Дефицит цинка

Что такое дефицит цинка?

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.

Дефицит цинка: причины

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.

Почему развивается дефицит цинка?

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.

Кто в группе риска по дефициту цинка?

Лица, у которых отмечаются следующие факторы риска развития дефицита цинка:

• пищевые: недостаточное потребление мяса, избыток фитатов (содержатся в бобовых, семенах, соевых продуктах и цельных зернах) и оксалатов (в шпинате, бамии, орехах и чае). Вегетарианская диета — значимый фактор риска развития дефицита цинка;
• наличие хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, печени и почек, сахарный диабет, серповидноклеточная анемия или хронических инфекций (в том числе ВИЧ). Так, дефицит цинка при заболеваниях кишечника связан с нарушением всасывания этого микроэлемента;
• чрезмерное употребление алкоголя;
• исключительно парентеральное питание;
• нервная анорексия;
• применение некоторых лекарственных средств, включая пеницилламин, различные диуретики, некоторые антибиотики и вальпроат натрия;
• повышенная потребность этого элемента, например в период беременности, кормления грудью и у недоношенных новорожденных;
• избыточная потеря при ожогах, прохождении гемодиализа, диарее.

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.

Патогенез

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.

Как цинк влияет на иммунитет?

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.

Дефицит цинка: диагностика

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.

Какие симптомы дефицита цинка?

• Алиментарная карликовость/замедление роста и развития;
• гипогонадизм и олигоспермия;
• эмоциональная лабильность и психические расстройства;
• нарушения вкуса и обоняния;
• светобоязнь;
• иммунная дисфункция с инфекционными осложнениями;
• выраженная диарея;
• угловой хейлит;
• экзематозные шелушащиеся поражения кожи в области трения (локти, колени, суставы пальцев, лодыжки, и крестец);
• иногда везикулобуллезные или пустулезные поражения;
• трещины, изъязвления кожи в местах поражений;
• псориазоподобные кольцевидные бляшки с черными корками на коже;
• лихенификация;
• поражение ногтей (паронихия, воспаление кутикулы, линии Бо, белые поперечные полосы);
• истончение и ломкость волос, поперечная исчерченность, трещины и перекручивание волос;
• нарушения зрения в темноте.

Как проявляется наследственный дефицит цинка?

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.

Как определить дефицит цинка в организме?

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).

Дефицит цинка: лечение

Чем восполнить дефицит цинка?

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).

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.

Дефицит цинка: восполнение продуктами питания

Пациентам также рекомендуется коррекция рациона питания. Так, следует употреблять в пищу:

• красное мясо;
• птицу;
• зародыши пшеницы;
• дрожжи;
• нежирные молочные продукты;
• морепродукты;
• дикий рис;
• семена;
• орехи;
• бобы;
• горох;
• кешью;
• миндаль.

Возможные побочные эффекты при применении диетических добавок цинка

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).

Дифференциальная диагностика

• Дефицит биотина.
• Дефицит витамина B₂ (рибофлавина).
• Дефицит незаменимых жирных кислот.
• Гипотиреоз.
• Депрессия.
• Дефицит железа.
• Дефицит витамина B₁₂.
• Дефицит фолиевой кислоты.
• Дефицит витамина D.
• Дефицит витамина A.

Дефицит цинка: последствия

Длительный и тяжелый дефицит цинка может привести ко многим осложнениям, таким как:

• задержка роста и развития;
• гипогонадизм;
• рецидивирующие инфекции;
• диарея;
• поражения кожи (хейлит и дерматит);
• замедленное заживление ран;
• низкая минеральная плотность костной ткани;
• дефицит цинка является фактором риска развития сахарного диабета и ожирения.