Цинк — это микроэлемент, уступающий по концентрации в организме только железу. Цинк является важным микроэлементом для человека и активно участвует в метаболизме белков, липидов, нуклеиновых кислот и транскрипции генов. Цинк необходим для нормальной работы иммунной системы. Цинк участвует в делении клеток, их росте, заживлении ран, расщеплении углеводов, усилении действия инсулина, а также необходим для обоняния и вкуса. На микроклеточном уровне он оказывает значительное влияние на нормальное функционирование макрофагов, нейтрофилов, естественных клеток-киллеров и активность комплемента. Кроме того, организму необходим цинк для роста костей, выработки ряда гормонов, таких как инсулин и тестостерон. Цинк необходим для поддержания нормальной репродуктивной функции: выработки спермы и развития плода.
Дефицит цинка может быть наследственным или приобретенным и обычно проявляется инфекционными, воспалительными, желудочно-кишечными или кожными поражениями, нарушением роста и сексуальной дисфункцией.
Лечение в основном проводится с помощью пероральной заместительной терапии и обычно приводит к быстрому клиническому улучшению.
В то время как тяжелый дефицит цинка на сегодня в странах с высоким уровнем экономического развития выявляют редко, дефицит легкой или умеренной степени широко распространен.
Тяжелый дефицит цинка наиболее распространен в странах с низким уровнем экономического развития.
По оценкам экспертов, именно дефицит цинка является значимым фактором риска летального исхода при малярии, пневмонии и диарее у детей.
Цинк — это двухвалентный катион, который не синтезируется в организме человека и должен поступать извне для поддержания адекватного уровня.
Дефицит цинка чаще отмечается в регионах и странах, где распространено недоедание.
Дефицит цинка может быть приобретенным или унаследованным. Приобретенный дефицит может развиваться из-за снижения потребления, неспособности усваивать микроэлемент, повышенной метаболической потребности, чрезмерной потери и комбинации этих факторов.
Лица, у которых отмечаются следующие факторы риска развития дефицита цинка:
Существует наследственная форма дефицита цинка вследствие дефицита всасывания — энтеропатический акродерматит. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Потребность в цинке составляет 3 мг/сут для детей, до 8 мг/сут для женщин и 11 мг/сут для мужчин. Для беременных или кормящих грудью рекомендуемая суточная норма потребления составляет 11 мг/сут и 12 мг/сут соответственно.
Цинк является жизненно важным микроэлементом.
Всасывание цинка происходит в основном в дистальном отделе двенадцатиперстной кишки и проксимальном отделе тощей кишки, в то время как выведение в основном происходит через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Также отмечается небольшой уровень секреции с мочой и потом.
Цинк участвует в молекулярном синтезе, включая образование ДНК, РНК и белков. Он стабилизирует рибосомы и клеточные мембраны и оказывает защитное действие, уменьшая перекисное окисление липидов и образование свободных радикалов. Цинк участвует в нормальном течении сперматогенеза, эмбриогенеза и роста плода.
Цинк играет важную роль в поддержании состояния кожи и определяется в высоких концентрациях в эпидермисе, чем в дерме, причем большая часть находится в шиповатом слое. В кератиноцитах цинк подавляет активацию фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-альфа) и снижает уровень индуцируемой синтазы оксида азота и выработку оксида азота. Кроме того, хелатирование внутриклеточного цинка приводит к активации каспазы-3 и фрагментации ДНК с последующим апоптозом кератиноцитов. Таким образом, цинк необходим для нормальной пролиферации кератиноцитов и подавления воспаления. Также цинк необходим для нормального роста волос.
Важнейшей является роль цинка в иммунитете. Цинк оказывает влияние на врожденный иммунитет с функцией естественных клеток-киллеров и нейтрофилов и на приобретенную иммунную систему через активацию и регуляцию Т-лимфоцитов, продукцию цитокинов Th2, функцию В-лимфоцитов и продукцию антител с последующим образованием иммуноглобулина G. Цинк необходим для поддержания нормального процесса фагоцитоза макрофагами и продукции цитокинов.
Дефицит цинка приводит к быстрой и выраженной атрофии тимуса, лимфопении и снижению первичной и вторичной реакции антител.
В исследованиях показано, что регулярное употребление добавок цинка снижает риск развития и уменьшает выраженность симптомов респираторных инфекций.
Цинк снижает концентрацию меди, повышая синтез лиганда, связывающего медь, в клетках слизистой оболочки. Таким образом, медь становится недоступной для серозного переноса в ЖКТ. Цинк применяют для лечения болезни Вильсона — Коновалова.
Было показано, что транспортеры цинка, такие как ZIP4, играют важную роль в развитии и пролиферации рака.
Дефицит цинка также коррелирует с риском развития депрессии, шизофрении и рассеянного склероза.
Цинк участвует в формировании кристаллов инсулина в бета-клетках пациентов с сахарным диабетом. Поддержание нормального уровня цинка в организме играет существенную роль в профилактике метаболического синдрома.
В исследованиях выявлено более 300 каталитически активных цинковых металлопротеинов и более 2000 цинкзависимых факторов транскрипции, участвующих в экспрессии генов различных белков.
Цинк способствует уменьшению выраженности острой и хронической диареи, ингибируя 3 из 4 основных внутриклеточных путей секреции ионов в кишечнике, включая циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), кальций и оксид азота.
Цинк способствует заживлению ран, действуя как кофактор в нескольких факторах транскрипции и ферментных системах (то есть цинкзависимых матриксных металлопротеиназах). Цинк защищает от активных форм кислорода и бактериальных токсинов, поскольку необходим для реализации антиоксидантной активности богатых цистеином металлотионеинов.
Важен детальный сбор анамнеза, в том числе выяснение факторов риска.
Наследственное заболевание обычно проявляется в раннем возрасте.
Клиническая картина унаследованного или приобретенного дефицита схожая. В то же время у лиц с приобретенным дефицитом поражения кожи обычно более выраженные, чем у лиц с наследственным.
Наследственный дефицит, примером которого является энтеропатический акродерматит, является редкой наследственной формой мальабсорбции цинка. Зачастую дебют клинической симптоматики дефицита цинка выявляют у детей через 4–6 нед после прекращения грудного вскармливания.
К признакам дефицита цинка относят раздражительность, замкнутость, нарушение роста, анорексию, куриную слепоту, пикацизм (расстройство пищевого поведения, характеризующееся поеданием несъедобных вещей) и светобоязнь. На коже выявляют периорифициальные, ягодичные, промежностные и акральные ожого- и псориазоподобные поражения. Развивается дистрофия ногтей и паронихия, может развиться алопеция. Характерны замедленное заживление ран, конъюнктивит и частые инфекционные заболевания.
Биохимический анализ крови (сниженный уровень щелочной фосфатазы (цинкозависимый металлофермент).
Определение уровня цинка в плазме крови (нормальный уровень цинка составляет от 70 до 250 мкг/дл у взрослых).
Пункционная биопсия и гистологическое исследование пораженной ткани (некролиз, который проявляется в виде цитоплазматической бледности, вакуолизации, баллонной дегенерации и сливного некроза кератиноцитов в верхнем эпидермисе. Могут быть выявлены сливающийся паракератоз, потеря зернистого слоя и отек дермы, пикнотические ядра у некоторых кератиноцитов).
При клиническом подозрении и наличии факторов риска показано эмпирическое употребление диетических добавок с цинком перорально.
Взрослым рекомендуется 20–40 мг цинка/сут. Обычно клинический эффект отмечается через 1–2 нед.
Рекомендуемая суточная доза (адекватное потребление) цинка зависит от возраста (таблица).
Возраст | Количество, мг/сут |
---|---|
0–6 мес | 2 |
7 мес — 3 года | 3 |
4–8 лет | 5 |
9–13 лет | 8 |
Мужчины в возрасте 14 лет и старше | 11 |
Женщины в возрасте 14–18 лет | 8 |
Женщины в возрасте 19 лет и старше | 9 |
Беременные в возрасте старше 19 лет | 11 |
Кормящие грудью в возрасте старше 19 лет | 12 |
У пациентов с тяжелым дефицитом цинка вследствие недоедания или мальабсорбции при таких нарушениях, как болезнь Крона или синдром короткой кишки, могут быть рекомендованы высокие дозы цинка (более 50 мг/сут).
Пациентам с энтеропатическим акродерматитом показан пожизненный пероральный прием цинка в дозе 1–2 мг/кг/сут.
Для недоношенных детей с дефицитом цинка обычно достаточно обычного кормления грудью для коррекции, и дефицит обычно устраняется в течение нескольких недель без клинических симптомов. Однако при наличии у женщины дефицита цинка ее грудное молоко может не содержать достаточно этого микроэлемента.
Парентеральное введение цинка может быть показано при длительном исключительно парентеральном питании пациента.
Пациентам также рекомендуется коррекция рациона питания. Так, следует употреблять в пищу:
Не рекомендуется употреблять более 40 мг цинка в сутки.
При применении доз более 50 мг/сут возможны желудочно-кишечные симптомы (тошнота, дискомфорт в животе и диарея). Дозы более 150 мг/сут могут отрицательно влиять на иммунный статус и липидный профиль. Более высокие дозы также могут ухудшать всасывание железа и меди. При применении назальных спреев и гелей, содержащих цинк, возможна потеря обоняния.
При длительном применении цинка в высоких дозах важно контролировать уровень меди в крови (может потребоваться одновременное добавление меди).
Длительный и тяжелый дефицит цинка может привести ко многим осложнениям, таким как: