (45.5) 2579 (19.7)
Medication (within 60 days before serum zinc-measurement day)
Antihyperglycemics 2191 793 (36.2) 972 (44.4) 426 (19.4)
Antihypertensive agents 5053 2165 (42.8) 2105 (41.7) 783 (15.5)
Spironolactone 818 478 (58.4) 257 (31.4) 83 (10.1)
Furosemide 2081 1117 (53.7) 741 (35.6) 223 (10.7)
ACE inhibitors 324 127 (39.2) 148 (45.7) 49 (15.1)
Angiotensin II receptor blockers 1862 693 (37.2) 826 (44.4) 343 (18.4)
Antihyperlipidemics 2148 634 (29.5) 1059 (49.3) 455 (21.2)
Statins 1861 558 (30.0) 924 (49.7) 379 (20.4)
Antithrombotic agents 3859 1767 (45.8) 1512 (39.2) 580 (15.0)
H2 blockers 930 352 (37.8) 406 (43.7) 172 (18.5)
Proton pump inhibitors 4273 1860 (43.5) 1697 (39.7) 716 (16.8)
Antianemic preparations 1935 989 (51.1) 730 (37.7) 216 (11.2)
Corticosteroids 1125 482 (42.8) 474 (42.1) 169 (15.0)
Thyroid hormones 410 212 (51.7) 141 (34.4) 57 (13.9)
Systemic antibacterials 3981 2006 (50.4) 1420 (35.7) 555 (13.9)
Drugs for treatment of bone diseases 484 164 (33.9) 240 (49.6) 80 (16.5)
Anti-Parkinson agents 215 101 (47.0) 91 (42.3) 23 (10.7)
Antipsychotics 1097 487 (44.4) 424 (38.7) 186 (17.0)
Anxiolytics 2442 1055 (43.2) 998 (40.9) 389 (15.9)
Table 4. Summary of Serum Zinc Level by Medication. Serum Zinc Level: Deficiency, ; Marginal, to ; Normal, . angiotensin-converting enzyme.
measuring serum zinc levels in patients with bedsores or sarcopenia might be beneficial as part of this nutritional management strategy. Additionally, raising awareness among nurses and dietitians about the comorbidities and medications linked with zinc deficiency could be advantageous.
An association between chronic kidney disease (CKD) and zinc deficiency was observed in this study. This result aligns with multiple studies conducted in Japan that have also suggested a link between zinc deficiency and CKD . Furthermore, the research not only points to an association between CKD and zinc deficiency but also suggests that zinc deficiency might be a contributing factor to the progression of . Given these findings, there is an increasing interest in randomized controlled trials that focus on zinc supplementation therapy for CKD patients . Such trials could offer valuable insights into the potential role of zinc in managing and treating CKD, underscoring the significance of micronutrient balance for renal health.
The current study’s observations revealed that conditions commonly associated with zinc deficiency or hypozincemia, such as nutritional anemia, diabetes mellitus, stomatitis and related lesions, alopecia areata, and disturbances of smell and taste, did not show expected associations with low zinc levels. While no direct correlation was found with diagnosed nutritional anemia (comorbidity), the higher proportion of observed zinc deficiency in the group with low hemoglobin levels (see Table S10) suggested that mild conditions, such as undiagnosed nutritional anemia, might be frequently overlooked in clinical settings. This oversight could potentially contribute to the observed findings. The lack of data on participants’ dietary zinc intake and use of zinc supplements could also account for these findings. It is plausible that individuals with these conditions may have used zinc supplements, consequently normalizing their zinc levels. The discrepancy between this study’s findings and the established associations in existing literature warrants further scrutiny, highlighting the complex nature of interactions between zinc deficiency and various health conditions.
A higher prevalence of zinc deficiency was observed in patients prescribed thyroid hormones, spironolactone, and furosemide, irrespective of age group (Table S7). Zinc is crucial for thyroid hormone function, managing specific enzyme activities, and aiding in hormone production critical for thyroid regulation . This may explain the association between zinc deficiency and thyroid hormone usage observed in this study. Diuretics, on the other hand, are known to increase zinc excretion in patients with liver cirrhosis , possibly contributing to the high prevalence of zinc deficiency among diuretic users. A previous study found a higher proportion of chronic kidney disease patients prescribed diuretics in the low-zinc group than in the high-zinc group . Given the common prescription of thyroid hormones and diuretics, particularly among older individuals in Japan , routine monitoring of serum zinc levels appears advisable.
This study has several limitations due to the nature of the MDV database that should be considered in subsequent investigations. First, the generalizability of the findings is limited due to selection bias present from including only patients with existing serum zinc concentration records from acute care hospitals. Second, the study’s cross-sectional and observational nature means causal relationships cannot be established, and confounding
Zinc deficiency ( ) Unadjusted univariate analysis Adjusted analysis by age group and sex
Odds ratio* 95% confidence interval -value Odds ratio* 95% Confidence interval -value
Comorbidity (within 60 days before serum zinc-measurement day)
Intestinal infectious diseases 1.502 (1.280, 1.764) <. 001 1.733 (1.468, 2.045) <. 001
Noninfective enteritis and colitis 1.070 (0.752, 1.522) 0.709 1.309 (0.910, 1.883) 0.147
Tuberculosis 1.475 (1.163, 1.871) 0.001 1.480 (1.160, 1.888) 0.002
Malignant neoplasms of digestive organs 1.307 (1.195, 1.429) <. 001 1.202 (1.097, 1.318) <. 001
Nutritional anemias 0.908 (0.840, 0.982) 0.015 0.929 (0.858, 1.006) 0.069
Diabetes mellitus 0.937 (0.867, 1.012) 0.096 0.917 (0.847, 0.992) 0.031
Hypogonadism 0.874 (0.557, 1.371) 0.558 0.960 (0.606, 1.522) 0.864
Short stature 0.938 (0.590, 1.490) 0.785 0.996 (0.620, 1.600) 0.986
Hyperlipidemia 1.235 (1.096, 1.392) <. 001 1.133 (1.003, 1.281) 0.044
Hypertensive diseases 1.874 (1.714, 2.049) <. 001 1.566 (1.429, 1.717) <. 001
Acute myocardial infarction 0.778 (0.670, 0.904) 0.001 0.868 (0.744, 1.013) 0.073
Atrial fibrillation and flutter 1.593 (1.361, 1.864) <. 001 1.215 (1.035, 1.427) 0.017
Heart failure 1.732 (1.582, 1.896) <. 001 1.470 (1.339, 1.613) <. 001
Cerebrovascular diseases 1.643 (1.465, 1.842) <. 001 1.376 (1.223, 1.547) <. 001
Influenza and pneumonia 1.315 (1.194, 1.447) <. 001 1.490 (1.348, 1.648) <. 001
COVID-19 1.602 (1.481, 1.733) <. 001 1.889 (1.738, 2.054) <. 001
Pneumonitis due to solids and liquids 3.910 (3.196, 4.784) <. 001 2.959 (2.410, 3.634) <. 001
Stomatitis and related lesions 0.637 (0.477, 0.850) 0.002 0.710 (0.529, 0.952) 0.022
Liver disease 1.020 (0.933, 1.116) 0.657 1.242 (1.131, 1.364) <. 001
Dermatitis and eczema 1.102 (0.935, 1.298) 0.248 1.115 (0.943, 1.318) 0.202
Alopecia areata 0.190 (0.087, 0.412) <. 001 0.306 (0.139, 0.673) 0.003
Decubitus ulcer and pressure area 2.922 (2.278, 3.748) <. 001 2.403 (1.866, 3.094) < . 001
Muscle wasting and atrophy, not elsewhere classified (Sarcopenia) 2.699 (2.389, 3.050) <. 001 2.217 (1.957, 2.512) <. 001
Osteoporosis 1.412 (1.224, 1.629) <. 001 1.302 (1.123, 1.509) <. 001
Chronic kidney disease 2.133 (1.902, 2.392) <. 001 1.835 (1.632, 2.063) <. 001
Disturbances of smell and taste 0.369 (0.291, 0.468) <. 001 0.416 (0.327, 0.531) <. 001
Anorexia 1.196 (0.944, 1.515) 0.138 1.042 (0.819, 1.325) 0.740
Injuries to the head 1.753 (1.311, 2.344) <. 001 1.541 (1.144, 2.074) 0.004
Fracture 1.621 (1.407, 1.867) <. 001 1.330 (1.150, 1.539) <. 001
Table 5. Unadjusted and Adjusted Odds Ratio for Zinc Deficiency with Comorbidities. *For each comorbidity, individuals without the comorbidity were used as the reference group to compare with those with the comorbidity for the calculation of odds ratios. Adjusted Analysis: Comorbidity (with vs without), Age Group (categorized as and above), and Sex were specified as covariates in logistic regression, with an interaction term included between Age Group and Sex.
lifestyle variables, including dietary zinc intake, smoking, and exercise habits, cannot be ruled out. Furthermore, although patients prescribed zinc-containing medication were excluded, some of the patients included may still be using zinc supplements or medications containing zinc prescribed at non-acute care hospitals and clinics, which are not captured in the MDV database. Another limitation is data completeness, with a high percentage of missing data for variables like weight and BMI, affecting the findings’ representativeness.
In the sensitivity analysis performed, the addition of inpatient/outpatient status as a covariate, along with age group and sex, to the multivariate analysis, significantly altered the adjusted odds ratios compared to the crude odds ratios, complicating the interpretation (Tables S12 and S13). Careful examination found that inpatients and outpatients exhibited differences in key demographic and clinical characteristics including age, prevalence of comorbidity, and medication usage (Table S11). Additionally, notable variations in crude odds ratios were observed for some comorbidities and medications, as outlined in Tables S12 and S13, when analyzing inpatient and outpatient groups separately. These findings imply a potential influence based on the patient’s inpatient or outpatient status. While the categorization of inpatient or outpatient status provides valuable contextual insights, it also introduces complex details regarding the patient’s age, comorbidities, and medications. Considering the interdependencies between these variables, adding inpatient/outpatient status as a covariate in our multivariate analysis may affect the reliability and interpretability of the results concerning serum zinc levels. This complexity indicates that straightforward multivariate analysis might not be readily applicable, possibly due to the presence of diverse and unmeasured confounding variables and the complex interrelationships between covariates within the studied population. Identifying and selecting the most appropriate variables for inclusion in such analyses can be particularly difficult, as it requires careful consideration of their potential impact on study outcomes . The use
Zinc deficiency ( ) Unadjusted univariate analysis Adjusted analysis by age group and sex
Odds ratio* 95% confidence interval -value Odds ratio* 95% confidence interval -value
Medication (within 60 days before serum zinc-measurement day)
Antihyperglycemics 1.077 (0.979, 1.185) 0.130 0.955 (0.865, 1.054) 0.356
Antihypertensive agents 1.772 (1.647, 1.907) <. 001 1.467 (1.358, 1.584) <. 001
Spironolactone 2.826 (2.447, 3.264) <. 001 2.523 (2.179, 2.922) <. 001
Furosemide 2.552 (2.321, 2.807) <. 001 2.138 (1.939, 2.357) <. 001
ACE inhibitors 1.215 (0.969, 1.523) 0.092 0.974 (0.775, 1.225) 0.822
Angiotensin II receptor blockers 1.131 (1.022, 1.252) 0.017 0.987 (0.889, 1.095) 0.806
Antihyperlipidemics 0.750 (0.679, 0.830) <. 001 0.664 (0.599, 0.736) <. 001
Statins 0.775 (0.697, 0.862) <. 001 0.685 (0.614, 0.764) <. 001
Antithrombotic agents 1.953 (1.808, 2.110) <. 001 1.621 (1.496, 1.757) <. 001
H2 blockers 1.154 (1.005, 1.324) 0.042 1.108 (0.962, 1.275) 0.154
Proton pump inhibitors 1.752 (1.625, 1.890) <. 001 1.553 (1.436, 1.678) <. 001
Antianemic preparations 2.226 (2.019, 2.454) <. 001 2.027 (1.835, 2.239) <. 001
Corticosteroids 1.453 (1.284, 1.645) <. 001 1.504 (1.325, 1.708) <. 001
Thyroid hormones 2.056 (1.688, 2.504) <. 001 1.864 (1.524, 2.280) <. 001
Systemic antibacterials 2.615 (2.421, 2.825) <. 001 2.419 (2.235, 2.617) <. 001
Drugs for treatment of bone diseases 0.960 (0.792, 1.162) 0.673 0.849 (0.698, 1.033) 0.102
Anti-Parkinson agents 1.676 (1.279, 2.196) <. 001 1.494 (1.134, 1.968) 0.004
Antipsychotics 1.556 (1.373, 1.763) <. 001 1.411 (1.242, 1.603) <. 001
Anxiolytics 1.554 (1.421, 1.700) <. 001 1.372 (1.251, 1.503) <. 001
Table 6. Unadjusted and Adjusted Odds Ratio for Zinc Deficiency by Medications Prescribed. ACE angiotensin-converting enzyme. *For each medication, individuals without the medication were used as the reference group to compare with those with the medication for the calculation of odds ratios. Adjusted Analysis: Medication (with vs without), Age Group (categorized as and above), and Sex were specified as covariates in logistic regression, with an interaction term included between Age Group and Sex.
of large-scale real-world data in this study potentially exacerbates these challenges, rendering the interpretation of the analysis more nuanced and intricate.
Despite these limitations, the study provides a foundation for future research. Future investigations should aim to minimize selection bias and address issues related to missing data, while controlling for unmeasured confounders, particularly with respect to key variables such as weight and BMI. A longitudinal study design could facilitate establishing causation and tracking longitudinal changes in serum zinc levels over time. The inclusion of variables such as lifestyle, dietary habits, and zinc intake levels will provide a more comprehensive understanding of zinc deficiency. Additionally, future research should explore underlying mechanisms, dose-response relationships, and the effects of medication duration on serum zinc levels, to further validate associations with zinc deficiency. Taking into account the outcomes of the sensitivity analysis, future research may benefit from subgroup assessments based on key variables such as inpatient/outpatient status. Employing these thorough approaches may enable subsequent studies to provide more conclusive insights into the complex relationships between various factors, including medications, and zinc status.

Conclusion

This cross-sectional study, using a nationwide Japanese claims database, identified several variables associated with zinc deficiency. These variables included being an older adult, male sex, inpatient status, and having comorbidities such as respiratory infections, decubitus ulcer and pressure area, sarcopenia, and chronic kidney disease. Additionally, the use of certain medications, namely spironolactone, furosemide, thyroid hormones, systemic antibacterials, and corticosteroids, was also found to be associated with zinc deficiency. These findings offer crucial guidance on which patients should be evaluated for serum zinc levels in clinical practice. This, in turn, can contribute to the early identification of zinc-deficient patients, facilitating timely and appropriate interventions and potentially improving outcomes in patient care. Moreover, advocating for zinc measurement in a broader population is crucial for data accumulation and research advancement. Future studies should prioritize investigating the mechanisms underlying these associations and monitoring changes in serum zinc levels to enhance the understanding of zinc deficiency.

Data availability

The data that support the findings of this study are available from Medical Data Vision Co., Ltd., but restrictions apply to the availability of these data, which were used under license for the current study, and so are not publicly available. Data are, however, available from the corresponding author, Nobuyuki Fukui, upon reasonable request and with permission of Medical Data Vision Co., Ltd.
Received: 8 August 2023; Accepted: 29 January 2024
Published online: 02 February 2024

References

  1. Prasad, A. S. Discovery of human zinc deficiency: 50 years later. J. Trace Elem. Med. Biol. 26, 66-69. https://doi.org/10.1016/j. jtemb.2012.04.004 (2012).
  2. Kumssa, D. B. et al. Dietary calcium and zinc deficiency risks are decreasing but remain prevalent. Sci. Rep. 5, 10974. https://doi. org/10.1038/srep10974 (2015).
  3. Wessells, K. R. & Brown, K. H. Estimating the global prevalence of zinc deficiency: results based on zinc availability in national food supplies and the prevalence of stunting. PLoS One 7, e50568. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0050568 (2012).
  4. Chen, W. et al. Association between dietary zinc intake and abdominal aortic calcification in US adults. Nephrol. Dial. Transplant. 35, 1171-1178. https://doi.org/10.1093/ndt/gfz134 (2020).
  5. Sarukura, N. et al. Dietary zinc intake and its effects on zinc nutrition in healthy Japanese living in the central area of Japan. J. Med. Invest. 58, 203-209. https://doi.org/10.2152/jmi.58.203 (2011).
  6. Ackland, M. L. & Michalczyk, A. A. Zinc and infant nutrition. Arch. Biochem. Biophys. 611, 51-57. https://doi.org/10.1016/j.abb. 2016.06.011 (2016).
  7. Shankar, H. et al. Association of dietary intake below recommendations and micronutrient deficiencies during pregnancy and low birthweight. J. Perinat. Med. 47, 724-731. https://doi.org/10.1515/jpm-2019-0053 (2019).
  8. Kvamme, J. M., Gronli, O., Jacobsen, B. K. & Florholmen, J. Risk of malnutrition and zinc deficiency in community-living elderly men and women: The Tromso study. Public Health Nutr. 18, 1907-1913. https://doi.org/10.1017/S1368980014002420 (2015).
  9. Olechnowicz, J., Tinkov, A., Skalny, A. & Suliburska, J. Zinc status is associated with inflammation, oxidative stress, lipid, and glucose metabolism. J. Physiol. Sci. 68, 19-31. https://doi.org/10.1007/s12576-017-0571-7 (2018).
  10. Shankar, A. H. & Prasad, A. S. Zinc and immune function: The biological basis of altered resistance to infection. Am. J. Clin. Nutr. 68, 447S-463S. https://doi.org/10.1093/ajcn/68.2.447S (1998).
  11. Black, M. M. Zinc deficiency and child development. Am. J. Clin. Nutr. 68, 464S-469S. https://doi.org/10.1093/ajcn/68.2.464S (1998).
  12. Henkin, R. I. Zinc in taste function: A critical review. Biol. Trace Elem. Res. 6, 263-280. https://doi.org/10.1007/BF02917511 (1984).
  13. Lin, P. H. et al. Zinc in wound healing modulation. Nutrients 10, 16. https://doi.org/10.3390/nu10010016 (2017).
  14. Berger, M. M. et al. ESPEN micronutrient guideline. Clin. Nutr. 41, 1357-1424. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.02.015 (2022).
  15. Tuerk, M. J. & Fazel, N. Zinc deficiency. Curr. Opin. Gastroenterol. 25, 136-143. https://doi.org/10.1097/MOG.0b013e328321b395 (2009).
  16. Meydani, S. N. et al. Serum zinc and pneumonia in nursing home elderly. Am. J. Clin. Nutr. 86, 1167-1173. https://doi.org/10. 1093/ajcn/86.4.1167 (2007).
  17. McClain, C. J., McClain, M., Barve, S. & Boosalis, M. G. Trace metals and the elderly. Clin. Geriatr. Med. 18, 801-818. https://doi. org/10.1016/s0749-0690(02)00040-x (2002).
  18. Hosui, A. et al. Oral zinc supplementation decreases the risk of HCC development in patients with HCV eradicated by DAA. Hepatol. Commun. 5, 2001-2008. https://doi.org/10.1002/hep4.1782 (2021).
  19. Siva, S., Rubin, D. T., Gulotta, G., Wroblewski, K. & Pekow, J. Zinc deficiency is associated with poor clinical outcomes in patients with inflammatory bowel disease. Inflamm. Bowel Dis. 23, 152-157. https://doi.org/10.1097/MIB.0000000000000989 (2017).
  20. Kodama, H., Tanaka, M., Naito, Y., Katayama, K. & Moriyama, M. Japan’s practical guidelines for zinc deficiency with a particular focus on taste disorders, inflammatory bowel disease, and liver cirrhosis. Int. J. Mol. Sci. 21, 2941. https://doi.org/10.3390/ijms2 1082941 (2020).
  21. Tokuyama, A. et al. Effect of zinc deficiency on chronic kidney disease progression and effect modification by hypoalbuminemia. PLoS One 16, e0251554. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0251554 (2021).
  22. Braun, L. A. & Rosenfeldt, F. Pharmaco-nutrient interactions: A systematic review of zinc and antihypertensive therapy. Int. J. Clin. Pract. 67, 717-725. https://doi.org/10.1111/ijcp. 12040 (2013).
  23. Li, J. et al. Zinc Intakes and health outcomes: An umbrella review. Front. Nutr. 9, 798078. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.798078 (2022).
  24. Bhutta, Z. A. et al. Prevention of diarrhea and pneumonia by zinc supplementation in children in developing countries: Pooled analysis of randomized controlled trials. Zinc investigators’ collaborative group. J. Pediatr. 135, 689-697. https://doi.org/10.1016/ s0022-3476(99)70086-7 (1999).
  25. Santos, H. O. Therapeutic supplementation with zinc in the management of COVID-19-related diarrhea and ageusia/dysgeusia: Mechanisms and clues for a personalized dosage regimen. Nutr. Rev. 80, 1086-1093. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuab054 (2022).
  26. Salzman, M. B., Smith, E. M. & Koo, C. Excessive oral zinc supplementation. J. Pediatr. Hematol. Oncol. 24, 582-584. https://doi. org/10.1097/00043426-200210000-00020 (2002).
  27. Hennigar, S. R., Lieberman, H. R., Fulgoni, V. L. 3rd. & McClung, J. P. Serum zinc concentrations in the US population are related to sex, age, and time of blood draw but not dietary or supplemental zinc. J. Nutr. 148, 1341-1351. https://doi.org/10.1093/jn/ nxy105 (2018).
  28. Yokokawa, H. et al. Serum zinc concentrations and characteristics of zinc deficiency/marginal deficiency among Japanese subjects. J. Gen. Fam. Med. 21, 248-255. https://doi.org/10.1002/jgf2.377 (2020).
  29. Bailey, R. L. et al. Dietary supplement use in the United States, 2003-2006. J. Nutr. 141, 261-266. https://doi.org/10.3945/jn.110. 133025 (2011).
  30. Wang, X., Schmerold, L. & Naito, T. Real-world medication persistence among HIV-1 patients initiating integrase inhibitor-based antiretroviral therapy in Japan. J. Infect. Chemother. 28, 1464-1470. https://doi.org/10.1016/j.jiac.2022.07.005 (2022).
  31. Ruzicka, D. J., Kuroishi, N., Oshima, N., Sakuma, R. & Naito, T. Switch rates, time-to-switch, and switch patterns of antiretroviral therapy in people living with human immunodeficiency virus in Japan, in a hospital-claim database. BMC Infect. Dis. 19, 505. https://doi.org/10.1186/s12879-019-4129-6 (2019).
  32. The Japanese Society of Clinical Nutrition. The Treatment Guideline of Zinc Deficiency 2018 (in Japanese). http://jscn.gr.jp/pdf/ aen2018.pdf (2018).
  33. Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan. The Ethical Guidelines for Medical and Health Research Involving Human Subject (in Japanese). https://www.mhlw.go.jp/content/001077424.pdf (2023).
  34. World Medical Association. World medical association declaration of Helsinki: Ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA 310, 2191-2194. https://doi.org/10.1001/jama.2013.281053 (2013).
  35. World Health Organization. Haemoglobin Concentrations for the Diagnosis of Anaemia and Assessment of Severity. https://www. who.int/publications/i/item/WHO-NMH-NHD-MNM-11.1 (2011).
  36. Kogirima, M. et al. Ratio of low serum zinc levels in elderly Japanese people living in the central part of Japan. Eur. J. Clin. Nutr. 61, 375-381. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn. 1602520 (2007).
  37. Giacconi, R. et al. Main biomarkers associated with age-related plasma zinc decrease and copper/zinc ratio in healthy elderly from ZincAge study. Eur. J. Nutr. 56, 2457-2466. https://doi.org/10.1007/s00394-016-1281-2 (2017).
  38. Ho, E., Wong, C. P. & King, J. C. Impact of zinc on DNA integrity and age-related inflammation. Free Radic. Biol. Med. 178, 391-397. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2021.12.256 (2022).
  39. Yasuda, H. & Tsutsui, T. Infants and elderlies are susceptible to zinc deficiency. Sci. Rep. 6, 21850. https://doi.org/10.1038/srep2 1850 (2016).
  40. Demircan, K. et al. Association of COVID-19 mortality with serum selenium, zinc and copper: Six observational studies across Europe. Front. Immunol. 13, 1022673. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1022673 (2022).
  41. Olczak-Pruc, M. et al. The effect of zinc supplementation on the course of COVID-19: A systematic review and meta-analysis. Ann. Agric. Environ. Med. 29, 568-574. https://doi.org/10.26444/aaem/155846 (2022).
  42. Ben Abdallah, S. et al. Twice-Daily oral zinc in the treatment of patients with coronavirus disease 2019: A randomized double-blind controlled trial. Clin. Infect. Dis. 76, 185-191. https://doi.org/10.1093/cid/ciac807 (2023).
  43. Thomas, D. C. et al. Dysgeusia: A review in the context of COVID-19. J. Am. Dent. Assoc. 153, 251-264. https://doi.org/10.1016/j. adaj.2021.08.009 (2022).
  44. Matsuda, Y. et al. Symptomatic characteristics of hypozincemia detected in long COVID patients. J. Clin. Med. 12, 2062. https:// doi.org/10.3390/jcm12052062 (2023).
  45. Yasui, Y. et al. Analysis of the predictive factors for a critical illness of COVID-19 during treatment: relationship between serum zinc level and critical illness of COVID-19. Int. J. Infect. Dis. 100, 230-236. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.008 (2020).
  46. Sadeghsoltani, F. et al. Zinc and respiratory viral infections: Important trace element in anti-viral response and immune regulation. Biol. Trace Elem. Res. 200, 2556-2571. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02859-z (2022).
  47. Gengenbacher, M., Stahelin, H. B., Scholer, A. & Seiler, W. O. Low biochemical nutritional parameters in acutely ill hospitalized elderly patients with and without stage III to IV pressure ulcers. Aging Clin. Exp. Res. 14, 420-423. https://doi.org/10.1007/BF033 24471 (2002).
  48. Kawaguchi, M. et al. Relationship between serum zinc levels/nutrition index parameters and pressure ulcer in hospitalized patients with malnutrition. Metallomics Res. 2, reg11-reg18. https://doi.org/10.11299/metallomicsresearch.MR202117 (2022).
  49. European Pressure Injury Advisory Panel, National Pressure Injury Advisory Panel and Pan Pacific Pressure Injury Alliance. Prevention and Treatment of Pressure Ulcers: Clinical Practice Guideline. The International Guideline. (ed. Haesler, E.). (EPUAP/ NPIAP/PPPIA, 2019).
  50. Jackson, M. J. Physiology of zinc: General aspects. In Zinc in Human Biology ILSI Human Nutrition Reviews (ed. Mills, C. F.) (Springer, 1989).
  51. Prasad, A. S. Zinc is an antioxidant and anti-inflammatory agent: Its role in human health. Front. Nutr. 1, 14. https://doi.org/10. 3389/fnut.2014.00014 (2014).
  52. Lai, J. C. et al. Malnutrition, frailty, and sarcopenia in patients with cirrhosis: 2021 Practice guidance by the American association for the study of liver diseases. Hepatology 74, 1611-1644. https://doi.org/10.1002/hep. 32049 (2021).
  53. Waters, D. L. et al. Sexually dimorphic patterns of nutritional intake and eating behaviors in community-dwelling older adults with normal and slow gait speed. J. Nutr. Health Aging 18, 228-233. https://doi.org/10.1007/s12603-014-0004-8 (2014).
  54. Chaput, J. P. et al. Relationship between antioxidant intakes and class I sarcopenia in elderly men and women. J. Nutr. Health Aging 11, 363-369 (2007).
  55. Fact-finding Committee of the Japanese Society of Pressure Ulcers et al. Nationwide time-series surveys of pressure ulcer prevalence in Japan. J. Wound Care 31, S40-S47. https://doi.org/10.12968/jowc.2022.31.Sup12.S40 (2022).
  56. Kitamura, A. et al. Sarcopenia: Prevalence, associated factors, and the risk of mortality and disability in Japanese older adults. J. Cachexia Sarcopenia Muscle 12, 30-38. https://doi.org/10.1002/jcsm. 12651 (2021).
  57. Tanabe, N. et al. Importance of nutrition support team in pressure ulcer control: Examination at one long-term care hospital in Yamaguchi prefecture. Bull. Yamaguchi Med. Sch. 69, 37-43 (2022).
  58. Maruyama, Y., Nakashima, A., Fukui, A. & Yokoo, T. Zinc deficiency: Its prevalence and relationship to renal function in Japan. Clin. Exp. Nephrol. 25, 771-778. https://doi.org/10.1007/s10157-021-02046-3 (2021).
  59. Ume, A. C., Wenegieme, T. Y., Adams, D. N., Adesina, S. E. & Williams, C. R. Zinc deficiency: A potential hidden driver of the detrimental cycle of chronic kidney disease and hypertension. Kidney 360 4, 398-404. https://doi.org/10.34067/kid.0007812021 (2023).
  60. Severo, J. S. et al. The role of zinc in thyroid hormones metabolism. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 89, 80-88. https://doi.org/10.1024/ 0300-9831/a000262 (2019).
  61. Chiba, M. et al. Diuretics aggravate zinc deficiency in patients with liver cirrhosis by increasing zinc excretion in urine. Hepatol. Res. 43, 365-373. https://doi.org/10.1111/j.1872-034X.2012.01093.x (2013).
  62. Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan. NDB Open Data (in Japanese). https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/ 0000177221_00011.html.
  63. VanderWeele, T. J. Principles of confounder selection. Eur. J. Epidemiol. 34, 211-219. https://doi.org/10.1007/s10654-019-00494-6 (2019).

Author contributions

Y.M. and I.H. conceptualized this study and developed the statistical analysis plan. N.F., N.M. and E.O. are employees of 4DIN, which was funded by Nobelpharma to provide data analysis, research, writing, and editorial services for this manuscript. H.Y., Y.M., I.H., Y.O., and T.N. contributed to the interpretation of the results. H.Y. and Y.M. drafted the original manuscript. T.N. supervised the conduct of this study. All authors reviewed and critically evaluated the manuscript draft and approved the final version of the manuscript to be published.

Funding

This study was supported by Nobelpharma.

Competing interests

HY and TN received consultation fees from Nobelpharma. NF, NM and EO are employees of 4DIN, which was funded by Nobelpharma to provide data analysis, research, writing and editorial services for this manuscript. YM, IH and YO are employees of Nobelpharma.

Additional information

Supplementary Information The online version contains supplementary material available at https://doi.org/ 10.1038/s41598-024-53202-0.
Correspondence and requests for materials should be addressed to N.F.
Reprints and permissions information is available at www.nature.com/reprints.
Publisher’s note Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.
Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
© The Author(s) 2024
  1. Department of General Medicine, Faculty of Medicine, Juntendo University, Tokyo, Japan. Department of Data Science, Nobelpharma Co. Ltd, Tokyo, Japan. Department of Academic Services, 4DIN Ltd., #805 Shinbashiekimae Bldg. 1 2-20-15 Shinbashi Minato-ku, Tokyo 105-0004, Japan. Center for Promotion of Data Science, Juntendo University Graduate School of Medicine, Tokyo, Japan. email: nfukui@4din.com