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)
