Nedostatok zinku, dôležitá fyziologická úloha pri regulácii imunity

Zinok sa podieľa na mnohých biochemických procesoch s dôležitými fyziologickými úlohami, ako je regulácia fungovania imunitného systému alebo proces rastu. Nedostatok sa vyskytuje v dôsledku nízkominerálnej stravy alebo parenterálnej výživy a príznaky sú nešpecifické v miernych/stredne závažných prípadoch, vrátane zvýšenej náchylnosti na infekcie, zhoršeného rastu a zníženej schopnosti hojenia rán.

Zinok, základná mikroživina

Zinok je základná mikroživina, ktorá je druhým najhojnejším železom v ľudskom tele (asi 2 - 4 gramy u dospelých) a najhojnejším intracelulárnym iónom [1,2,3]. Nachádza sa vo všetkých tkanivách a orgánoch, vo zvýšenom množstve v kostiach, svaloch, pankrease a prostate [1].

Aj keď je to pre telo nevyhnutné, neexistuje žiadny spôsob, ako tento stopový prvok uchovávať [3], pričom plazma obsahuje najväčšie množstvo [2]. Na krvnej hladine cirkuluje zinok naviazaný na albumín a α-2-makroglobulín, normálna koncentrácia sa udržiava vďaka príjmu a redistribúcii s cirkadiánnou variáciou, s maximom okolo 10. hodiny ráno [1,2].

Zinok má veľa fyziologických dôsledkov a má katalytickú, štrukturálnu a regulačnú úlohu [1]. Vstupuje do štruktúry viac ako 300 metaloenzýmov, s hlavnými dôsledkami na metabolizmus uhľohydrátov, lipidov a bielkovín [1]; vstupuje do štruktúry mnohých proteínov, bunkových membrán a subcelulárnych orgánov [4]; okrem toho početné transkripčné faktory obsahujú zinok ovplyvňujúci reguláciu génovej expresie [2,5]. Vzhľadom na množstvo bunkových procesov závislých od zinku je nevyhnutné pre správne fungovanie anabolických procesov, vývoj tkanív a homeostázu [1].

Príjem výživy je úzko spojený s rastovými procesmi pôsobením IGF-1 - inzulínového rastového faktora 1, ktorý stimuluje proliferáciu tkanív [6]. Normálna hladina tohto peptidu v sére naznačuje adekvátny výživový stav nevyhnutný pre vývoj tela. Sérová hladina IGF-1 úzko súvisí s hladinou zinku [1]. Zachovanie jeho tkanivových hladín navyše koreluje s poklesom hladiny IGF-1 v sére [1].

Vstrebávanie, vylučovanie a homeostáza zinku v tele

Zinok sa absorbuje v dvanástniku a proximálnom jejune a prechádza do enterocytov pomocou špecifických transportérov [2,7], pričom absorpcia sa zvyšuje v prítomnosti kyseliny citrónovej a znižuje sa obsahom železa, fytátov alebo vlákniny [1]. Jeho biologická dostupnosť je zvýšená pri vyváženej strave, ale nízka pri prísne vegetariánskych [1]. Vegetariáni musia doplniť stravu zinkom alebo doplnkami, aby sa zabránilo vzniku deficitu [1].

Po absorpcii sa dostane do pečene portálnou žilou alebo je absorbovaný metalotioneínom na úrovni enterocytov a vylúčený do čreva [1]. Zinok je možné vylúčiť aj žlčou a opätovne dosiahnuť hladinu v čreve vytvorením enterohepatálneho okruhu [1]. Tráviteľne sa denne stratí približne 2 - 4 mg [1]. Homeostáza zinku v tele znamená udržiavanie konštantnej intracelulárnej hladiny a hladiny v sére medzi 11 a 25 µM [8]. To zahŕňa udržanie rovnováhy medzi absorpciou a vylučovaním z čreva, vylučovaním močom a absorpciou tkanivami/bunkami [1].

V podmienkach zníženia príjmu potravy výrazne klesá tráviace vylučovanie a absorpčná účinnosť stúpa až o 100% [9]. Zároveň stimuluje intracelulárny príjem a inhibuje vylučovanie močom [1]. Zvýšený príjem potravy spôsobuje zvýšenie chelatácie metalotioneínom v enterocytoch, po ktorom nasleduje eliminácia zažívacím traktom [1].

Zinkové stravovacie požiadavky

Pre veľkú interindividuálnu variabilitu bolo ťažké stanoviť optimálny denný príjem pre zinok [1]. Vo Veľkej Británii sa odporúča príjem 7 - 9,5 mg/deň, zatiaľ čo v USA sú hodnoty 8 - 11 mg/deň [1]. Denná potreba sa môže líšiť v závislosti od zvláštnych fyziologických alebo patologických stavov. Preto deti, dospievajúci, staršie alebo tehotné ženy potrebujú zvýšený príjem [1].

Nedostatok zinku

Procesy závislé od zinku sú narušené, keď dôjde k poklesu koncentrácie v sére v dôsledku absencie rezerv [1]. Keď sa príjem zníži, homeostatické mechanizmy pôsobia na udržanie sérovej koncentrácie v normálnych medziach, ale pokračovanie v nedostatočnom príjme vedie k jeho zníženiu sprevádzanému výskytom klinických príznakov nedostatku [1].

Okrem podvýživy sú hlavné príčiny nedostatku zinku uvedené v stôl 1, patria do troch hlavných kategórií: nedostatočný príjem, slabá absorpcia alebo zvýšená eliminácia, ku ktorým sa pridáva zvýšená potreba za určitých fyziologických alebo patologických stavov [1,2].

Najvyššia prevalencia deficitu zinku je zistená u tehotných alebo dojčiacich žien z dôvodu zvýšenej potreby, najmä v rozvojových krajinách [1,2]. V prípade starších osôb je deficit najčastejšie založený na slabej absorpcii [1].

Tabuľka 1. Možné príčiny nedostatku zinku [1]

Nedostatočný príjem

Znížená absorpcia

Ø Nedostatočné doplnenie v prípade zvýšenej potreby

Zvýšená eliminácia

Ø Zápalové ochorenie čriev

Ø Popáleniny, trauma, sepsa

Ø Liečba drogami (tiazidy, penicilamín, valproát, inhibítory enzýmu konvertujúceho angiotenzín, blokátory receptorov angiotenzínu, cisplatina)

Nedostatok zinku ovplyvňuje všetky procesy, na ktorých sa podieľajú proteíny závislé od zinku [1]. Závažnosť následkov závisí od trvania a závažnosti deficitu [1]. Príznaky sú v rozsahu od miernych až po závažné a zahŕňajú široké spektrum [2,10–13]:

zhoršenie chuti a vône;
hnačka;
podráždenie pokožky, oneskorené hojenie rán, vredy;
alopécia;
znížené videnie za súmraku (znížené uvoľňovanie retinolu v pečeni);
znížená antioxidačná obrana s poškodením bunkových membrán a genetického materiálu;
znižovanie rastu a rozvoja;
zvýšená náchylnosť alebo opakovaný výskyt infekcií;
zhoršená plodnosť.

Subklinický nedostatok zinku je v európskej populácii pomerne častý [5], narušenie tkanivových procesov, na ktorých sa podieľa tento mikroelement, bolo popísané u mnohých chorôb s vysokou morbiditou a mortalitou, ako je cukrovka, neurodegeneratívne choroby alebo neoplazmy [3].

Okrem toho bol nedostatok zinku tiež spájaný s progresiou infekčných chorôb (malária, AIDS, TBC) [3]. Aj keď zriedkavo vedie k klinickým príznakom, ovplyvňuje bunkovú a humorálnu imunitu, zvyšuje náchylnosť k infekciám a ovplyvňuje celistvosť pokožky [2,3,14]. Môže tiež ovplyvniť neuropsychologický výkon [15] u detí a kognitívne funkcie u starších ľudí [16].

Diagnóza nedostatku zinku

Na hodnotenie nedostatku zinku neexistuje žiadny „zlatý štandard“, ktorý by odrážal stav zinku v tele [1], a je možné posúdiť hladinu tohto stopového prvku v sére alebo v moči [1]. Dávka zinku v krvi sa javí ako najužitočnejší ukazovateľ pri hodnotení nedostatku zinku [17]. Nie je to však veľmi citlivý marker, pretože v dôsledku adaptívnych mechanizmov sa jeho koncentrácia v sére udržiava v normálnych medziach v prípade menšieho alebo mierneho deficitu [1]. Okrem toho môže mať jeho pokles ďalšie príčiny, ako je hypoalbuminémia alebo hemodilúcia, ktoré sa vyskytujú v tehotenstve [18].

Dávka zinku v moči má malú užitočnosť, pretože môže byť ovplyvnená katabolizmom a spôsobom odberu vzorky [1]. Normálne hladiny sú medzi 0,3 a 0,6 mg/24 hodín, pokles naznačuje vylučovanie obmedzujúce deficit, zatiaľ čo zvýšenie naznačuje stratu moču [1,8].

Vzhľadom na úzku súvislosť medzi zinkom a IGF-1 sa navrhuje ako marker na hodnotenie celkových hladín zinku v tele [1]. Uvádza sa, že koreluje nízke hladiny IGF-1 s nedostatkom zinku [19] a zvyšuje ich po doplnení [20]. Ako možné diagnostické markery sa tiež navrhuje hodnotenie sérových hladín medi a pomeru Cu-Zn, pretože nedostatok zinku vedie k zvýšeniu absorpcie medi [12].

závery

Zinok je nepostrádateľným mikroelementom pre fungovanie každej bunky v ľudskom tele. Nedostatok zinku ovplyvňuje procesy rastu a vývoja, ale najmä správne fungovanie imunitného systému. Najlepším spôsobom, ako zabrániť deficitu, je primeraná výživa spolu s doplnkami, ak existuje podozrenie na ich nedostatočný príjem, takže je ťažké odhaliť mierny alebo mierny deficit.