Funções biológicas do zinco

Raios iônicos dos principais metais de transição (pm)

Cu (+2) 72 Zn (+2) 74 Fe (+2) 75

Co (+2) 79 Mn (+2) 81

Fontes do zinco (mg/kg peso úmido)

Queijo 30 -40

Carne vermelha magra 40 - 50

Carne vermelha gorda 10 -15

Carne de porco magra 20 - 30

Frango 7 - 20

Peixe 3 – 5

Necessidade fisiológica no Reino Unido 9.7 +-3.3 mg/dia

Absorção do zinco1. Liberação do zinco no intestino (duodeno e jejuno);

2. Contato com o ácidos picolínico e cítrico (na presença de Vitamina) que o transportam para a célula;

3. Ligação com metaloenzimas, metalotioneina (ou DMT) (ricos em cisteína);

4. Transporte ao bordo basal do enterócito (ATP);

5. Passagem através a membrana celular á circulação.

Assimilação do total ~ 20%

Favorecem à absorção: 1. Meio ácido do estômago;

2. Mastigação de alimentos;

3. Cereais cozinhados.

Dificultam a absorção:

1. Cobre, cádmio e chumbo (competição por metalotioneína);

2. Ferro (competição por receptores de ligação na superfície de eritrócitos, fator de geometria);

3. Produtos alimentícios:

a. cereais (fitato e hexafosfato de inositol)equação:

y = 38 – 8.5lnx

onde x – quantidade do ácido fítico;

4. Leite de vaca;

5. Cimetidina, antibióticos, quelatos, diuréticos

Quantidade diária recomendada do zinco (mg/dia)

Categoria Idade (anos) QuantidadeBebês 0-1 5Crianças 1-10 10Homens 11- - adulto 15Mulheres 11- adulta 12Grávidas 15Lactantes 16 -19

Transporte do zinco

Zn está associado a:

1. 80% com albumina;

2. 15-19% com -2-macroglobulina;

3. 1% com aminoácidos e metaloenzimas

O transporte está alterado na patologia hepática (cirrose,doença de Wislon, etc)

Excreção do zinco1.Fezes (via principal)

2.Urina – (via secundaria, inibidores da excreção renal: insulina, ácido fólico)

3.Suor ( via importante: até 3 mg por dia podem perder-se no suor);

4.Sêmen (concentrações altas, níveis baixos)

Aumentam a excreção: processos catabólicos, açucares, álcoolNíveis da excreção renal e conteúdo no plasma não semprerefletem

os níveis plasmáticos. É preferível medir o zinco em leucócitos e eritrócitos

Distribuição do zinco

Corpo adulto contém 1.5 - 3.0 g Zn:

Músculo - 60%

Ossos - 30%

Pele - 6%

Maiores concentrações estão na próstata, no sêmen, em

glóbulos vermelhos e brancos.

1. Plasma;

2. Fosfatase alcalina;

3. Carboanidrase;

4. Àlcool dehidrogenase;

5. Zn-Cu superóxido dismutase;

6. Retinol dehidrogenase;

7. Fructose-1,6-difosfatase;

8. Carboxiopeptidases;

9. Colagenase;

(no total, mais de 300 enzimas)

Formas de fixação de zinco:

Pohmel, Sir, 1998

Formas da ligação do zinco

Funções do cofator: catalítica es estabilizadora

Tipo de ligação:

a. –SH da cisteina;

b. –N da histidina;

c. –O de aspartato

Metabolismo de zinco

“Dedos de zinco”, complexo funcional característico:

4Cis ou 3Cis + His ou 2Cis + 2 His, separados por outros aminoácidos, com o Zn no centro do tetraedro formado

(coordenação tetraédrica típica, ponto do controle da atividade enzimática)

Metabolismo do zinco Proliferação celular

Inibição de crescimento é um sintoma cardinal da deficiência do zinco

Constituintes indispensáveis para a proliferação celular:

1. DNA, RNA;

2. Presença do zinco no núcleo, nucléolo e cromossomos da célula;

3. Metaloenzimas contendo zinco:

DNA polimerase;

(na presença de “dedos de zinco”)

RNA transcriptase e outros;

Metabolismo do zinco Crescimento do organismo

1. Hormônio de crescimento (produzido na hipófise; necessita a presença de altas concentrações do zinco);

A mensagem hormonal deve chegar e ser processada para que a replicação ocorra (transdução do sinal mitogênico)

2. Fator de crescimento I tipo insulina (regulação da utilização de aminoácidos e de glicose; faz que o hormônio de crescimento seja acessível aos tecidos)

Metabolismo do zinco Crescimento de tecidos

Em modelos experimentais com a dieta deficiente em Zn observa-se a perda de massa corporal entre 24 e 32%

1. Crescimento ósseo;

2. Cicatrização dos ferimentos;

3. Formação de calos ósseos;

4. Cicatrização de queimaduras;

5. Regeneração da pele lesionada por acne

Metabolismo do zinco Sistema imunológicoEfeitos da deficiência do zinco no sistema imunológico

Fatores que afetam a produção de linfócitos:

1. Menor produção da timulina, hormônio dependente do zinco. Existem dois tipos da timulinaa. dependente de zincoa diferença é um marker da deficiência de Znb. não dependente do zinco;

2. Maior produção de glicocorticóides (indutores de apóptose ou morte celular dos timócitos, precursores das células T) redução generalizada da população das células imunocompetentes (em compensação, há aumento

em granulócitos, nutricionalmente menos importantes)

Linfopenia e atrofia do timo: com a perda de 24-32% da massa do corpo a perda da massa do timo é 50-80%

Processo de apoptose direto:

Liberação de glicocorticóides

Receptor da membrana celular

Estimulação do núcleo (genes da morte)

Liberação da endonuclease

ação reguladora do íon Zn

(inibidor da endonuclease)

Destruição de DNA

Na deficiência do zinco perecem as células relativamente sãs. Normalmente funciona o efeito do gatilho: eliminação das células estressadas, envelhecidas e anormais

Metabolismo do zincoAção antioxidante

Proteção das células contra radicais livres;

Zn-Cu-Superóxido-dismutase

Glutation-peroxidase

Ação antiviral

Diminui a replicação viral HIV

Metabolismo do zinco no ósso

1. Aumenta a densidade do osso na osteoporose;

2. Protege o osso contra reabsorção;

3. Protege o osso contra fraturas na mielomatose;

4. Facilita a formação do calo ósseo.

Ca5(PO4)3(OH,F,Cl), Klet. Razm.,2002

Metabolismo do zincoSentido de gosto e de olfato

Deficiência do zinco da anidrase carbônica na saliva

Danos oxidativos ás papilas gustativas e sensores bucais

Alterações reversíveis de gosto e de olfato

São os primeiros sintomas características da deficiência do zinco

Metabolismo do zincoSistema endocrino

1. Pâncreas

O zinco é armazenado na forma de complexo a Zn-insulina nos islotes de Largenhans;

2. Tiróide

Receptores de T3 na membrana celular são ativados na presença do zinco.

Na deficiência de zinco as células apresentam menor sensibilidade;

3. Testículos

O zinco participa:

a. na produção de testosterona;

b. na maturação de espermatozóides

numa ejaculação a quantidade do zinco alcança 1mg

A deficiência do zinco leva a hipogonadismo e a hipotrofia testicular

4. Próstata

a. o zinco estimula a apostose das células;

b. proteje contra malignização:

m - aconitase

inibição por Zn

citrato normal citrato oxidado

malignização das células

Metabolismo do zincoAtividade anticancerígena1.Gene p53 “Dedos protéicos” protegem contra

a inativação e mutações

favorece à apoptose

controla a hiperprodução celular no esôfago

2. Proteína hZAC (localiza-se no braço largo do cromossomo 6)

está ausente no caso de tumores congénitos

O zinco estabiliza a conformação da proteína

desenvolve atividade antiproliferativa, semelhante

ao gene p53

3. Proteína ZAC1 (está presente na hipófise e hipotálamo )

regula a apostose

O zinco estabiliza a conformação da proteína

regula o ciclo da morte celular

4. O zinco inibe o Tumor Necrosis Factor nos pacientes com AIDS

Metabolismo do zincoVisão

O zinco é o oligoelemento mais abundante no olho

Retinol (fígado)

Retinol-dehidrogenese-Zn-dependente

Retinol (olho)

Retinal, forma ativa da Vitamina A

Metabolismo do zincoSistema nervoso

1. O zinco participa mo metabolismo da dopamina e síntese de neurotransmissores;

2. Neuronas glutamárgicas (função cognitiva do cérebro, função da memória recente) da córtex cerebral são ricas em zinco.

Deficiência do zincoCáusas

1. Estado do trato gastrintestinal: malabsorção, alcoolismo, cirrose hepática, enfermidade de Crohn, etc;

2. Dietas baseadas em cereais e arroz como fonte da

proteína, pão intergral;

3. Dietas parenterais não equilibradas com o zinco;

4. Dietas para emagrecer contendo fibras;

5. Perdas do zinco com transpiração excessiva, diurético,

cafeína;

6. Transtornos de absorção na velhice;

7. Gravidez.

Toxicidade do zinco

Poucos exemplos são conhecidos: a dose tóxica é alta demais para ser ingerida.

Manifestações da intoxicação aguda: náusea, vômito, febre e letargia.

A exposição para longo prazo resulta em uma interferência com o metabolismo de outros elementos traço. A interação cobre/zinco tem sido responsável por uma indução involuntária da deficiência de cobre.

Obrigado

Petr Melnikov