Биологическая роль цинк: цены, сдать анализы в Москве рядом с вами в лаборатории ДНКОМ

Биологическая роль цинка

Цинк занимает второе место после железа среди микроэлементов по своей массовой доле в организме человека. В среднем в теле взрослого человека содержится около 2-3 г цинка, как правило, в связанном с белками состоянии.

Сбалансированный рацион питания обычно обеспечивает достаточное поступление цинка в организм. Рекомендуемая суточная норма потребления данного микроэлемента для взрослого человека составляет в среднем 12 мг. Наиболее богаты цинком: мясо, рыба, устрицы, субпродукты, яйца, бобовые, тыквенные семечки, пшеничные отруби. У людей на специальном питании, особенно вегетарианцев, возможно недостаточное поступление цинка с пищей. Решением в данном случае могут стать цинк-содержащие препараты.

ЦИНК УЧАСТВУЕТ ВО МНОГИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

Роль цинка в механизмах иммунного ответа

Цинк играет важную роль в реакциях врожденного и приобретенного иммунитета, оказывая влияние на производство антител и лейкоцитов.

Дефицит цинка увеличивает концентрацию провоспалительных цитокинов (IL-1, IL-6 и TNF-α) и снижает выработку антител. Прием цинка способствует увеличению количества Т-клеток и NK-клеток, экспрессии IL-2 и способности полиморфно-ядерных клеток бороться с инфекцией.

Противовирусное действие цинка

Показано, что высокие внутриклеточные концентрации цинка ингибируют активность вирусной РНК-полимеразы и мешают репликации вирусов, оказывая положительные терапевтические эффекты против вирусных инфекций, в том числе коронавируса. Согласно результатам исследований, сравнивающих прием цинка и плацебо, высокие дозы цинка сокращали продолжительность, но не уменьшали тяжесть симптомов простуды.

Противовоспалительные свойства цинка

Противовоспалительное действие цинка обусловлено двумя механизмами: уменьшением экспрессии TLR-2 рецепторов, угнетение экспрессии молекул межклеточной адгезии и ФНО-α, а также ингибированием индуцибельной NO-синтазы (iNOS) – фермента, ответственного за продукцию кератиноцитами оксида азота (NO).

Исследования показали, что при акне повышается активность iNOS, в свою очередь стимулирую выработку больших количеств NO. Последний, в свою очередь, взаимодействует с супероксид-анионом (O2-), что приводит к образованию пероксинитрита (ONOO- ) – цитотоксического агента, вызывающего повреждение тканей и воспаление.

Антиоксидантные свойства цинка

Содержание цинка в значительной степени определяет интенсивность повреждения клеточных мембран в результате процессов свободнорадикального перекисного окисления липидов, поскольку цинк стимулирует активность ферментов антиоксидантной защиты.

Цинк и аутоиммунные заболевания

В норме цинк способен ингибировать лимфоциты Th27, обладающие сильными воспалительными свойствами. При дефиците данного микроэлемента лимфоциты Th27 могут провоцировать развитие аутоиммунных заболеваний. Хронический дефицит цинка усугубляет воспаление, переводя его в хроническое состояние.

Согласно результатам исследований, при патологиях, характеризующихся хроническим воспалением (ревматоидный артрит, рассеянный склероз, диабет 1 типа) наблюдается низкое содержание цинка в крови, что может указывать на связь между уровнями цинка в сыворотке и плазме крови и аутоиммунными заболеваниями.

Цинк и микробиота

Цинк является важным микроэлементом для бактерий кишечной микрофлоры. Примерно 20% цинка, поступающего с пищей, используется кишечными бактериями.

Относительно недавно стала очевидна важная роль микробиома для здорового функционирования мозга благодаря существованию так называемой оси «мозг-кишечник». Результаты экспериментальных исследований Sauer et al. (2019) показали, что дефицит цинка способствует аномальной передаче сигналов между кишечником и мозгом, изменяя физиологию кишечника, состав микробиоты и вызывая увеличение маркеров воспаления.

Согласно исследованию Reed et al. (2015), у животных с дефицитом цинка наблюдается значительно более высокая численность бактерий Enterococcus, Enterobacteriaceae и Ruminococcaceae. Zackular и Skaar (2018) показали, что избыток цинка в рационе сопровождается значительным уменьшением видового разнообразия кишечных бактерий.

Цитопротекторное действие цинка на слизистую ЖКТ

Цинк является сопутствующим фактором процессов восстановления и регенерации, стабилизируя проницаемость клеточных мембран, повреждённых продуктами перекисного окисления липидов, что в свою очередь препятствует высвобождению ферментов, контролирующих распад повреждённых тканей.

Цинк подавляет развитие апоптоза (программируемой клеточной гибели) в эпителиальных, лимфоидных и железистых тканях и стимулирует синтез ДНК. Цинк входит в состав генетического аппарата клетки, являясь составной частью более 100 нуклеопротеидов и, таким образом, оказывая прямое влияние на рост и деление клеток.

Наглядность цитопротекторных свойств цинка была продемонстрирована в экспериментах с индукцией язвенных поражений желудка нестероидными противовоспалительными препаратами у животных и человека.

Цинк и генетический аппарат клетки

Цинк играет важную роль в регуляции экспрессии генов. В геноме человека более 3% генов кодируют связанные с цинком белки.

Цинк играет существенную роль в транскрипции генов, так как от него зависит функционирование одной из важнейших групп ДНК-связывающих белков, известных как «цинковые пальцы».

Наконец, цинк действует как кофактор («молекула-помощник») для многих белков, участвующих в создании эпигенома. Дефицит цинка во время беременности связан с заболеваниями плода, в том числе из-за неправильного развития иммунной системы.

Литература:

Bauer S.R., Kapoor A., Rath M., Thomas S.A. What is the role of supplementation with ascorbic acid, zinc, vitamin D, or N-acetylcysteine for prevention or treatment of COVID-19? Cleveland Clinic Journal of Medicine. 2020, DOI: 10.3949/ccjm.87a.ccc046

Reed S, Neuman H, Moscovich S, Glahn RP, Koren O, Tako E. Chronic Zinc Deficiency Alters Chick Gut Microbiota Composition and Function. Nutrients. 2015;7(12):9768-84. DOI: 10.3390/nu7125497.

Shakoor H., Feehan J, Al Dhaheri A.S., Ali H.I., Platat C., Ismail L.Ch., Apostolopoulos V., Stojanovska L. Immune-boosting role of vitamins D, C, E, zinc, selenium and omega-3 fatty acids: Could they help against COVID-19? Maturitas. 2021; 143: 1–9. DOI: 10.1016/j.maturitas.2020.08.003

Sanna A, Firinu D, Zavattari P, Valera P. Zinc Status and Autoimmunity: A Systematic Review and Meta-Analysis.

Nutrients. 2018 Jan 11;10(1):68. DOI: 10.3390/nu10010068.

Sauer AK, Grabrucker AM. Zinc Deficiency During Pregnancy Leads to Altered Microbiome and Elevated Inflammatory Markers in Mice. Front Neurosci. 2019;13:1295. DOI: 10.3389/fnins.2019.01295.

Zackular JP, Skaar EP. The role of zinc and nutritional immunity in Clostridium difficile infection. Gut Microbes. 2018;9(5):469-476. DOI: 10.1080/19490976.2018.1448354.

Хлебникова А.Н., Петрунин Д.Д. ЦИНК, ЕГО БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ПРИМЕНЕНИЕ В ДЕРМАТОЛОГИИ // Вестник дерматологии и венерологии. 2013. № 6. С. 100-116.

Хохлова Е.А., Тарасова Л.В., Степашина Т.Е. УЧАСТИЕ СЕЛЕНА И ЦИНКА В ПАТОГЕНЕЗЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА (АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ) // Вестник Чувашского университета. 2011. № 3. С. 487-493.

Биологическая роль цинка

Цинк присутствует во всех органах, тканях, жидкостях и секретах организма.

Более 95% всего цинка содержится в клетках. Цинк сосредоточен в основном в коже, волосах и костной ткани. В биологических системах цинк фактически всегда находится в двухвалентном состоянии.

Цинк участвует практически во всех стадиях роста клеток. Особый интерес к цинку связан с открытием его роли в нуклеиновом обмене, процессах транскрипции, стабилизации нуклеиновых кислот, белков и особенно компонентов биологических мембран, а также в обмене витамина А. Цинк присутствует во всех 20-ти нуклеотидилтрансферазах, а его открытие в обратных транскриптазах позволило установить тесную взаимосвязь с процессами канцерогенеза. Этот элемент необходим для стабилизации структуры ДНК, РНК, рибосом, играет важную роль в процессе трансляции и незаменим на многих ключевых этапах экспрессии гена.

Цинк обнаружен в составе более 300 ферментов. Уникальность цинка заключается в том, что ни один элемент не входит в состав такого количества ферментов и не выполняет таких разнообразных физиологических функций.

Цинк стабилизирует некоторые гормон-рецепторные комплексы. Цинк входит в состав гормона инсулина, участвующего в углеводном обмене.

Цинк необходим для нормального роста и развития, полового созревания, а в дальнейшем — для поддержания репродуктивной функции, а также для нормального кроветворения и заживления ран. Цинк играет важнейшую роль в процессах регенерации кожи, роста волос и ногтей, секреции сальных желез.

Цинк способствует всасыванию витамина Е и поддержанию нормальной концентрации этого витамина в крови.

Немаловажную роль цинк играет в переработке организмом алкоголя, поэтому недостаток цинка может повышать предрасположенность к алкоголизму (особенно у детей и подростков).

Цинк укрепляет иммунную систему организма и обладает детоксицирующим действием — способствует удалению из организма двуокиси углерода.

Цинк необходим для нормальной реализации функций вкусовых и обонятельных рецепторов.

Дефицит цинка может приводить к серьезным физиологическим нарушениям. При недостаточном содержании цинка в пищевом рационе с детского возраста отмечаются карликовость, задержка полового развития, поражение кожи, снижение обоняния и вкусовые извращения. При хроническом дефиците цинка возникает ряд кожных заболеваний.

После подтверждения в 1961 г. предположения о том, что местный гипогонадизм и карликовость сельского населения Ирана вызывает дефицит цинка, возрос интерес к значимости его дефицита для здравоохранения.

Избыток цинка в растениях возникает в зонах промышленного загрязнения почв, а также при неправильном применении цинксодержащих удобрений. Большинство видов растений обладают высокой толерантностью к его избытку в почвах. Однако при очень высоком содержании этого металла в почвах обычным симптомом цинкового токсикоза является хлороз молодых листьев.

Токсичность цинка для животных и человека невелика, т.к. при избыточном поступлении он не кумулируется, а выводится. Однако в литературе имеются отдельные сообщения о токсическом влиянии этого металла. Повышенные концентрации цинка оказывают токсическое влияние на живые организмы. У человека может развиваться тошнота и рвота, дыхательная недостаточность, фиброз легких. В больших концентрациях цинк является канцерогеном.

Цинк — необходимый для жизни металл

Все живые существа, включая людей, нуждаются в цинке в своем рационе. Получение слишком малого количества этого важного металла может ухудшить рост и вызвать иммунную дисфункцию, неврологические расстройства и рак. К сожалению, более 17% населения мира подвержены риску дефицита цинка. Всемирная организация здравоохранения считает такое недоедание, связанное с микронутриентами, ведущей причиной болезней и смерти.

После еды цинк поглощается клетками вашего тела. Внутри каждой клетки цинк связывается с белками, поддерживая их структуру и функции. По оценкам исследователей, до 10% всех белков нуждаются в цинке для правильного функционирования. В этом смысле цинковый протеин без цинка похож на автомобиль без двигателя или без винтов, скрепляющих его: он может либо не работать, либо полностью разбираться.

Несмотря на важность цинка для здоровья человека, некоторые аспекты того, как он поддерживает клеточные процессы, до конца не изучены, в том числе то, как он в первую очередь включается в белки, необходимые для функционирования клеток.

Как исследователи, изучающие работу металлов в биологических системах, таких как человеческий организм, мы хотели понять, как цинк распределяется внутри клетки. Какие белки в клетке первыми получают цинк, особенно если его не хватает? Как цинк попадает в эти важные белки?

Вместе с нашими коллегами из лаборатории Skaar в Медицинском центре Университета Вандербильта и лаборатории Giedroc в Университете Индианы мы недавно идентифицировали первую известную молекулу, доставляющую цинк в важнейшие белки.

Гедрок и др. in Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.011

Исследовательская группа опубликовала свои выводы в журнале Cell. Статья была озаглавлена ​​«Zn-регулируемый активатор металлопротеина GTPase 1 модулирует гомеостаз цинка у позвоночных».

Доставка цинка туда, куда нужно

Мы начали с изучения молекул, которые производит клетка при низком уровне цинка. Одно семейство белков показалось особенно интересным, потому что оно могло быть потенциальным металлошапероном, белком, который избирательно вставляет металлы, такие как цинк и железо, в другие белки. Мы назвали это семейство белков ZNG1.

Как оказалось, у всех позвоночных есть ген, который направляет клетки производить ZNG1. В то время как ZNG1 взаимодействует с несколькими белками, связывающими цинк, наше внимание привлек, в частности, один белок под названием METAP1. Известно, что METAP1 активирует многие другие важные белки внутри клетки. Клетки без функционирующих белков METAP не могут выжить.

Мы были заинтригованы METAP1, потому что он взаимодействует с белками ZNG1 у разных видов, в том числе у рыбок данио, мышей и людей. Это открытие предполагает, что связь между этими двумя белками сохранялась на протяжении более 400 миллионов лет эволюции, а это означает, что поддерживающая роль ZNG1 в функции METAP1 важна для всех организмов, которые производят эти белки.

Чтобы изучить роль ZNG1 в здоровье животных, мы мутировали ген, кодирующий ZNG1, у мышей и рыбок данио. Когда животных без ZNG1 лишали цинка, они либо не росли, либо демонстрировали дефекты развития. Хотя у животных все еще есть следовые количества цинка, они не могут правильно использовать цинк. Это подтвердило, что ZNG1 помогает METAP1 функционировать должным образом, вероятно, помогая ему связываться с цинком или использовать его.

Используя молекулярную визуализацию и другие методы, мы также наблюдали, что энергопродуцирующие митохондрии голодающих по цинку клеток мышей без работающих белков ZNG1 функционировали неправильно. Это подчеркивает важность ZNG1 в периоды дефицита цинка, помогая клетке распределять следовые количества этого важного металла в митохондриях и, в конечном итоге, поддерживать производство клеточной энергии.

Узнайте о ключевой роли цинка в поддержании здоровья человека с Джанет Кинг, в то время исполнительным директором Детского госпиталя Оклендского научно-исследовательского института.

ZNG1 может содержать ключ к дефициту цинка

Мы считаем, что это исследование является лишь первым шагом к лучшему пониманию того, как металлошапероны цинка поддерживают здоровье и клеточную функцию при низком уровне цинка.

Мы предполагаем, что ZNG1 поддерживает функцию дополнительных цинк-зависимых белков в клетке. Таким образом, ZNG1 будет привратником, который распределяет цинк по сети основных белков, что в конечном итоге позволяет организму выживать, даже если диетический цинк ограничен.

Это исследование прокладывает путь к пониманию того, как клетки используют цинк в периоды недоедания или дефицита цинка. Дальнейшие исследования белков, которым ZNG1 предпочтительно дает цинк, когда его недостаточно, могут помочь определить, какие клеточные процессы наиболее важны для поддержания жизни, когда цинк ограничен. Это, в свою очередь, может помочь в борьбе с негативными последствиями дефицита цинка для здоровья.

Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.

[PDF] Медь и цинк, биологическая роль и значение дисбаланса меди/цинка

• title={Медь и цинк, биологическая роль и значение дисбаланса меди/цинка}, автор = {Йо {\ vs} ко Осредкар}, journal={Журнал клинической токсикологии}, год = {2011}, том={2013}, страницы={1-19} }
  • Дж. Осредкар
  • Опубликовано 10 декабря 2011 г.
  • Медицина
  • Журнал клинической токсикологии

  Человеческий организм имеет сложную систему управления и регулирования количества основных микроэлементов, циркулирующих в крови и хранящихся в клетках. Питательные металлы из нашего рациона попадают в кровь, если уровни в крови истощены, транспортируются в клетки, если клеточные уровни недостаточны, или выводятся из организма, если уровни в крови и клетках достаточны или перегружены. Когда эта система не работает должным образом, могут развиться аномальные уровни и соотношения микроэлементов. Один из наиболее распространенных дисбалансов микроэлементов… 

  View via Publisher

  copperknowledge.com

  The Role of Zinc and Copper in Gynecological Malignancies

  • Kaja Michalczyk, A. Cymbaluk-Płoska

  • Biology

    Nutrients

  • 2020

  The roles of zinc и медь и их механизмы в росте опухоли, потенциале метастазирования, ремоделировании микроокружения и лекарственной устойчивости рассмотрены с акцентом на их влиянии на гинекологические злокачественные новообразования.

  Медь в медицине: перспективы и токсичность. меди, и рекомендации по ее питанию, а также различные расстройства, вызванные недостатком и избытком меди, подробно обсуждаются.

  Медь и здоровье человека. Обзор

  Хроническое воздействие меди приводит к анемии, токсичности печени и тяжелым неврологическим нарушениям, а наличие огромных концентраций меди также представляет большую опасность для здоровья человека.

  Уровни в сыворотке железа и соотношение меди и цинка в серповидно-клеточной анемии

  • C. Antwi-Boasiako, G. B. Dankwah, A. Campbell

  • медицина, биология

    Medicina

  • 2019
  8888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 8. отношение цинка к цинку может быть биомаркером окислительного стресса серповидно-клеточной анемии и связанных с ним осложнений, и это соотношение также может быть информативным для управления серповидно-клеточной окислительной нагрузкой.

  Оценка уровня цинка и меди в вагинальных тканях и цельной крови: корреляция с возрастом 9 лет0019

  • A. Csikós, Bence Kozma, P. Takacs

  • Медицина, биология

    BMC Women’s Health

  • 2021
  • 2021

  ), только возраст является важным предиктором уровня цинка/меди во влагалище.

  Дисгомеостаз меди при нейродегенеративных заболеваниях — терапевтические последствия

  Многое еще предстоит выяснить, в частности, как регулировать гомеостаз меди для предотвращения нейродегенерации, когда хелатировать медь и когда ее добавлять.

  Изменения уровней меди, цинка и селена в сыворотке крови у детей с серповидноклеточной анемией SCA, способствуя окислительному стрессу.

  сравнительное исследование a Медь и цинк для больных раком толстой кишки

  Не было статистической значимости концентрации меди между здоровыми людьми и пациентами для мужчин и женщин, но содержание цинка было выше рекомендуемой нормы, а результат был противоположным для пациентов с толстой кишкой.

  Медно-цинковый дисбаланс вызывает повреждение почечных канальцев и окислительный стресс у населения, подвергающегося хроническому воздействию кадмия из окружающей среды быть эффективным в предотвращении неблагоприятных последствий для здоровья из-за воздействия Cd.

  

  Оценка содержания микроэлементов (селена, железа) и их биологического действия в сыворотке крови больных раком молочной железы

  • С. Джасим, Абдул Ахмед, С. Салех

  • Медицина

  • 2020

  Выявлено достоверное снижение концентрации Se в образцах сыворотки больных РМЖ как по сравнению со здоровыми лицами, так и уровня разницы Fe остается незначительной.

  ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 247 ССЫЛОК

  СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантности Наиболее влиятельные статьиНедавность

  Цинк и иммунная система

  Взаимосвязь между Zn и иммунной системой сложна, поскольку существует четыре различных типа воздействия, связанных с Zn, которые влияют на Функция иммуностимуляторов, используемых в экспериментальных системах, и терапевтическое использование Zn будут подробно обсуждены.

  Цинк, болезни человека и старение

  • N. Fabris, E. Mocchegiani

  • Биология, медицина

    Старение

  • 1995
  • 1995
  • 1995
  • исследований, само старение основных гомеостатических механизмов организма, т. е. нервной, нейроэндокринной и иммунной систем, ставит цинк в центральное положение в экономике стареющего организма.

    Влияние дефицита меди церулоплазмина в плазме крови на метаболизм меди в головном мозге

    Активность генов ферментов транспорта меди (высокоаффинного переносчика меди и двух АТФаз транспорта меди, ATP7A и ATP7B) и ферментов меди, образующихся во внутриклеточном секреторном пути, не снижалась в мозге крыс с дефицитом меди.

    [Влияние потребления меди и соотношения меди и цинка на перекисное окисление липидов у крыс при дефиците меди].

    

    Анализ взаимосвязи между концентрацией меди, медно-цинковым соотношением (Cu/Zn) и биомаркерами перекисного окисления липидов путем контроля уровня потребления меди при дефиците меди показал, что активность СОД в крови крыс будет ниже, чем нормальном уровне, а содержание МДА в крови крыс повышалось.

    Уровни меди и цинка в крови и последствия сердечно-сосудистых осложнений: исследование INAA и FAAS

    • S. Rahman, S. Waheed

    • Биология

    • 2011

    Положительная корреляция TCu крови , TG и LDL-C указывает на то, что повышение уровня Cu в крови может инициировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний.

    Связь между уровнями цинка и меди в сыворотке крови и тяжестью коронарного атеросклероза

    Настоящее исследование выявило связь между уровнями цинка и меди в сыворотке крови и атеросклерозом, но не между этими уровнями и тяжестью заболевания.

    Иммунная система как физиологический показатель маргинального состояния меди?

    Оценивается набор иммунологических маркеров, которые можно считать потенциально чувствительными маркерами маргинального статуса Cu, включая функцию нейтрофилов, продукцию интерлейкина 2, бластогенный ответ на митогены и фенотипирование субпопуляции лимфоцитов.

    Взаимодействие железа и цинка у людей.

    Недавние исследования с использованием стабильных изотопов показали, что обогащение продуктов питания железом в нынешних количествах не оказывает отрицательного влияния на усвоение цинка, и эксперты по железу рекомендуют принимать добавки железа между приемами пищи.

    Микроэлементы, тяжелые металлы и другие биохимические параметры у пациентов со злокачественной глиомой.

    Результаты текущего исследования показывают, что антиоксидантные ферменты могут играть роль в генезе значительного окислительного стресса у пациентов со злокачественной глиомой.