funzione catalitica dello zinco
annuncio pubblicitario
ZINCO •Fonti alimentari: molluschi (ostriche), carne rossa, fegato, uova, germe dei cereali, nocciole, legumi •Contenuto nel corpo umano 1,5-2,5 g •Funzioni cofattore di ~200 enzimi, ruolo strutturale nei fattori di trascrizione •PRI: 11 mg/die (M); 8 mg/die (F) •Carenza ritardo nella crescita, lesioni cutanee, alterazione della spermatogenesi, alterazione della risposta immunitaria, suscettibilità alle infezioni, diarrea, ritardo della rimarginazione ferite •Malatti genetica: acrodermatite enteropatica (autosomica dominante), produce carenza severa di zinco •Tossicità: UL 25 mg/die, compete per l’assobimento del rame Contenuto e distribuzione dello zinco nel corpo umano (1,5-2,5 g) 85% ossa e muscoli 11% pelle (capelli, unghie) e fegato (contiene una riserva di Zn) abbondante nel liquido seminale 0,5 % sangue (80% eritrociti – legato a carbonico anidrasi e superossido dismutasi) (20% plasmatico – trasporto, legato ad albumina, alfa2-macroglobulina, amminoacidi, transferrina) >95% intracellulare 50% citoplasma 30-40% nucleo ASSORBIMENTO DELLO ZINCO Nell’intestino tenue •Transcellulare, mediato da trasportatori, saturabile (riguarda lo Zn presente nella dieta) •Paracellulare, passivo (riguarda i supplementi) • Biodisponibilità del 33% Fattori/componenti della dieta che ne influenzano la biodisponibilità acidità gastrica (rilevante negli anziani, a rischio per acloridria) proteine (es. poco biodisponibile nel latte vaccino vs. umano) fitati ferro da supplementi calcio e fosforo Trasportatori dello zinco Famiglie di proteine Omeostasi dello zinco Fortemente regolata a livello intestinale diverse isoforme in diversi tessuti Trasportatori per l’ingresso: Zip (Zip 1-14) •trasportano il metallo dai fluidi extracellulari dentro le cellule o lo liberano da vescicole intracellulari •la loro espressione e localizzazione in membrana dipende dalla quantità di Zn Trasportatori per l’efflusso: ZnT (ZnT 1-10) Fanno diminuire lo Zn nelle cellule Facilitano l’uscita L’eccesso di Zn nella cellula stimola la sintesi di metallotioneina (MT) viene legato ed eliminato con l’esfoliazione della mucosa intestinale Da: Cousins, Liuzzi and Compton, J. Biol. Chem. 2006 Acrodermatite enteropatica: mutazione di Zip4. Meccanismo di regolazione dell’espressione genica da parte dello zinco (es metallotioneina) •Lo Zn nella cellula si lega a MTF-1 (Metal-binding Transcription Factor-1) •Il complesso MTF1-Zn migra nel nucleo •Riconosce sequenze MRE (Metal Regulatory Elements) nel promotore di diversi geni bersaglio (es. Metallotioneina, ZnT1, CDF) •L’interazione MTF-1/MRE è modulata dallo stato redox intracellulare •Numerosi geni mostrano le sequenze MRE e possono essere regolati positivamente o negativamente dallo Zn Lo zinco viene eliminato tramite •Sfaldamento della mucosa intestinale •Urine •Allattamento •Mestruazioni •Liquido seminale •Perdita di capelli •Sfaldamento dell’epidermide •Fluidi pancreatici e intestinali Caratteristiche biochimiche dello zinco •Presenta un solo stato di ossidazione stabile (Zn 2+) •Non partecipa quindi direttamente a reazioni di ossidoriduzione •Non catalizza la reazione di Haber-Weiss (diversamente da Fe e Cu) •Si lega alle His e Cys con ripercussioni sulla struttura e funzione delle proteine Funzioni dello zinco Implicato nella crescita cellulare e nel differenziamento dei tessuti a rapido ricambio (sistema immunitario, gastro-intestinale, pelle, sistema riproduttivo) •Funzioni catalitiche (nel sito attivo di enzimi) •Funzione strutturale •Regolazione della trascrizione genica •Funzione antiossidante FUNZIONE CATALITICA DELLO ZINCO > 200 enzimi dipendenti da Zn Non è noto come lo Zn viene donato alle apo-proteine Esempi •Carbonico anidrasi (mantenimento pH del sangue) •Carbossipeptidasi pancreatica •Lattato deidrogenasi (glicolisi anaerobia) •Alcool deidrogenasi (metabolismo dell’etanolo) •Fosfatasi alcalina (ALP) (metabolismo osseo ed epatico) •Retinale deidrogenasi (metabolismo vit A, retinale ad ac retinoico) •Metalloproteasi (rimodellamento matrice extracellulare, es. collagenasi) •DNA e RNA polimerasi, aminoacil-tRNA sintasi (replicazione, riparazione, trascrizione del DNA) Anidrasi carbonica Proteina più abbondante negli eritrociti, dopo l’emoglobina H2O + CO2 HCO3- + H + Lo zinco agisce come acido di Lewis FUNZIONE STRUTTURALE DELLO ZINCO Motivi a dita di zinco (zinc-fingers): zinco coordinato a 2 His e 2 Cys: Presenti in numerosi fattori di trascrizione (recettori per gli estrogeni, ac. retinoico, 1, 25 (OH)2 D) Presente in proteine coinvolte nella trasduzione del segnale (protein chinasi) e nell’adesione cellulare FUNZIONE ANTIOSSIDANTE DELLO ZINCO •E’ presente nelle Cu, Zn SOD (SOD1 e EC-SOD), enzimi antiossidanti (dove svolge un ruolo strutturale) •Stimola la sintesi di metallotioneine, che contrastano la reattività di metalli redox (Cu, Cd, Hg etc) •Legandosi, protegge dall’ossidazione di gruppi -SH di proteine presenti sulle membrane cellulari Sito attivo di SOD1 Funzioni del sistema immunitario depresse in carenza di zinco •Numero dei linfociti T in circolo •Proliferazione dei linfociti T stimolata da PHA •Numero dei timociti nel timo •Reazione di ipersensibilità ritardata •Funzione dei linfociti T-helper •Attività citotossica dei linfociti T •Attività dei linfociti natural killer •Funzionalità dei neutrofili (burst ossidativo, chemotassi) •Funzionalità dei macrofagi (fagocitosi) •Livello sierico di timulina Lo zinco attiva la timulina ormone nona-peptidico prodotto dal timo coinvolto nella produzione di citochine, maturazione, differenziamento, citotossicità dei linfociti T Prasad AS, Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care, 2009,12, 646-652 SINTOMI DI CARENZA DI ZINCO •Ritardo nella crescita •Compromissione della difesa immunitaria •Linfopenia •Diminuita funzione linfociti T e B •Diminuita funzione dei neutrofili e macrofagi •Diminuita funzione cellule natural killer •Diminuita funzione del complemento •Perdita dell’appetito •Lesioni cutanee •Anomalie scheletriche •Ritardo della maturazione sessuale e compromissione della capacità riproduttiva •Stress ossidativo VALUTAZIONE DELLO STATO NUTRIZIONALE PER LO ZINCO •Misurazione della fosfatasi alcalina nel plasma (non troppo affidabile) •Concentrazione plasmatica di zinco GRUPPI A RISCHIO DI CARENZA •Patologie del malassorbimento (morbo di Chron, coliti) •Anziani •Donne in gravidanza e allattamento •Ustionati Tossicità dello zinco (rara) UL 25 mg/die Induce carenza di rame e ferro (effetto terapeutico nella Malattia di Wilson)
