...

Cynk | Zinc

Cynk to pierwiastek chemiczny niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Jego suplementacja wspomaga gospodarkę neuroprzekaźnikową, co działa korzystnie na nastrój, a także zdolność do przyswajania i przetwarzania informacji. Cynk wspiera też rozwój mózgu i chroni jego komórki przed działaniem szkodliwych czynników. Ponadto jest silnym antyoksydantem i znacząco wpływa na poprawę kondycji zdrowotnej.

Ciekawostka:

Cynk korzystnie wpływa na proces gojenia się ran. Jego jony są składnikiem toksyny botulinowej, czyli botoksu stosowanego w medycynie estetycznej, ale i w leczeniu pewnych chorób układu nerwowego.

Spis treści:

1. Co to jest Cynk | Zinc?

1.1. Historia i pochodzenie

Cynk (Zn) został wyizolowany jako czysty metal w 1746 r. przez niemieckiego chemika Andreasa Marggrafa. Jednak dopiero ponad 100 lat później przeprowadzono pierwsze badania dotyczące wpływu tego pierwiastka na organizm. Ich wykonawcą był francuski naukowiec Jules Raulin. W roku 1926 uznano cynk za składnik mineralny o istotnej funkcji biologicznej i oszacowano jego zawartość w ludzkim ustroju (ok. 3 g). Po niespełna dziesięciu latach wykazano, że minerał ten jest niezbędny do zachowania prawidłowych funkcji życiowych również u szczurów. Następnie odkryto białko, w którym cynk występuje w roli kofaktora enzymu anhydrazy węglanowej, czy karboksypeptydazy.

Całkowita zawartość tego minerału w ludzkim organizmie jest zależna od źródła jego występowania i mieści się w granicach od 1,5 do 4 g. Jego wchłanianie odbywa się w przewodzie pokarmowym. Ponad połowa całkowitej ilości wprowadzanego do ustroju cynku, jest przyswajana w dwunastnicy, nieco mniej w końcowym odcinku jelita cienkiego, a w obszarze jelita czczego, okrężnicy i kątnicy, wartość ta nie przekracza 8%. Gdy pierwiastek ten trafi do światła jelita, wówczas tworzy kompleks z białkami – metalotioneinami (dzięki reakcjom azotu z grupami SH i -COOH pochodzącymim od bocznych łańcuchów głównie cysteiny i histydyny) lub zostaje zmagazynowany w pęcherzykach wydzielniczych. Jony cynku, przedostające się do osocza krwi, występują tam w formie związanej z proteinami (przede wszystkim z albuminą i α2-makroglobuliną), a te, które znajdują się w erytrocytach są składnikiem enzymów (anhydrazy węglanowej i dysmutazy ponadtlenkowej). Minerał ten wydalany jest wraz z kałem (do 80%), moczem (14-25%) oraz w nieznacznym stopniu z potem, śliną i rogowaciejącym naskórkiem.

Niemal 30% ludności na świecie wykazuje niedobór cynku w organizmie, czego przyczyną jest niedostateczna podaż tego składnika wraz z dietą, jego nieprawidłowe wchłanianie lub niektóre schorzenia. Zbyt niski poziom tego pierwiastka w ustroju objawia się:

  • utratą apetytu
  • ospałością
  • nerwowością
  • drażliwością
  • niepokojem
  • osłabioną percepcją węchową i smakową
  • słabym słyszeniem
  • zaburzeniem funkcjonowania gonad (u mężczyzn)
  • upośledzeniem spermatogenezy i syntezy hormonów steroidowych (u mężczyzn)
  • powolnym tempem wzrostu i dojrzewania (u dzieci)
  • anemią
  • chorobami jelit
  • biegunką
  • zapaleniem skóry
  • łysieniem
  • miażdżycą
  • osłabieniem układu odpornościowego
  • zmniejszeniem zdolności do uczenia się
  • osłabieniem koncentracji
  • zachwianiem homeostazy magnezu, chromu i kadmu
  • samoistnych poronień
  • nieprawidłowym rozwojem płodu

1.2. Klasyfikacja

Cynk jest pierwiastkiem zaliczanym do mikroelementów, czyli minerałem, którego do prawidłowego funkcjonowania organizmu potrzeba mniej niż 100 mg dziennie. Jego atomy znajdują się w centrach aktywnych lub są kofaktorem dla ponad 300 enzymów. Cynk odgrywa niezwykle istotną rolę w transkrypcji DNA i syntezie białek, wpływając na podstawowe procesy życiowe. Uczestniczy m.in. w mineralizacji kości, pracy układu immunologicznego, produkcji hormonów i neuroprzekaźników, a także w regulacji rytmu serca. Pełni też rolę neuromodulatora, zwłaszcza obrębie hipokampa i szyszynki.

1.3. Występowanie

Do najlepszych źródeł cynku zalicza się:

  • mięso i podroby
  • jaja
  • nasiona słonecznika
  • nasiona dyni
  • orzechy
  • migdały
  • rośliny strączkowe
  • kaszę gryczaną
  • mleko
  • ser żółty
  • kakao
  • kiełki
  • otręby pszenne
  • czosnek
  • cebulę
  • ryby
  • ostrygi

2. Jak działa Cynk | Zinc?

Wpływ cynku na funkcjonowanie organizmu wynika z jego udziału w strukturze i działaniu ok. 300 enzymów, które indukują w głównej mierze reakcje hydrolizy bądź przenoszenia grup funkcyjnych. Kompleks cynku z tymi białkowymi katalizatorami powoduje, że on również zaczyna wiązać substraty. Dzieje się to poprzez wymianę ligandów lub dzięki rozszerzeniu jego strefy koordynacji. Powstałe wiązanie umożliwia ulokowanie substratu w prawidłowej pozycji lub na polaryzację jego elektronów, dzięki czemu dalsze etapy procesu zachodzą znacznie łatwiej. Cynk wchodzi w skład m.in. anhydrazy węglanowej. Indukuje ona reakcje przyłączenia cząsteczki wody do CO2 oraz jej odłączenia od kwasu H2CO3. Dodatkowo enzym ten odpowiada za hydratację wiązania estrowego i aldehydowego. Najistotniejszym białkowym katalizatorem, którego aktywność jest związana z jonami cynku jest dysmutaza ponadtlenkowa (SOD). Taki kompleks ma działanie silnie antyoksydacyjne, ponieważ SOD neutralizuje reaktywne formy tlenu (rodniki ponadtlenkowe).

2.1. Wpływ na układ nerwowy

Cynk stanowi element strukturalny układu nerwowego. Występuje w nim w znacznej większości jako kompleksy białkowe oraz istotnie mniej w postaci wolnych jonów, zlokalizowanych w pęcherzykach presynaptycznych neuronów glutaminergicznych. Udowodniono, że najwyższe stężenie tego pierwiastka w mózgowiu ma miejsce w hipokampie, ciele migdałowatym oraz w móżdżku. Odpowiedni poziom cynku w centralnym układzie nerwowym ma istotne znaczenie w prawidłowym przebiegu procesów poznawczych, uczeniu się oraz wspieraniu dobrego nastroju.

2.1.1. Neuroprzekaźnictwo

Cynk moduluje przewodzenie sygnałów nerwowych w synapsach i stanowi neuroprzekaźnik pierwszego rzędu w komunikacji międzykomórkowej. Jest uważany za istotny regulator transmisji synaptycznej, który odpowiada za jej plastyczność i prawidłowe funkcjonowanie. Pierwiastek ten jest zlokalizowany w pęcherzykach synaptycznych neuronów glutaminergicznych, w określonych obszarach mózgowia: strukturach układu limbicznego oraz korze mózgowej. Warunkują one odczuwanie bodźców zmysłowych, emocji, bólu, jak również mają wpływ na pamięć i zdolność do uczenia się. Uwalniany razem z glutaminianem cynk wpływa na receptory, znajdujące się na powierzchni neuronów postsynaptycznych, dzięki czemu moduluje transmisję sygnału nerwowego. Udowodniono, że pierwiastek ten wykazuje działanie hamujące na receptory kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) i receptory NMDA oraz aktywujące na AMPA. Co więcej, cynk jest uważany za wewnątrzkomórkowy przekaźnik sygnałowy, ponieważ posiada on zdolność do oddziaływania na inne mediatory, poprzez regulację aktywności ich kanałów jonowych.

2.1.2. Wpływ na wzrok

Udowodniono, że siatkówka oka ludzkiego jest strukturą bogatą w cynk. W jej zewnętrznych warstwach (splotowatych) pierwiastek ten pełni funkcję neurotransmitera. Natomiast w wewnętrznej części siatkówki (warstwie jądrzastej i w. komórek zwojowych), stanowi kompleks z aparatem Golgiego i indukuje przemiany zachodzące z udziałem metaloenzymów. Aktywność cynku jest uzależniona od działania neuronów glutaminergicznych w siatkówce. Za pomocą glutaminianu możliwa jest komunikacja pomiędzy fotoreceptorami warstwy zewnętrznej oraz komórkami nerwowymi części wewnętrznej. Jednak jego zbyt wysokie stężenie może przyczyniać się do niekorzystnych zmian w komórkach wzrokowych, nawet do utraty wrażliwości na światło. Cynk zabezpiecza komórki siatkówki oka przed szkodliwym wpływem nadmiaru tego aminokwasu na zdolność prawidłowego widzenia. Co więcej, minerał ten przeciwdziała starzeniu się narządu wzroku, szczególnie u osób w podeszłym wieku.

2.1.3. Wpływ na nastrój

Cynk wykazuje zdolność do indukowania aktywności neurotransmiterów pobudzających, dzięki czemu odpowiada za wspomaganie dobrego nastroju oraz działa jak naturalny antydepresant. Pierwiastek ten jest zarówno modulatorem, jak i inhibitorem receptorów N-metylo-D-asparaginianowych (NMDA), które pośredniczą we wzmożonym neuroprzekaźnictwie glutaminergicznym, a to zjawisko warunkuje powstawanie oraz objawy depresji. Cynk hamuje działanie receptorów NMDA, obecnych w neuronach glutaminergicznych. Te z kolei znajdują się w obszarach mózgowia, w których odnotowano zaburzenia funkcjonalne i strukturalne w trakcie przebiegu depresji. To m.in. kora mózgowa oraz hipokamp. Co więcej, minerał ten stanowi ważną część mechanizmów przeciwutleniających, które odpowiadają za integralność bariery krew-mózg i zabezpieczają przed niekorzystnymi skutkami stresu oksydacyjnego.

2.2. Wpływ na układ odpornościowy

Cynk wspomaga działanie układu immunologicznego. Dowiedziono, że niedobór tego minerału warunkuje zanik tkanki limfatycznej, a także niekorzystnie zmienia proces pierwotnej i wtórnej odpowiedzi odpornościowej, co znacznie podnosi ryzyko infekcji oportunistycznej. Co więcej, pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego działania tymuliny – hormonu, który przyłącza się do powierzchni limfocytów, odpowiedzialnych za komórkową odpowiedź odpornościową i indukuje ich aktywność cytotoksyczną oraz produkcję interleukiny IL-2, czyli cytokiny, która stanowi najistotniejszy czynnik wzrostu dla limfocytów T. Udowodniono, że zbyt niska podaż cynku wraz z dietą nie hamuje produkcji tymuliny a blokuje jej aktywację. Ponadto niedobór tego pierwiastka obniża poziom prekursorów limfocytów T – komórek CD73+, powoduje zaburzenie równowagi pomiędzy działaniem limfocytów T pomocniczych (Th1 i Th2), jak również zmniejsza aktywność tzw. naturalnych zabójców, czyli komórek NK (ang. natural killers), które odpowiadają za zjawisko korzystnej cytotoksyczności. Inne badania dowiodły, że proces generowania odpowiedzi immunologicznej przez cynk uwarunkowany jest działaniem mastocytów, czyli komórek tkanki łącznej oraz błon śluzowych, które zalicza się do układu odporności wrodzonej. Elementem ich budowy są struktury wiążące jony cynku. Odpowiadają one za produkowanie cytokin, uwalnianie histaminy oraz innych mediatorów stanu zapalnego. Udowodniono, że niedobór tego pierwiastka blokuje również ekspresję genów odpowiedzialnych za powstawanie chemokin, czyli cytokin chemotaktycznych.

2.3. Wpływ na układ pokarmowy

Przeprowadzono szereg badań, z których wynika, że cynk zapobiega rozwojowi wielu schorzeń układu pokarmowego, będących w głównej mierze wynikiem osłabienia bariery nabłonkowej śluzówki jelita. Pierwiastek ten wykazuje zdolność do uszczelniania tej struktury, dzięki czemu jest istotnym składnikiem, który pomaga w zwalczaniu biegunek. Z uwagi na fakt, iż cynk wspomaga działanie układu odpornościowego, pośrednio chroni także przed występowaniem rozwolnienia, wywołanego infekcją bakteryjną. Ponadto udowodniono, że suplementacja tego minerału wspomaga łagodzenie objawów choroby refluksowej oraz wrzodów żołądka, dzięki jego zdolności do hamowania wytwarzania kwasu solnego w tym narządzie.

2.3.1. Trzustka

Cynk jest minerałem niezbędnym do prawidłowej pracy trzustki. Indukuje on syntezę i regulację wydzielania insuliny oraz transmisję sygnałów o jej obecności. Co więcej, pierwiastek ten bierze czynny udział w wytwarzaniu glukagonu (hormonu będącego antagonistą insuliny) i pobudzaniu trzustkowych enzymów trawiennych. Udowodniono, że zarówno nadmierna, jak i niewystarczająca podaż cynku z dietą przyczynia się do blokowania powstawania tych enzymów. Ponadto minerał ten pozytywnie wpływa na pracę trzustkowych wysp komórek β, gdzie jest zmagazynowany w pęcherzykach wydzielniczych oraz jest połączony z insuliną. Z innych badań wynika, że zbyt niski poziom cynku w organizmie hamuje wydzielanie oraz aktywność tego ważnego w metabolizmie węglowodanów hormonu, przez co ma miejsce słabszy wychwyt glukozy.

2.4. Wpływ na układ krwionośny

Cynk odpowiada za regulację procesu krzepnięcia krwi. Stężenie tego pierwiastka jest znacznie wyższe w trombocytach (płytkach krwi) niż w osoczu. W momencie naruszenia struktury naczyń krwionośnych (wywołanego np. zranieniem) dochodzi do uwalniania tego minerału w obrębie uszkodzonego miejsca, co powoduje znaczny wzrost jego poziomu. Taki wolny cynk tworzy odwracalne wiązania z enzymem rozpoczynającym kaskadowy proces krzepnięcia krwi (czynnikiem Hagemana), który następnie zostaje przekształcony do czynnika XIIa. Ten finalnie tworzy fibrynę, czyli białko tworzące rusztowanie skrzepu. Uwolniony cynk indukuje również proces powstawania plazminy z jej nieaktywnego prekursora – plazminogenu. Co więcej, pierwiastek ten indukuje aktywność innych czynników krzepnięcia: prokonwertyny (czynnika VII) oraz Rosenthala (czynnika XI). Pobudzenie tego drugiego stanowi impuls do wytworzenia trombiny (II czynnika krzepnięcia), z jej prekursora – protrombiny, dzięki czemu zachodzi proces aktywacji fibrynogenu (I czynnika krzepnięcia). Udowodniono, że cynk wspomaga proces polimeryzacji fibryny, blokuje fibrynolizę (rozkład zakrzepu), a także niweluje przeciwkrzepliwe właściwości heparyny. Z uwagi na właściwości przeciwutleniające, minerał ten bierze udział w budowie enzymu dysmutazy ponadtlenkowej, przez co bierze udział w dysmutacji rodników ponadtlenkowych, które tworzą się wskutek naruszenia struktury komórek śródbłonka naczyń krwionośnych.

2.5. Wpływ na geny

Cynk bierze udział w procesach ekspresji i stabilizacji genów, zapobiega apoptozie komórek, indukuje ich wzrost oraz namnażanie. Jony tego pierwiastka stanowią również element strukturalny centrum aktywnego enzymów katalizujących syntezę DNA – polimerazy DNA i RNA. Ponadto dwuwartościowy kation cynku jest obecny w centrum domeny proteinowej, zwanej palcem cynkowym, która bierze bezpośredni udział w wiązaniu cząsteczki kwasu nukleinowego przez białko. Obecność jonów tego minerału stabilizuje tę domenę, a ich niedobór uniemożliwia powstawanie wystarczająco dużego oraz funkcjonalnego palca cynkowego. Przykładem proteiny zawierającej taką strukturę jest replikacyjne białko A (RPA, ang. Replication Protein A), które łączy jednoniciowe DNA, odpowiadające za replikację oraz naprawę kwasu deoksyrybonukleinowego. Cynk wykazuje zdolność do dwukierunkowego katalizowania reakcji odbudowy DNA albo poprzez wycięcie bazy BER (ang. base excision repair), albo nukleotydów NER (ang. nucleotide excision repair). Pierwsza możliwość zachodzi z udziałem enzymu glikozylazy DNA, która rozpoznaje i przyłącza uszkodzony fragment nici. W drugim mechanizmie proteina wiążąca fragment DNA nie jest aktywna katalitycznie, ale rekrutuje inne białka, które mogą naprawić powstałe uszkodzenia.

2.6. Wpływ na płodność

Udowodniono, że cynk indukuje proces spermatogenezy, dzięki czemu ma pozytywny wpływ na płodność. Niedostateczna podaż tego pierwiastka z dietą w okresie dojrzewania, powoduje obniżenie zawartości kwasu dokozapentaenowego (DPA), występującego w gonadach męskich, co generuje złą jakość nasienia, powoduje zahamowanie procesów wytwarzania oraz ograniczenie ruchliwości plemników, a nawet zanik jąder. Dowiedziono, że cynk odpowiada za swego rodzaju konserwację komórek rozrodczych, działa cytoprotekcyjnie (jako przeciwutleniacz), indukuje ekspresję białek Bcl-2, które zapobiegają śmierci komórkowej oraz uniemożliwia powstawanie protein Bax, działających antagonistycznie do Bcl-2.

2.7. Wpływ na skórę

Cynk ma korzystny wpływ na kondycję skóry, ponieważ bierze udział w syntezie prostaglandyn – hormonów, które mają istotne znaczenie w funkcjach wydzielniczych skóry. Minerał ten wykazuje działanie przeciwbakteryjne oraz indukuje proces gojenia się ran. Ponadto ma swój wkład w przetwarzanie kwasów tłuszczowych, dzięki czemu jest jednym z czynników regenerujących naskórek. Udowodniono, że nieprawidłowa podaż tego minerału osłabia układ odpornościowy skóry, co ma wpływ na występowanie alergii i innych chorób skóry. W leczeniu tych schorzeń stosuje się szereg preparatów cynkowych (maści, past, zasypek). Łagodzą one stany zapalne, trądzikowe, mają działanie ściągające, przywracają optymalne pH skóry oraz oczyszczają naskórek z nagromadzonego nadmiaru łoju. Ponadto pierwiastek ten bierze czynny udział w metabolizmie kolagenu, przez co wspomaga kondycję włosów i paznokci.

3. Jak stosować Cynk | Zinc?

Nie masz dostępu do tych treści

Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik,
aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej.

Bibliografia

  1. Bosco M.D., Mohanasundaram D.M., Drogemuller C.J., et al. Zinc and zinc transporter regulation in pancreatic islets and the potential role of zinc in islet transplantation. Rev Diabet Stud. (2010)
  2. Chaffee B.W., King J.C., Effect of zinc supplementation on pregnancy and infant outcomes: a systematic review. Paediatr. Perinat. Epidemiol. (2012)
  3. Gapys B., Raszeja-Specht A., Bielarczyk H., Rola cynku w procesach fizjologicznych i patologicznych organizmu.Diagn Lab. (2014)
  4. Grahn B.H., Paterson P.G., Gottschall-Pass K.T., Zhang Z. Zinc and the eye. J. Am. Coll. Nutr. (2001)
  5. Jabłońska-Trypuć A., Aktywność biologiczna wybranych mikroelementów w skórze i ich rola w cukrzycy.Przeg. Kardiodiabet. (2007)
  6. Jarosz M., et al, Normy żywienia dla populacji polskiej- nowelizacja. Instytut Żywności i Żywienia. (2012)
  7. Maret W., Zinc biochemistry: from a single zinc enzyme to a key element of life. Adv Nutr. (2013)
  8. Mońka I., Wiechuła D., Znaczenie cynku dla organizmu ludzkiego w aspekcie suplementacji tego pierwiastka. Ann. Acad. Med. Siles. (2017)
  9. Nowak G., Szewczyk B., Pilc A., Zinc and depression. An update.Pharmacol. Rep. (2005)
  10. Puzanowska-Tarasiewicz H., Kuźmicka L., Tarasiewicz M., Funkcje biologiczne wybranych pierwiastków. III. Cynk – składnik i aktywator enzymów. Pol Merk Lek. (2009)
  11. Rink L., Haase H., Zinc homeostasis and immunity. Trends Immunol. (2007)
  12. Ripps H., Chappell R.L., Review: Zinc’s functional significance in the vertebrate retina. Mol. Vis. (2014)
  13. Skrovanek S., DiGuilio K., Bailey R., Huntington W., Urbas R., Mayilvaganan B., Mercogliano G., Mullin J.M., Zinc and gastrointestinal disease. World J Gastrointest Pathophysiol. (2014)
  14. Szcześniak M., Grimling B., Meler J., Cynk – pierwiastek zdrowia. Farm Pol. (2014)
  15. Tyszka-Czochara M., Grzywacz A., Gdula-Argasińska J., Librowski T., Wiliński B., Opoka W., The role of zinc in the pathogenesis and treatment of central nervous system (CNS) diseases. Implications of zinc homeostasis for proper CNS function. Acta Pol Pharm. (2014)
  16. Vu T.T., Fredenburgh J.C., Weitz J.I., Zinc: an important cofactor in haemostasis and thrombosis. Thromb. Haemost. (2013)
  17. Wlaźlak E., Dunicz-Sokołowska A., Surkont G., Stetkiewicz T., Graczyk A., Analiza stężeń cynku we włosach w okresie około menopauzalnym. Przeg. Menopauzalny. (2007)
  18. Yanagisawa H., Zinc deficiency and clinical practice. JMAJ. (2004)
Cynk Zinc
nazewnictwo
Nazwa polska: cynk
Nazwa angielska: zinc
Nr CAS: 7440-66-6
Inne nazwy: zincum
Podstawowe korzyści
poprawa stanu układu nerwowego
wspomaganie dobrego nastroju
wsparcie pracy układu pokarmowego
regulacja krzepnięcia krwi
korzystny wpływ na płodność