Цинк в организме человека: роль, источники, нехватка и избыток

Цинк (Zn) - химический элемент, который в Периодической системе Д.И. Менделеева расположен на 30-м месте. В простом виде и при нормальных условиях представляет собой хрупкий металл голубовато-белого цвета, который за счет окисления быстро тускнеет на воздухе.

Несмотря на то, что с чистым цинком человечество в исторических масштабах времени познакомилось относительно недавно, его соединения были хорошо известны еще в Древнем Египте, Древней Греции, Индии (VII в.) и Китае (IX в). Металлический цинк был выделен только в 1738 году английским химиком Уильямом Чемпионом. Уже совсем скоро, в 1743 году, началась промышленная добыча этого металла. Однако очень часто первооткрывателем цинка называют немецкого ученого С. Марграффа, который в 1746 году запатентовал похожий (дистилляционный) способ добычи металлического цинка. Причиной такой исторической несправедливости является то, что С. Марграфф описал свой способ во всех деталях, что дало возможность промышленникам поставить добычу цинка, как говорится, на поток. В настоящее время более распространен электролитический метод получения цинка, который в 1915 году освоили канадцы и американцы.

В природе цинк очень распространен. Известно около 70 минералов цинка, среди которых более всего известны цинкит, виллемит, сфалерит, каламин , франклинит, смитсонит. Сфалерит (цинковая обманка) - самый распространенный из них. Среднее содержание этого элемента в земной коре около 8,3 10 -3 % (83 грамма на тонну), что не так и мало. Соединения цинка под высокими давлением и температурой хорошо растворяются в воде, поэтому в термальных водах его концентрация очень высока. При выходе на поверхность содержащийся в термальных водах сульфид цинка осаждается, образуя упомянутые минералы. Именно они и имеют промышленное значение.

Самые крупные месторождения цинка открыты в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. Россия также не является исключением, но по производству цинка она занимает лишь 11-е место в мире.

Цинк широко применяется для оцинковки металлов, оксид цинка используется в медицине как антисептик (присыпка, наполнитель бактерицидных и противоожоговых мазей), а также в производстве сплавов, резиновых шин, масляных красок.

Роль цинка в организме человека

Начнем с того, что цинк - важнейший биогенный минерал. Его средняя концентрация в живых организмах составляет 5 10 -4 %, однако в некоторых организмах этот показатель на порядки выше. Например, некоторые фиалки накапливают столько цинка, что счет его концентрации идет на целые проценты.

Организм взрослого человека в среднем содержит около 2 г цинка. Наибольшая концентрация цинка обнаружена в мышцах, поджелудочной железе и печени.

Роль цинка в организме человека огромна. Он входит в состав более чем 400 ферментов, среди которых те, которые регулируют жировой и белковый обмен и обмен сложных эфиров, синтез ДНК и РНК, альдегидов и других жизненно важных соединений. В этом случае рабочим элементом является положительно заряженный ион двухвалентного цинка Zn 2+ , который осуществляет депротонирование молекул воды и органических соединений.

Достаточно хорошо изучена карбоангидраза - ферментный цинкосодержащий белок, находящийся в красных кровяных тельцах и способствующий превращению углекислоты в гидрокарбонат-ионы и угольную кислоту. Дело в том, что сам углекислый газ по кровяному руслу перемещаться с целью утилизации не может, иначе бы он начал образовывать газовые пробки прямо в кровеносных сосудах со всеми вытекающими отсюда последствиями. А вот угольная кислота, хорошо растворимая в воде, транспортируется в легкие и там уже обратно разлагается до углекислоты. Таким образом, карбоангидраза служит своего рода упаковщиком и перевозчиком образующегося в процессе жизнедеятельности углекислого газа. Если бы не этот фермент, то выведение СО 2 из организма происходило бы в 10 миллионов раз медленнее!

Помимо этого цинк в организме человека выполняет еще огромное количество жизненно важных функций:

1. Поддержание иммунитета : цинк необходим для обеспечения деятельности белых кровяных телец (лейкоцитов) и антител, поэтому защищает организм от атак возбудителей различных инфекционных и вирусных заболеваний. Он активирует гормоны, регулирует деятельность вилочковой железы, что также помогает организму бороться с инфекциями и ускоряет регенерацию поврежденных тканей.

2. Гормональная регуляция : цинк необходим для продуцирования и утилизации инсулина, который способствует усвоению глюкозы организмом. Кроме того, в поджелудочной железе он также защищает бета-клетки, вырабатывающие инсулин, от разрушения. Цинк нужен для выполнения своих функций надпочечниками, гипофизом, щитовидной железой, яичниками, простатой и семенниками (яичками). В последнем случае он необходим для выработки мужского полового гормона - тестостерона. Цинк также отвечает за синтез простагландинов из жирных кислот, выработку гормона роста.

3. Обмен веществ . Как уже было отмечено, цинк входит в состав более чем 400 ферментов, без которых организм не смог бы усваивать огромное количество необходимых ему веществ. Цинк также способствует усвоению витамина Е и поддержанию в крови его приемлемого уровня. Обмен витамина А также зависит от наличия в крови цинкосодержащих элементов. Кроме того, цинк необходим для нормальной работы печени, в том числе для выведения из организма вредных продуктов метаболизма. Цинк регулирует выработку соляной кислоты в желудке, тем самым обеспечивая расщепление белков в желудочно-кишечном тракте.

4. Кости и зубы: цинк входит в состав ферментов костей и отвечает за формирование их структуры.

5. Кожа : здоровье кожи очень сильно зависит от достаточного поступления в организм цинка. Участвуя в липидном обмене, выработке гормонов, усвоении витамина А и синтезе белков, цинк способствует заживлению порезов, кровоподтеков (синяков), срастанию костей, обладает противовоспалительным действием.

6. Деление и рост клеток : цинк необходим для синтеза в ядрах клеток ДНК, поэтому играет ключевую роль в процессах деления клеток. Он также стабилизирует структуру ДНК, РНК и рибосом. Именно это его свойство дополнительно объясняет, почему достаточное количество цинка в организме так важно для регенерации поврежденных тканей и роста костей, волос, ногтей, обновления кожи.

7. Нервная система : установлено, что цинк принимает участие в выработке гормонов-нейромедиаторов, поэтому при его нехватке развивается болезнь Альцгеймера. Этот минеральный элемент отвечает за нормальное функционирование всех органов чувств, а в структуре глаза является преобладающим минеральным компонентом.

8. Развитие плода и беременность : врачи уделяют серьезное внимание достаточному количеству цинка в организме беременной женщины, поскольку от этого зависит правильное формирование тканей головы (формирование неба и губ), в том числе головного мозга. При недостатке цинка ребенок может родиться с патологиями опорно-двигательного аппарата, сердца, легких, половых органов. Кроме того, при отсутствии цинка резко возрастает риск выкидыша или рождения недоношенного ребенка.

9. Иное : учеными установлено, что при достаточном содержании цинка организм намного легче справляется с алкогольной интоксикацией. В то же время нехватка цинка может спровоцировать формирование алкогольной зависимости, особенно у детей и подростков. И все из-за того, что цинк входит в состав алкогольдегидрогеназы - фермента, отвечающего за утилизацию продуктов расщепления алкоголя.

Источники цинка в организме человека

Суточная норма поступления цинка зависит от пола человека: для мужчин она составляет 11 мг, для женщин - 8 мг (для беременных женщин в 2 раза выше).

Чтобы обеспечить организм достаточным количеством цинка, в пищу следует употреблять:

• устрицы, тыквенные и подсолнечные семечки, кунжут;
• мясо (говядина , баранина, курица, свинина);
• овсяную крупу;
• бобовые культуры (чечевица, арахис, горох, соя);
• шоколад.

В меньших концентрациях, но все так же в больших количествах, цинк присутствует в следующих продуктах питания:

• миндаль и грецкие орехи;
• молочные продукты (сыр, молоко, йогурт, мороженое);
• злаки и хлеб (пшеницу, рожь, рис);
• морепродукты и рыба (анчоусы, осьминог, карп, икра, сельдь);
• овощи и фрукты (ростки бамбука, кукуруза, финики, малина , брокколи , свекла , картофель , черная смородина , инжир , бананы , апельсины , грейпфруты , лимоны , яблоки);

Нехватка цинка в организме человека

В медицине выделяют 3 формы дефицита цинка:

1) подострая;

2) острая;

3) хроническая.

Причинами нехватки цинка в организме человека могут быть:

Последствиями дефицита цинка в организме обычно являются:

• патологии желудочно-кишечного тракта (обходной желдуочный анастомоз, синдром короткой кишки, болезнь Крона, спру);
• потеря аппетита, физическое истощение, диарея;
• гиперактивность или, наоборот, вялость, а также быстрая утомляемость, бессонница, неврастения, нарушения памяти, депрессия;
• повышенная тяга к спиртному;
• снижение остроты зрения, притупление (вплоть до полной утраты) вкусовых ощущений, обоняния;
• возникновение язв на языке и в полости рта;
• анемия (малокровие);
• болезни и плохое состояние кожных покровов (угри, фурункулез, чирьи, экзема, псориаз, трофические язвы, чешуйчатые высыпания на поверхности кожи);
• трудное заживление ран;
• плохое состояние ногтей (расслаивание, появление белых пятен, заусенцы на коже вокруг ногтевой пластины);
• дерматит и поражения волос (перхоть, тусклость, замедление роста, выпадение волос, в том числе очаговое облысение);
• повышение уровня сахара в крови, развитие сахарного диабета;
• задержка в развитии, гипогонадизм, задержка полового созревания у детей (в первую очередь у мальчиков);
• импотенция и отсутствие полового влечения;
• преждевременное старение;
• повышение риска развития аденомы предстательной железы, женское бесплодие;
• выкидыш и преждевременные роды, рождение детей с челюстно-лицевыми и иными патологиями;
• ослабление иммунитета, частые простуды, аллергические реакции;
• повышение риска злокачественных образований;
• повышение концентрации в организме меди, железа, кадмия, свинца.

Избыток цинка в организме человека

С переизбытком цинка врачи не часто сталкиваются в своей практике. Цинк - малотоксичный элемент и легко выводится из организма вместе с потом, мочой и калом. К тому же организм довольно бурно реагирует на высокую дозу цинка: прием свыше 200 мг цинка в составе растворимых солей является хорошо известным рвотным средством.

Хроническое отравление цинком происходит в случае продолжительного приема содержащих его соединений в дозах свыше 150 мг в сутки.

Основные причины избытка цинка в организме:

• работа на вредном производстве;
• неконтролируемый прием препаратов цинка, использование цинковых мазей;
• нарушение цинкового обмена.

Последствия избытка цинка в организме человека:

• ослабление иммунитета, развитие аутоиммунных заболеваний;
• повышения риска развития язвы желудка;
• боли в эпигастральной области, тошнота, рвота, диарея;
• вторичный дефицит меди, кадмия, железа;
• патологическое состояние волос и ногтей;
• аллергические высыпания на коже, экзема;
• фиброзное перерождение поджелудочной железы;
• нарушения работы печени, вплоть до некроза ее тканей;
• заболевания простаты;
• замедление роста и декальцификация костей.

При остром отравлении соединениями цинка наблюдается:

• сладкий вкус во рту;
• сильная жажда;
• отсутствие или снижение аппетита;
• усталость и разбитость;
• давящая боль в грудине;
• сухой кашель;
• в дальнейшем: холод в ногах, повышение температуры с последующим таким же резким снижением с проливным потоотделением, ломотой в различных частях тела, головной и мышечной болью, шумом в ушах;
• увеличение содержания сахара в крови.

Человек представляет собой сложноустроенный механизм, в котором каждое, даже самое незначительное с виду, звено выполняет свои важные функции. Чтобы понять, для чего нужен организму цинк, стоит выяснить, к каким последствиям может привести избыток или дефицит данного вещества.

Описание

Цинк важен для каждой клетки нашего организма. Ученые заявляют, что его систематический недостаток в рационе может привести к очень серьезным последствиям. Еще более пяти лет назад древние египтяне выяснили, для чего нужен организму цинк, и использовали его в качестве лучшего ранозаживляющего средства. Уже намного позже, только в середине двадцатого века, был проведен ряд исследований, в результате которых оказалось, что при добавлении в корм животным цинка они гораздо меньше болеют, а раны на их теле заживают буквально за считанные дни.

Свойства

Наукой выяснено, для чего нужен цинк в организме человека. Этот важный элемент не только помогает общему улучшению жизнедеятельности, именно он способствует быстрому избавлению от усталости и продлению нашей молодости. Общее его количество в организме составляет всего два-три грамма, из которых двадцать процентов приходится на кожные покровы, а шестьдесят расположены в мышцах. Остальная доля цинка входит в состав эритроцитов, лейкоцитов и семенную жидкость мужчин. В организм он попадает с едой, поступая в тонкий кишечник, через стенки которого проникает во все клетки, где участвует в следующих процессах:

• отвечает за правильную работу нервной системы и мозга;
• способствует достаточной выработке важного витамина А, а также гормонов предстательной железы у мужчин;
• необходим для правильного развития и полноценного функционирования семенников у мужчин и яичников у женщин;
• является мощным антиоксидантам, помогает устранить все воспалительные процессы в организме, быстро заживляет раны;
• помогает наладить выработку гормонов, отвечает за качественную регенерацию кожи и нормализует работу сальных желез ;
• важен для правильного формирования и роста костей и зубов.

Для чего нужен организму цинк, можно понять и по внешнему виду человека. Его большое количество содержится в волосах. Тусклость, ломкость и их выпадение явно указывают на серьезный недостаток данного элемента, который является своего рода активатором важных витаминов А и Е, напрямую участвующих в процессах регенерации. Но не только волосы и кожа нуждаются в цинке, он незаменим для зубов и общего здоровья десен, а смертность новорожденных в большинстве случаев связана именно с дефицитом или плохим усвоением этого элемента во время беременности.

Суточная норма

Зачем нужен цинк организму, хорошо знают вегетарианцы, которым его катастрофически не хватает. Не потребляя пищу, насыщенную данным элементом, они вынуждены добавлять его к рациону в виде отдельных аптечных добавок. Суточную норму специалисты определили еще в семидесятых годах. Было выяснено, что взрослому мужчине достаточно пятнадцати миллиграммов данного вещества в день, а женщине - двенадцати. Специалисты указывают, что в настоящее время с обычным рационом человек недополучает минимум две трети рекомендуемой суточной дозы, что может плохо отразиться на его самочувствии. Особенно данный аспект касается беременных и кормящих женщин, которым показан обязательный дополнительный прием цинка. Макроэлемент советуют применять при систематических физических и умственных нагрузках, для нормализации психологического состояния и людям старшего возраста. Дозу всегда определяет врач.

Признаки недостаточности

Для чего нужен цинк в организме женщины или мужчины, становится ясно, когда проявляются первые симптомы его явной нехватки. Причиной такого перерасхода важного нам микроэлемента может стать целый ряд различных ситуаций:

• недостаточное его поступление с пищей и жидкостью;
• послеоперационный период, когда пациент получает питание через капельницу;
• обезвоживание организма, связанное с приемом определенных лекарственных средств или вызванное отравлением;
• повышенное потоотделение;
• наличие онкологического или воспалительного заболевания;
• нестабильный образ жизни, частые стрессы.

Обилие вредных привычек или присутствие ряда негативных факторов может сильно сказаться на усвоении цинка и общей жизнедеятельности человека. Как правило, это проявляется целым рядом симптомов, игнорирование которых приводит к тяжелым последствиям:

• общее понижение иммунитета, нервные расстройства, быстрое старение организма;
• на этом фоне начинают свое развитие различной формы патологии, ухудшается работа ЖКТ, появляется нервозность и быстрая утомляемость;
• человек теряет аппетит, впадает в депрессию, мучается постоянными головными болями;
• на коже появляются различного рода высыпания, вплоть до псориаза и экземы.

Для чего нужен организму цинк, четко становится ясно, если оглядеть человека внешне. При недостатке данного макроэлемента он выглядит вялым и уставшим, ногти расслаиваются, появляется перхоть, обильно начинают выпадать волосы. Длительная нехватка приводит к полной дестабилизации иммунной системы, развивается малокровие, берет свое начало сахарный диабет, у мальчиков происходит задержка в половом созревании, а последствиями могут стать аденома и импотенция. Был проведен ряд исследований, в результате которых выяснилось, что недостаток этого вещества приводит к развитию серьезных патологий во время беременности, бесплодию, эпилепсии.

Переизбыток

Рост числа характерных заболеваний и патологий у населения говорит о том, что передозировка данным элементов в обычной жизни практически невозможна. В ряде случаев ее отмечали на производстве, связанном с наличием данного соединения, а также при самостоятельном приеме препаратов. Специалисты указывают, что в больших количествах цинк может вызывать головокружение, тошноту и рвоту. Известны случаи токсического отравления по причине хранения продуктов в оцинкованной посуде. Ученые также заявляют, что получить передозировку цинком при употреблении определенных продуктов практически невозможно, так как сам по себе он не токсичен и не способен накапливаться длительное время в определенных органах.

Главные источники цинка

Выяснив, для чего нужен цинк в организме мужчины и женщины, и насколько он важен, стоит внимательней отнестись к своему рациону и включить в него следующие максимально полезные для правильного функционирования органов продукты:

• устрицы и пшеничные отруби содержат самое большое количество данного микроэлемента;
• зеленые овощи, инжир, грейпфруты, лимоны, яблоки (250 мкг/1 кг);
• обязательно включайте в свой рацион мясо (птицу, говядину);
• овощи - свеклу, имбирь, томаты, картофель;
• фрукты, отруби и бобовые.

Важным источником цинка являются все виды семечек и орехов.

Что назначит врач

Для чего нужен организму цинк, хорошо известно врачам, которые отмечают, что с пищей мы усваиваем лишь малую его часть, и рекомендуют восполнять недостаток столь важного элемента с помощью специальных пищевых добавок. Разумеется, этого не стоит делать самостоятельно, определить правильную дозу и назначить нужный курс для восстановления баланса в организме должен грамотный специалист. Часть препаратов с окисью цинка показана к самостоятельному наружному использованию. С помощью таких эффективных мазей, паст, присыпок и растворов можно быстро избавиться от кожных высыпаний, ларингита, конъюнктивита.

Вывод

Опытный врач обязательно выяснит, в каких количествах пациент потребляет цинк, для чего нужен организму этот микроэлемент в настоящее время, и назначит соответствующее лечение. Прием цинка обязателен при чрезмерных физических нагрузках, частых стрессах, сахарном диабете и возрастных нарушениях.

Цинк - один из важнейших элементов для каждого человека. Он входит в состав сотни ферментов, белков, выполняющих защитные функции. Его содержание в организме невелико и варьируется в пределах от двух и до трех грамм. Больше всего этого вещества находится в нервной, мышечной, костной тканях, а также в почках, печени и железах.

Чтобы нарастить внушительную мышечную массу, бодибилдеру нередко прибегают к приему разнообразных пищевых добавок. Употребление цинка, моногидрата креатина, HMB и подобных веществ представляет собой важнейшее дополнение к рациону каждого всерьез занимающегося спортом человека.

Прием активных добавок не гарантирует полное восполнение требуемого количества веществ, витаминов, элементов. Это касается и цинка. Его дефицит испытывают многие, но особенно остро спортсмены. Большинство атлетов страдают от недостатка цинка, а без него невозможно добиться непрерывного и безопасного роста мускулатуры. Следовательно, каждому спортсмену необходимо четко контролировать достаточное поступление цинка в организм.

Элемент играет сразу несколько важных функций. Являясь компонентом ферментов, он влияет на обмен таких веществ, как жиры, углеводы, белки. Цинк содержится в ферменте карбоангидразы, который имеет не последнее значение в равновесии кислотно-щелочного баланса. Осуществление окислительно-восстановительных процессов невозможно без этого микроэлемента.

Цинк принимает участие в таком сложном процессе, как экспрессия генов. Он заключается в считывании закодированной в ДНК информации, последующей ее транскрипции в форме РНК и дальнейшего превращения в белок. Будучи неотъемлемой частью расшифровки информации из молекул ДНК, микроэлемент неразрывно связан как с внутриклеточным делением, так и с апоптозом - запрограммированной гибелью клеток.

Микроэлемент требуется для полноценного полового, интеллектуального, физического развития, поддержания общего тонуса и иммунной системы. Он воздействует на метаболизм ретинола - истинного витамина A и его производных, от которых зависит работа визуальных рецепторов. И если человек начинает плохо видеть в темноте, то это, прежде всего, может сигнализировать о недостатке цинка.

У цинка есть и еще одно важное свойство. От него зависит всасывание металлов, которые присутствуют в таких белках, как трансферрин и альбумин. Если регулярно употреблять не менее 50 миллиграмм данного микроэлемента, поглощение железа с медью будет подавлено и, наоборот, прием большего количества этих металлов снизит процесс абсорбции цинка.

Среди металлов, ионы которых входят в состав органических соединений, важное место принадлежит цинку. Биохимики внесли его в группу микроэлементов, чье содержание в клетке не превышает 0,0001 %. Катионы цинка можно встретить как в животных, так и в растительных организмах, где он входит в состав биологически активных веществ, например, таких как гормоны и ферменты, нуклеотиды, липиды и сложные эфиры. Роль цинка в организме человека многообразна: он необходим для правильного обмена веществ, нормального протекания иммунных процессов, осуществления репродуктивной функции. В данной статье мы подробнее рассмотрим свойства соединений, содержащих микроэлемент цинк, а также приведем примеры, иллюстрирующие его значение в поддержании гомеостаза человеческого организма.

Атом цинка как комплексообразователь

Большинство ферментов, обеспечивающих проведение реакций клеточного метаболизма, представляют собой комплексные вещества и содержат ионы железа, магния, меди, цинка. В биохимии они называются металлоорганическими соединениями. Роль цинка в организме человека заключается в том, что он, являясь центральным ионом, входит в состав молекул гормонов, ферментов и других биологически активных веществ, например инсулина, лактатдегидрогеназы, антипротеазного белка крови. Рассмотрим их свойства далее.

Регуляция гликолиза

Одним из этапов энергетического обмена в клетке является гликолиз - бескислородное расщепление глюкозы - основного энергетического вещества клетки. Он осуществляется в присутствии фермента лактатдегидрогеназы и приводит к превращению углевода в молочную кислоту. Избыточное содержание лактата отравляет цитоплазму клетки, для расщепления этого вещества до безвредной пировиноградной кислоты в цитозоле синтезируется цинксодержащий фермент. Его действие приводит к нейтрализации молочной кислоты в клетках сердечной мышцы, нефронах и миоцитах, освобождая цитоплазму от токсина, что подтверждает важную роль цинка в организме человека. Содержание лактатдегидрогеназы в крови используется в диагностике заболеваний, сопровождающихся патологическим усилением обмена веществ, в частности расщепления глюкозы, например, таких как рак печени, желудка, легких, воспалительных процессов почек и дегенеративных изменений в мышцах.

Роль цинка в развитии иммунной системы

Лимфатические узлы, вилочковая железа, красный костный мозг, небные миндалины вырабатывают клетки, обладающие выраженным защитным эффектом против бактерий, вирусов, чужеродных белков и токсинов. Уровень развития иммунной системы решающим образом влияет на состояние здоровья человека и во многом зависит от своевременного формирования защитных элементов: антител, интерферонов, фагоцитов, лимфоцитов, макрофагов. Как установили биохимические исследования, все вышеперечисленные вещества и клетки, борющиеся с инфекционным началом, образуются при непосредственном участии микроэлемента. Важная роль цинка в организме человека заключается в том, что он участвует в формировании Т-лимфоцитов и клеток-киллеров. Они несут основную нагрузку в обезвреживании болезнетворных бактерий и вирусов, вызывающих такие тяжелые заболевания, как туберкулез, пневмония, синдром иммунодефицита и т. д. Кроме того, ионы цинка активируют клеточные гены, отвечающие за своевременную ответную реакцию на стрессовые факторы внешней среды и повышение сопротивляемости организма к ним. Также и гормоны вилочковой железы - тимозин, тимопоэтин и тимулин- становятся активными в присутствии комплексных частиц цинка, что способствует усилению иммунных процессов.

Механизм воздействия микроэлемента на вирусную инфекцию

Чтобы расширить представление о том, какую роль играет цинк в организме человека, рассмотрим его функции в блокировании репликации нуклеиновых кислот и синтеза белковых молекул вирусов. Результаты микробиологических исследований подтвердили факт направленного антивирусного эффекта ионов цинка на возбудителей таких болезней, как герпес, энцефалит, грипп. В частности, микроэлемент способствует выделению в кровь различных видов интерферонов, что помогает на ранних стадиях заболевания купировать стремительное размножение вирусных частиц. В особенности это касается процессов трансляции белков возбудителя, которые оказываются заблокированными. Таким образом, биологическая роль цинка в организме человека заключается в его ярко выраженном противовирусном эффекте, обеспечивающем способность клеток противостоять патогенным агентам.

Как цинк регулирует репродуктивные функции человека?

Способность к размножению и продолжению рода - важнейшее свойство всех видов живых организмов. Для женского организма цинк необходим в период беременности, а его дефицит проявляется в симптомах предменструального синдрома: мигрени, появлении отеков и болевых спазмов. Микроэлемент является наиболее значимым для правильного развития мужской половой системы и фертильности гамет - сперматозоидов. Маскулинный тип формирования тела, нормальное функционирование половых желез - яичек и простаты, жизнеспособность спермы - такова роль цинка в организме мужчины. Цинк в виде комплексообразователя входит в состав важнейшего полового гормона - тестостерона, отвечающего за весь процесс сперматогенеза, репродуктивные свойства и либидо мужчины.

Рост организма и его зависимость от органических соединений цинка

Известно, что передняя доля гипофиза вырабатывает гормон соматотропин, от которого зависят физиологические процессы роста костной ткани. Наряду с гормоном роста в гипоталамусе происходит молекул, представляющих собой полипептиды и называемых соматомединами. Они содержат атомы цинка и вместе с соматотропином поступают в кровь, влияя на процессы остеогенеза. Избыточное количество ростовых факторов приводит к таким заболеваниям, как гигантизм и акромегалия (непропорционально длинные конечности), а недостаток гормонов вызывает карликовость. Все вышеприведенные факты подтверждают решающую роль цинка в организме ребенка, процессы роста которого контролируются цинксодержащими гормонами.

Функции фермента карбоангидразы

В процессах катаболизма в клетках и межклеточной жидкости накапливается избыточное количество продуктов распада: уксусного альдегида, сложных эфиров, углекислого газа. Во избежание интоксикации в ферментную группу организма входит карбоангидраза. Она содержит комплексный ион цинка и усиливает реакцию взаимодействия вредных веществ с водой. В результате гидратации токсины нейтрализуются до безвредных для клетки соединений, например угольной кислоты. Фермент наряду с эритроцитов всех млекопитающих, а не только человека. Карбоангидраза, содержащая цинк и находящаяся в красных кровяных тельцах, активизирует разложение токсичных кислых солей карбонатной кислоты, которые накапливаются в крови вследствие внутреннего дыхания, до воды и углекислого газа. Этот факт доказывает чрезвычайно важную роль цинка в жизнедеятельности живых организмов.

Поджелудочная железа - один из главных органов пищеварительной системы, вырабатывает целый арсенал жизненно важных энзимов и гормонов, одним из которых является инсулин. Он содержит две белковые цепи, способные связываться с ионами цинка. В таком состоянии инсулин воздействует на глюкозу, находящуюся в плазме крови. Он снижает ее избыток, появляющийся после приема углеводов, содержащихся в хлебе, картофеле, кондитерских изделиях. Гормон вырабатывается поджелудочной железы, и при его недостаточном выделении у человека развивается сахарный диабет. Важная роль цинка в организме человека заключается еще и в том, что инсулин, содержащий его, также влияет на обмен белков и липидов, приводя к депонированию жира в сальнике и подкожной жировой клетчатке.

Чем опасен для здоровья человека?

Ранее мы установили факт присутствия микроэлемента в виде центрального атома комплексных органических соединений, представленного в молекулах различных ферментов. Особое место среди них принадлежит биологически активным веществам - карбоксипептидазам, содержащим ионы цинка. Энзимы входят в состав панкреатического сока и необходимы для нормального переваривания пищи в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике. Они также участвуют в синтезе важнейших гормонов, контролирующих обмен веществ: вазопрессина, окситоцина, инсулина. Доказано влияние цинксодержащих карбоксипептидаз на механизмы свертывание крови, репарацию тканей, функции размножения. Очевидно, что отражается на самочувствии и имеет следующие симптомы: резкое снижение иммунитета, подверженность депрессивным состояниям, нарушения в работе пищеварительной системы, аномалии в развитии репродуктивной функции. Все это может привести к необратимым изменениям в организме человека.

Значение правильного питания в профилактике дефицита цинка

Отличительной особенностью микроэлемента является то, что он медленно усваивается органами пищеварения из продуктов растительного и животного происхождения: говядины, молока, арахиса, тыквенных и кунжутных семян. Снижает всасывание цинка ворсинками эпителия тонкого кишечника избыточное содержание в химусе грубой клетчатки, фолиевой кислоты и ионов меди, кальция и кадмия, являющихся антагонистами цинка. Суточная потребность микроэлемента составляет для детей - от 3 до 7 мг, женщин - 8 мг, мужчин - 11 мг. Кратко роль цинка в организме человека можно охарактеризовать следующим образом: находясь в поджелудочной железе, гонадах, печени, лимфоцитах и мышцах, микроэлемент является жизненно необходимым для правильного протекания метаболических реакций, функционирования пищеварительной, эндокринной и половой систем человека.

Общие сведения
Цинк - элемент II группы периодической с атомным номером 30, обозначается символом Zn (лат. zincum).
Латинское zincum переводится как «белый налет». Происхождение этого слова точно не установлено. Предположительно, оно идет от персидского «ченг», хотя это название относится не к цинку, а вообще к камням. Слово «цинк» встречается в трудах Парацельса и других исследователей 16-17 вв. и восходит, возможно, к древнегерманскому «цинко» - налет, бельмо на глазу. Цинк был известен в Индии и Китае с XVI в. Общеупотребительным название «цинк» стало только в 1920-х гг.
Цинк представляет собой голубовато-белый пластичный металл, хрупкий при литье. На воздухе покрывается оксидной пленкой, реагирует с кислотами и щелочами. Используется при гальванизации железа, в сплавах, таких напр., как латунь; в аккумуляторных батареях и как стабилизатор полимеров. Природным источником цинка являются минералы (сфалерит).
Биологическая роль цинкаЦинк 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.

Zinc http://goo.gl/WBux4D

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.

Метаболизм цинка
Всасывание цинка происходит в тонкой кишке.
Отсутствует какое-либо определенное депо цинка в организме человека, поэтому сокращение потребления цинка с пищей быстро приводит к симптомам его дефицита.
Главный путь для экскреции цинка – желудочно-кишечный трактат. Фекальные потери цинка состоят из неабсорбированного из диеты и секретированного эндогенно цинка. Панкреатическая секреция – основной источник эндогенного цинка. Количество цинка, секретируемого в кишку, изменяется в зависимости от его потребления. Приблизительно 400–600 мкг выделяется ежедневно с мочой. Цинк также теряется со спермой и менструальным секретом.
Состояния катаболизма (тяжелые ожоги, операции, травмы, а также голодание) приводят к клинически значимому увеличению потерь цинка с мочой. Поверхностные потери через десквамацию кожи, рост волос и с потом составляют до 1 мг/сут.

Потребности организма человека в цинке
У взрослых людей общее содержание цинка в теле составляет приблизительно 1,5 г – у женщин и 2,5-3 г – у мужчин.
Считается, что оптимальная интенсивность поступления цинка в организм 10-15 мг/день. Суточная потребность взрослого человека в цинке колеблется от 15 до 25 мг.
Дефицит цинка может развиваться при недостаточном поступлении этого элемента в организм (1 мг/день и менее).
Цинк незаменим для нормального роста и развития. Поэтому потребность в цинке увеличивается в течение беременности. Она невелика: приблизительно 100 мг на весь период беременности или дополнительное потребление 0,6 мг/сут цинка на протяжении беременности. Материнская заболеваемость, связанная с дефицитом цинка включает длительные роды, атонические кровотечения и преждевременные роды.

Пищевые источники цинка
В организм цинк попадает с пищей. Пищевые продукты очень отличаются по содержанию в них цинка. В яичном белке, например, содержание цинка составляет 0,02 мг/100 г, в легкоусвояемом мясе 1 мг/100 г, а в устрицах – 75 мг/100 г. Основными продуктами, в которых содержание цинка максимально, являются сыр, мясо птицы, орехи, креветки, зерновые и бобовые.
Также много цинка в мясе гусей, фасоли, горохе, кукурузе, говядине, свинине, курице, рыбе, говяжьей печени, а также в молоке, яблоках, груше, сливе, вишне, картофеле, капусте, свекле и моркови.
Хлебные злаки из цельного зерна наиболее богаты цинком. Большее количество его содержится в отрубях и зародышевых частях зерна и почти 80% теряется в процессе размалывания пшеницы. Но продукты из цельных зерен и белки растений, такие как белки сои, содержат цинк в менее доступной форме из-за фитиновой кислоты, содержащейся в пищевых продуктах растительного происхождения. Удаление фитата из пищи может значительно увеличить абсорбцию цинка. Брожение теста уменьшает содержание фитиновой кислоты и значительно улучшает всасывание цинка.
Орехи и бобы – относительно хороший растительный источник цинка. Концентрация цинка в растении увеличивается, если оно вырастает на богатой цинком или обработанной удобрениями почве.
Питьевая вода обычно имеет низкий уровень содержания цинка.

Токсичность цинка
Доза цинка более 200 мг/сут – рвотное средство.
Длительное потребление добавок цинка (более 150 мг/сут) приводит к появлению эрозий в желудке и снижает функцию иммунной системы.
Порог токсичности для цинка составляет по данным профессора А. Скального 600 мг/день.
В литературе сообщалось об острой интоксикации цинком у людей, обусловленной его избыточным потреблением. Отдельные эпизоды интоксикации произошли в результате потребления пищевых продуктов и напитков, хранившихся в гальванизированных контейнерах. Признаки острого отравления цинком: боль в эпигастрии, диарея, тошнота и рвота.
При хронической интоксикации наблюдается вторичный дефицит меди, вызванный конкурентными взаимодействиями между этими элементами при абсорбции в кишечнике.

Пищевые взаимодействия
Потребление цинка коррелирует с потреблением белка, но точная взаимосвязь зависит от пищевого источника. Диеты, состоящие, в основном из яиц, молока, домашней птицы и рыбы имеют более низкое содержание цинка и белка чем те, которые состоят из морепродуктов, говядины и другого красного мяса. Те вегетарианские диеты которые состоят из большого количества бобов, цельного зерна, орехов и сыра богаты содержанием цинка и белка притом, что в рационах с его низким содержанием представлены, прежде всего, фрукты и овощи.
Для лучшего усвоения цинка организмом необходимы витамины А и В 6 .
Усвоению цинка препятствуют медь, марганец, железо и кальций (в больших дозах). Кадмий способен вытеснять цинк из организма.
Большое количество потребляемого цинка может нарушать биодоступность меди. Относительно низкий уровень потребления цинка повышают абсорбцию меди. Клинические признаки дефицита меди развиваются у лиц, принимающих 150 мг цинка в день в течение 2 лет. Высокое потребление меди не ингибирует всасывание цинка.
Хотя высокий уровень пищевого кальция может мешать всасыванию цинка у животных, дополнение солей кальция в рацион людей обычно не нарушает баланс цинка.
Олово ухудшает всасывание цинка.
Фолиевая кислота может вредить всасыванию цинка, когда потребление цинка с пищей недостаточное. Это имеет значение при беременности, когда женщинам часто назначают дополнительно фолиевую кислоту

Индикаторы элементного статуса цинка
Для оценки содержания цинка в организме определяют его содержание в сыворотке и цельной крови. Подробне: .
Для оценки обмена цинка проводится определение ферментов карбоангидразы, сорбитдегидрогеназы, и .