微量元素锌与人体健康

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摘要:微量元素锌参与机体内的各种代谢,在维持人的生命活动中发挥着重要的作用。概括介绍了锌的理化性质、分布、吸收以及生理功能,并详细阐述了锌与冠心病、肝硬化、糖尿病、男性生殖系统疾病、肾病综合症、视觉障碍、神经精神障碍、皮肤疾病、免疫功能紊乱、儿童健康成长、衰老、消化功能紊乱和肿瘤等的关系。最后就如何补锌进行了探讨。

关键词:锌;微量元素

锌是人体正常发育中的必需元素,人体所有的器官都含有锌,以皮肤、骨骼、毛发、前列腺、生殖腺和眼球等组织中含量为丰富。锌参与碳酸酐酶、碱性磷酸酶、KL.聚合酶等多种酶的合成;加速生长发育、增加创伤组织的修复;参与味觉、视觉以及性功能的调节;参与能量、细胞分解和其他物质的代谢;协调免疫反应,维持生殖等。因此锌元素在人体的含量对身体健康至关重要,补充人体必需微量元素锌已受到普遍关注。

锌分布于人体所有组织器官、体液和分泌物,除铁以外,锌比其他任何微量元素都多。但锌不能像能量一样储存于脂肪组织内,机体内没有特殊的锌的储存机制。锌含量高的有皮肤、骨骼肌、毛发、内脏、前列腺、生殖腺、指甲、眼球等,血液中含量很少。锌在体内主要是以酶的方式存在的。

锌在胃肠道的吸收一般需要在胃内酸性环境下与食糜中的配体形成复合物才易吸收,主要吸收部位在小肠。正常人在十二指肠末端和空肠具有最大吸收。锌被吸收得很少,食物中锌能被机体吸收的不足10%。影响锌吸收利用的因素有:(1)锌摄入量:饮食中锌的含量本身会影响锌在体内的吸收。锌的吸收率随饮食锌含量的

增加而减少。(2)蛋白质:锌与低分子、低亲和力蛋白组合的复合物会促进锌的吸收,锌的吸收率随着食物中蛋白质含量的增加而增加,呈现出明显的正相关。(3)低分子配体和螯合物:当锌与低分子配体或螯合物形成复合物时,可增加锌的溶解性,从而促进锌的吸收。由此提示,配体或螯合物(如EDTA),氨基酸(如组氨酸),有机酸(如

苹果酸、柠檬酸、乳酸)对锌的吸收有促进作用。(4)铁:每日从补充剂中摄取一定量的铁可以降低锌的吸收,相比较而言,铁摄入少时,锌的吸收会增加。

锌与酶的构成以及活性有密切的关系,大约有100多种特异性酶含有锌元素,

这些酶的活性有赖于锌的存在。在六大酶系中均可以发现锌依赖性金属酶,目前研究得较多的有核糖核酸(RNA)聚合酶、醇脱氢酶、碳酸酐酶和碱性磷酸酶。如果缺少锌,会导致一系列代谢紊乱以及病理变化,各种含锌酶的活性降低,如引起胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、赖氨酸的代谢紊乱。可能的含锌金属酶与疾病的关系,包括酒精性肝病中锌缺乏与乙醇脱氢酶的关系,以及胸苷激酶mRNA活性的降低可以部分解释缺锌动物的生长延迟。一些蛋白质中固有的区域与锌结合可使得蛋白质产生一些生物活性分子,大多数蛋白质包括半胱氨酸和组胺酸残基通过螯合作用与锌形成锌指蛋白。锌指蛋白是1985年在蛙卵母细胞转录因子TFⅢA中首次被证实的。锌指蛋白的丰富存在和他们关键的生化作用理论上决定了锌代谢的严格内稳态控制的重要性。在对某转录因子的体外实验中发现,使用膜锌MT (apomethallothionein)去除锌指蛋白中的锌,可能导致真功能的丧失。目前饮食中锌营养与锌指蛋白之间的关系还没有得到广泛的论证。

目前研究得较为清楚的有金属硫蛋白的表达,调节金属硫蛋白表达的机制包括金属结合转录因子(MTF1)在细胞内的细胞溶质结核中获得锌,然后与金属反应元素(MRE)作用,从而激活基因转录。动物实验表明,小鼠胚胎发育时MTF1一个基因无效突变会对胚胎产生致命影响,由此说明MTF1必然对一些关键基因起着调节作用。有证据显示锌可通过影响细胞凋亡和蛋白激酶细胞的活性来发挥其调节功能。另外,锌参与正常突触信号传导也是其调节功能中的一部分。

锌与心脏的疾病发生有着密切的关系。锌能竞争性地抑制铁硫醇复合物催化

氧自由基产生的作用,从而保护心肌细胞的正常代谢、结构和功能。锌还与人血清胆固醇水平有关,在心肌梗塞死区及共周围的心肌细胞线粒体、微粒体和可溶解性蛋白质内的锌含量显著高于正常心肌细胞,大量的含锌碱性磷酸酶浓集在心肌梗死及坏死处,说明锌酶参与了修复过程,在冠心病的发病中,有重要作用。研究资料证实,冠心病等心血冠病患者心脏中锌含量减少,在心绞痛发作时,锌浓度明显降低,缓解后明显回升,但仍低于对照组血清锌水平。提示心肌受损血清锌过多消耗,血清锌向创伤组织转移而致血清锌浓度降低。有资料报道,缺锌可影响机体抗氧化酶的活性,使自由基清除率降低,脂质过氧化反应增加,引起血管硬化,进而导致心血管病的发生。

研究发现,肝硬化病人不论是肝炎后肝硬化,还是酒精性肝硬化血锌浓度均明

显降低,提示血锌降低在肝硬化的发生和发展中具有重要意义。由于肝细胞的坏死是激发肝纤维化的主要原因,锌缺乏会降低人体内去除自由基的能力,导致脂质过氧化过程中细胞膜受损伤,因此,加重肝细胞坏死,促进纤维化进因子的持续存在。故血清锌降低为肝炎向肝硬化、肝癌转变的一个相关的因素。总之,锌缺乏可影响机体免疫功能,加重肝硬化免疫功能紊乱。

目前已有大量文献资料表明,锌缺乏病患者的免疫功受到损伤,锌缺乏病患者

很容易受反复出现的感染,主要表现为:胸腺、淋巴结、脾脏和扁桃体的发育不全或萎缩,皮肤迟发性过敏反应减弱或阴性,淋巴细胞转化率降低等。

自从1869年Raulinf发现锌与生长发育的关系后,越来越多的学者发现锌在

儿童生长发育中具有极其重要的生理功能。缺锌能给儿童发育造成以下不良影

响:(1)免疫力下降,主要表现为反复感染,导致经常出现感冒发烧,反复呼吸道感染,如扁桃体炎、支气管炎、肺炎、出虚汗、睡觉盗汗等现象。(2)生长发育缓慢:缺锌儿童的生长发育受到严重影响时出现缺锌性侏儒症,身高比同龄组低3-6CM,体重轻2-3kg。Goldenberg等在580名低锌营养状态的非裔美国孕妇中进行的随机双盲对照研究提示每天补25mg的锌可以显著增加新生儿的出生体重,尤其以体重指标(BMI)

小于26kg/m2的孕妇效果更明显。Simmer等发现给曾有分娩小于胎龄儿史的孕妇每天口服22.5mg锌可减少宫内发育迟缓的发生率。(3)智力发育不良:影响主要有三个方面:一是锌能促进大脑细胞的分裂、生长和再生;二是缺锌将导致孩子记忆力下降,学习成绩差;三是缺锌将使神经递质传递信息的速度减缓,传递量减少,孩子反应迟钝。(4)食欲减退:挑食、厌食、拒食、含饭、普遍食量减少。(5)视力问题:缺锌可导致血液内视黄醇结合蛋白的浓度降低,影响组织维生素A的利用,引起暗视力能力下降,视力下降、近视、远视、散光等。(6)皮肤损害:缺锌时会出现皮肤干燥、粗糙等,易患皮炎、顽固性湿疹。(7)性器官发育不全:缺锌使性成熟推迟,性器官发育不全,性机能降低,第二性征发育不全等。

富锌食品:主要包括有肉类、蛋类、牡蛎、蟹、花生、杏仁、土豆等。在食物中锌丰度大致次为:动物性内脏>动物瘦肉>坚壳果类>豆类>谷类>蔬菜>多汁果类。生物利用率排序为:动物性食物锌(35%-40%>植物性食物锌(10%-20%).

无机锌:硫酸锌、氧化锌、碳酸锌、硫化锌等。典型代表是硫酸锌,但人体吸收率只有7%,并会引发恶心呕吐等不良胃肠道反应。

有机合成锌:包括葡萄糖酸锌、草酸锌、柠檬酸锌、乳酸锌、甘草酸锌等,与无机锌相比,最显著的特征是对胃肠道的刺激作用明显减少,且口服利用率高,人体吸收率为14%。

氨基酸螯合物型:最早由美国“爱必旺”生物实验室研制成功,我国现已有生产。此络合物是氨基酸与锌等金属元素在一定的条件下经螯合所形成。此络合物化学性质稳定适中,氨基酸对金属离子起保护作用,可以防止锌在肠道变成不溶性化合物或防止其被吸附在有碍元素吸收的不溶性胶体上,因而有利于机体吸收。锌—氨基酸络合物进入机体后,按不同组织和酶系统对某种氨基酸需要比例和数量不同,可将锌直接输送到各特定的组织和酶系统中,通过酶和组织的作用释放出锌,以满足机体的需要。这样就不需进行无机锌所需要的生长状态,从而提高螯合物的利用率。

可见,锌对人类身体健康有着非常关键和重要的作用。因此,我们在日常生活中应根据不同的情况,注重自己的饮食习惯,合理膳食,适量摄入身体所需要的锌元素,以保证锌元素在人体内的代谢平衡。