Cynku jest jeden z pierwiastków niezbędnych dla człowieka. Cynku zawarty jest głównie w środkach spożywczych pochodzenia zwierzęcego, takie jak mięso, jajka, wątroby, owoce morza, mleko i produkty mleczne. Jednak niektóre pokarmy roślinne, takie jak produkty pełnoziarniste i rośliny strączkowe, zawierają cynk. Z drugiej strony zboża są bogate w fityniany, które hamują jelitowe wchłanianie cynku. W ten sposób wchłanianie cynku ze źródeł zwierzęcych jest łatwiejsze dla organizmu. Cynk jest przede wszystkim jonem wewnątrzkomórkowym, przy czym ponad 95% cynku w organizmie znajduje się w komórkach, z czego 60% do 80% znajduje się w cytozolu. Kości i mięśnie zawierają 90% cynku występującego w organizmie, który jest trudny do zmobilizowania. Inne narządy zawierające cynk to wątroba (1,8%), jelita, nerki, skóra, płuca, serce, mózg i trzustka.
Wydaje się, że stężenie cynku w tkankach jest utrzymywane przez zmniejszone endogenne wydalanie kału, a u dzieci przez opóźnienie wzrostu. Pula cynku w osoczu stanowi 0,1% cynku w organizmie, co wyjaśnia jego niską wrażliwość na niedobór cynku w tkankach.
Tak więc w przypadku umiarkowanego niedoboru cynku nie ma równomiernego rozkładu deficytu w różnych tkankach i są to przedziały z najważniejszą odnową, wątroba, przydatki skóry i skóry oraz komórki krążące we krwi (takie jak limfocyty, neutrofile i płytki krwi), których niedobór jest nieproporcjonalny. Możliwe jest zatem wystąpienie umiarkowanego niedoboru cynku z poziomem cynku w osoczu w normalnych granicach, ale cynk w naczyniach włosowatych lub limfocytach, który jest szybko zmniejszany, lub nawet cyrkulacja tymuliny na bardzo niskich poziomach.
Cynk odgrywa zatem centralną rolę w regulacji układu odpornościowego, ale także w mechanizmach podziału komórek i wzrostu tkanek, w odpowiedzi na wolne rodniki, w rozmnażaniu (cynk jest bardzo obecny w płynie nasiennym), w niektórych układach neurologicznych i endokrynologicznych patologie.
Istnieje wiele mechanizmów, które mogą wyjaśnić centralną rolę, jaką cynk odgrywa w odpowiedzi immunologicznej:
Niski deficyt cynku w pożywieniu zmniejsza produkcję interferonu-γ, IL-2 i TNF-α przez limfocyty Th1. Wpływ będzie zatem odczuwalny na równowagę odpowiedzi immunologicznej.
Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) opublikował opinię naukową, w której stwierdza, że istnieje związek przyczynowo-skutkowy między spożyciem cynku a prawidłową funkcją odpornościową.
WHO wsparła badania w krajach rozwijających się w celu ustalenia, czy suplementacja cynkiem może mieć wpływ na dwa rodzaje infekcji dziecięcych: biegunkę i infekcje dolnych dróg oddechowych. W wyniku pozytywnej odpowiedzi zdecydowano się na systematyczne uzupełnianie cynkiem u dzieci leczonych z powodu biegunki i zaobserwowano nie tylko zmniejszenie zachorowalności na biegunkę, ale także zmniejszenie przypadków infekcji dolnych dróg oddechowych.
Niedawno badania przeprowadzone w krajach rozwiniętych wykazały, że u dzieci i osób starszych występuje niski niedobór cynku z modyfikacją jakości odpowiedzi immunologicznej.
Literatura naukowa wspiera suplementację cynku w kilku przypadkach: infekcje górnych dróg oddechowych ( przeziębienia ) lub infekcje dolnych dróg oddechowych ( grypa , zapalenie płuc ); biegunka; a ostatnio zakażenie wirusem HIV.
Randomizowane, kontrolowane placebo badanie kliniczne suplementacji syropu cynkowego w okresie kilku miesięcy poprzedzających jakikolwiek epizod infekcyjny znacznie zmniejszyło liczbę, nasilenie i czas trwania przeziębień u dzieci w wieku szkolnym. W szczególności 33% dzieci otrzymujących cynk nie miało przeziębienia w okresie zimowym w porównaniu z 14% w grupie placebo.
Suplementacja pastylkami cynkowymi podczas epizodu infekcyjnego jest bardziej kontrowersyjna, a ostatnie analizy sugerują, że zależy to od tego, jak cynk może zostać uwolniony w postaci zjonizowanej w jamie ustnej. Rzeczywiście, niektóre testowane preparaty nie mogły uwalniać cynku w postaci zjonizowanej przy pH śliny 7,4, albo z powodu wybranej soli cynku, albo z powodu dodania środków maskujących metaliczny smak cynku (na przykład glicynian lub cytrynian cynku). Tylko octan cynku i glukonian masowo uwalniają jony cynku przy pH śliny 7,4. Oczekiwanym efektem jest zahamowanie ekspresji ICAM-1 ( cząsteczka adhezji wewnątrzkomórkowej -1), receptora dużej liczby wirusów, ale także znaczny wzrost (10-krotny) wydzielania interferonu-α, zahamowanie wydzielania histamina i leukotrieny przez bazofile i komórki tuczne itp.
Eksperci zalecają suplementację cynku jako część środków zapobiegawczych, jeśli pandemia grypy H1N1 rzeczywiście wystąpi w Stanach Zjednoczonych. Zalecenie to jest zgodne z badaniami wykazującymi, że cynk może wywoływać apoptozę w komórkach zakażonych wirusem grypy, ułatwiając ich fagocytozę, a tym samym zapobiegając rozprzestrzenianiu się infekcji.
Korzystny wpływ na zapalenie płuc można przypisać zmniejszeniu obecności Streptococcus Pneumoniae w jamie nosowej, działaniu podobnym do zmniejszenia ekspresji ICAM-1.
Eksperci WHO zalecają stosowanie cynku w połączeniu z innymi pierwiastkami śladowymi w profilaktyce i leczeniu infekcji dolnych dróg oddechowych.
W badaniu przeprowadzonym w Stanach Zjednoczonych przez ponad rok badano związek między cynkiem a zapaleniem płuc u osób starszych mieszkających w EHPAD. Wniosek był taki, że normalne stężenie cynku u pacjentów zinstytucjonalizowanych wiąże się z mniejszą częstością i czasem trwania zapalenia płuc, niższym spożyciem antybiotyków w porównaniu z grupą z niższym niż normalny poziomem cynku.
Ostatnie badania kliniczne pokazują również, że suplementacja cynku w małych dawkach u pacjentów z AIDS może mieć korzystny wpływ. Rzeczywiście, niedobór cynku występuje w ponad 50% przypadków. 231 pacjentów zakażonych wirusem HIV obserwowano przez 18 miesięcy w randomizowanym, podwójnie ślepym badaniu z placebo. W porównaniu z placebo cynk pomógł utrzymać liczbę komórek CD4 + i zmniejszył odsetek osób z biegunką o 50%. Naukowcy przeanalizowali dane zebrane z podgrupy 40 osób - 20 osób otrzymujących placebo i 20 osób otrzymujących cynk. Wszyscy uczestnicy, o których mowa, byli na HAART, który tłumił ich miano wirusa. W tej podgrupie wystąpiły cztery przypadki niewydolności immunologicznej (liczba CD4 + poniżej 200 komórek), każdy u jednej osoby otrzymującej placebo. Ta różnica między grupą cynku i grupą placebo jest statystycznie istotna, to znaczy nie można jej przypisać wyłącznie przypadkowi. Badacze zalecają, aby lekarze dodawali suplementy cynku w niskich dawkach do terapii przeciwretrowirusowej u pacjentów zakażonych wirusem HIV. Należy zauważyć, że potencjalne korzyści cynku zostały wzmocnione w artykule redakcyjnym podpisanym przez naukowców z Harvardu.
Rotawirusy są przyczyną większości biegunek, zarówno w krajach słabiej rozwiniętych, jak i rozwiniętych. Korzystne działanie cynku w leczeniu biegunki zostało właśnie potwierdzone przez dość znaczące zmniejszenie liczby biegunek u pacjentów HIV +.
Cynk pełni rolę strukturalną, regulacyjną lub katalityczną dla wielu enzymów. Odgrywa ważną rolę w stabilizacji materiału genetycznego i jest niezbędnym składnikiem niektórych enzymów biorących udział w syntezie kwasów nukleinowych. Około 1% ludzkiego genomu koduje białka palca cynkowego, które odgrywają ważną rolę w regulacji ekspresji genów.
Oprócz komórek krążących (limfocyty, granulocyty), do tkanek najszybciej dotkniętych niedoborem cynku należą grasica, wątroba, nerki, śledziona i jądra. Wniosek z przeprowadzonych wówczas badań jest taki, że cynk musi być obecny podczas indukcji enzymów biorących udział w syntezie DNA przed przejściem do fazy S cyklu komórkowego oraz w indukcji białek biorących udział w różnicowaniu tkanek.
Zapotrzebowanie na cynk jest zwiększone w tkankach z wysokim stopniem rozrostu komórkowego lub w których występuje znaczny spadek zawartości cynku. Tkanki te to (a) naskórek i błona śluzowa jelit (stąd symptomatologia enteropatycznego zapalenia akrodermii), (b) tkanki rosnącego dziecka oraz (c) tkanki biorące udział we wzroście procesu doganiania.
Jony dwuwartościowe lub trójwartościowe (żelazo, miedź) odgrywają istotną rolę w zwalczaniu wolnych rodników ze względu na ich zdolność do dawania lub odbierania dodatkowego elektronu. Tak nie jest w przypadku cynku. Jednak cynk może odgrywać rolę w kontrolowaniu stresu oksydacyjnego na pięć różnych sposobów:
Anhydrazy węglanowej ważnym metaloenzymem potrzeb metabolizmu kwasów na bazie cynku w celu zapewnienia ich funkcji. Badania in vivo wykazały, że niedobór cynku znacząco zmniejsza aktywność anhydrazy węglanowej erytrocytów.
Cynk jest jednym z niezbędnych kofaktorów niektórych enzymów biorących udział w syntezie kilku składników tkanki kostnej, a tym samym odgrywa ważną rolę w regulacji tworzenia lub resorpcji tkanki kostnej. Cynk odgrywa również strukturalną rolę w tworzeniu tkanki kostnej. Kryształy hydroksyapatytu zawierają cynk w połączeniu z fluorem.
Dane dotyczące zwierząt zbadały wpływ niedoboru cynku na zachowanie zwierząt. Różne badania wykazały taki wpływ na badane zwierzę, że trudno jest wyciągnąć jednoznaczne wnioski na temat jednego aspektu zachowania (uczenia się, zdolności poznawczych itp.).
Badania neurobiologiczne pokazują, że obecność cynku jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju mózgu przed i po urodzeniu oraz dla prawidłowego funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego niezależnie od wieku. Chińskie dane wykazały, że suplementacja cynku ma pozytywny wpływ na funkcje poznawcze dzieci w wieku szkolnym. Suplementacja cynku jest zwykle wystarczająca u dorosłych do leczenia objawów związanych z niedoborem. Rola cynku w synaptycznej transmisji impulsów nerwowych z pewnych neuronów glutaminergicznych i jego wpływ na modulację neuroreceptorów są obecnie przedmiotem badań.
Cynk jest niezbędny do konwersji kwasu linolowego do kwasu γ-linolowego, a także do mobilizacji kwasu di-homo-γ-linolowego w syntezie prostanglandyn serii 1
Cynk uczestniczy we wchłanianiu i metabolizmie mikroelementów, w tym witaminy A. W szczególności cynk jest niezbędny do syntezy retinolu wiążącego białka (RBP). Cynk jest również zaangażowany w metaboliczną przemianę retinolu do dehydrogenazy retinalu poprzez metaloenzym dehydrogenazę retinolu. Ta konwersja jest krytycznym krokiem w cyklu siatkówkowym. Niedobór cynku powoduje słabą adaptację do ciemności.
Cynk jest powiązany z gonadotropinami i hormonami płciowymi. Hipogonadyzm jest jednym z przejawów niedoboru cynku. Układ odpornościowy jest połączony z układem nerwowym i hormonalnym, tworząc w ten sposób sieć homeostatyczną. Tymektomia noworodkowa u ssaków nie ma wpływu na układ odpornościowy, ale powoduje zaburzenia endokrynologiczne u myszy. W ten sposób znacznie zmniejsza się ilość gonadotropin krążących i przysadkowych. Tymektomia ma również bardzo negatywny wpływ na TSH, prolaktynę i hormon wzrostu. Cynk odgrywa znaczącą rolę w płodności mężczyzn i kobiet.
Na produkcję i wydzielanie tymuliny, która jest nonapeptydem sprzężonym z atomem cynku, silnie wpływa układ neuroendokrynny. Wydzielanie tymuliny jest kontrolowane przez pętlę sprzężenia zwrotnego, ale wpływa na nie również hormon wzrostu, IGF-1, prolaktyna i tarczyca (T4). Z kolei tymulina stymuluje wydzielanie LH i ACTH.
Istnieje również związek między tymuliną, metabolizmem cynku i insuliną. Wiadomo, że cynk ułatwia produkcję insuliny. Z drugiej strony szczury z niedoborem cynku zmniejszają wykorzystanie glukozy. Wydaje się, że podczas niedoboru cynku czynność trzustki jest prawidłowa, ale nie ma obwodowej odpowiedzi na insulinę.
Cynk odgrywa ważną rolę zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. Spermatogeneza to proces wymagający obecności cynku, a płyn nasienny jest bardzo bogaty w cynk.
Niedobór cynku może prowadzić do mniej lub bardziej poważnych problemów zdrowotnych. Wahania genetyczne i spożycie pożywienia doprowadzą do zmiennych niedoborów cynku w zależności od populacji. Niedobór cynku jest czynnikiem pogarszającym otyłość i cukrzycę. Osoby starsze są bardziej podatne na niedobór cynku niż zdrowi dorośli. Brak cynku prowadzi również do większej podatności na infekcje wirusowe i ogólnie do słabego funkcjonowania wrodzonego układu odpornościowego . Covid-19 chorobie wywołanej przez SARS CoV-2 koronawirusa może ulec pogorszeniu przez brak cynku.
Jego zalecane wartości odżywcze to 12 mg / dzień dla dorosłych mężczyzn i 10 mg / dzień dla dorosłych kobiet w zdrowej populacji. Zdecydowanie zaleca się suplementację nie tylko cynkiem, ale także innymi dwuwartościowymi kationami, najczęściej miedzi i ewentualnie żelaza, szczególnie u kobiet i wegetarian, aby spożycie pierwiastka śladowego nie powodowało deficytu wchłaniania innego pierwiastka śladowego.