Table of Contents

Биологичната роля на цинка в Регламента за глюкозата

Цинкът е съществена следа минерал, който оказва дълбоко въздействие върху въглехидратния метаболизъм. Неговото участие обхваща от синтеза на инсулин в бета клетките на панкреаса до модулацията на сигнала на инсулин в периферните тъкани. Разрушаването на цинковата хомеостаза все повече се признава като фактор, допринасящ за патогенезата на диабет тип 1 и тип 2.

Инсулинова синтеза, съхранение и секретиране

В рамките на бета-клетките на панкреаса цинкът се транспортира активно в инсулин секретарни гранули от цинковия транспортьор 8 (ZnT8), кодиран от SLC30A8 ген. Вътре в тези гранули цинковите йони координират сглобяването на инсулина в хексамерни кристали. Този кристализационен процес е от решаващо значение за ефективната опаковка и стабилизирането на инсулина. Когато наличието на цинк е недостатъчно, инсулиновите хексамери се образуват по-малко лесно, което води до увеличаване на разграждането на хормона и намаляване на количеството биоактивен инсулин, налично за освобождаване при глюкозо стимулиране.

Цинков като инсулинов сенситицер

Освен ролята си в инсулиновата секреция, цинкът директно усилва инсулиновото действие в прицелните тъкани като скелетни мускули, мастна тъкан и черен дроб. Един ключов механизъм включва инхибиране на протеин тирозиновата фосфатаза 1B (PTP1B). PTP1B е негативен регулатор на пътя на сигнализиране на инсулина; той дефосфорира инсулиновия рецептор, като по този начин прекратява предаването на сигнала. Чрез свързване и инхибиране на PTP1B, цинкът удължава нивото на фосфорилиране на инсулиновите рецептори и неговите субстрати надолу по веригата, включително IRS-1 и Akt. Това води до увеличаване на глюкозния транспортьор 4 (GLUT4) транслокация към клетъчната мембрана и по-голямо усвояване на глюкоза. Цинкът също така активира фосфидинилинозитол 3-киназа (PI3K) независимо от инсулина, допълнително усилвайки инсулиновата сигнална каскада. Тези инсулинови сенсибилиращи ефекти правят цинка естествен афинитет за подобряване на гликемичния контрол в инсулин- резистентните състояния.

Вътреклетъчни сигнали и антиоксидантна защита

Цинкът функционира като втори пратеник в бета клетките и други тъкани. Той модулира активността на няколко ензими и фактора на транскрипция, участващи в глюкозния метаболизъм, включително протеин киназа С и ядрен фактор Капа Б. Освен това, цинкът индуцира синтеза на металотионеин, богат на цистеин протеин, който секверира прекомерно свободен цинк и неутрализира реактивните кислородни видове (РОС). Този антиоксидантен капацитет е особено важен в контекста на диабета, където хроничната хипергликемия генерира оксидативен стрес, който уврежда бета клетките и допринася за инсулиновата резистентност. Чрез ъпгрегиране на металотионеин и активиране на пътя Nrf2, цинкът помага за запазване на бета-клетъчната функция и намаляване на системната оксидация.

Превантивните и последствия от наличието на цинк в диабета

Цинк дефицит е забележително често сред хората с диабет, воден от комбинация от повишена загуба на урина, диетична неадекватност, и променен метаболизъм. Този дефицит не само влошава гликемичен контрол, но също така ускорява развитието на диабет усложнения.

Механизъм на цинка при диабет

Тази хиперцинкурия може да доведе до неконтролирана хипогликемия, която води до глюкозурия и осмотична диуреза, която драстично увеличава екскрецията на цинк в урината. Тази хиперцинкурия може да доведе до нетен отрицателен цинк баланс, който е трудно да се коригира чрез диета самостоятелно. Освен това, хронично нискостепенно възпаление, белег на диабета, променя експресията на цинк транспортери и металотионеини в черния дроб и червата, нарушава както абсорбцията на цинк и разпределението на тъканите. Медикации като тиазидни диуретици и АСЕ инхибитори могат допълнително да изостря загубата на цинк в урината. Това би... diabetes насърчава цинк дефицит, и дефицит влошава диабета .

Клинични признаци и диагноза на цинкова недостатъчност

Идентифицирането на цинков дефицит в клиничната практика е предизвикателство, защото серумните нива на цинк не винаги отразяват клетъчния цинков статус, а симптомите често са неспецифични. Честите прояви включват нарушен вкус и мирис, лош апетит, забавено зарастване на раните, изтъняване на косата, чести инфекции, дерматит и забавяне на растежа при децата. При пациенти с диабет, персистираща хипергликемиемия въпреки адекватна фармакотерапия, бавно-захващащи язви на краката, или повтарящи се инфекции трябва да бърза оценка на цинков статус. Концентрациите на серумния цинк под 70 μg/ dl в сутрин на гладно проби обикновено се считат за ниски, въпреки че референтните диапазони варират в лабораторните показатели. Функционалните маркери като еритроцити цинк или цинков зависим ензимна активност (напр. алкална фосфатаза) могат да предоставят допълнителна информация в равновокални случаи.

Клинични доказателства за Цинк Допълване в гликемичен контрол

Значителен орган от рандомизирани контролирани проучвания и метаанализи подкрепя използването на цинк добавки като допълнение към стандартното лечение на диабета. Доказателствата са най-силни за подобряване на глюкозата на гладно, глюкоза след хранене и гликиран хемоглобин (HbA1c), заедно с намаляване на маркерите на инсулиновата резистентност.

Ефекти върху маркерите на гликемичен

A 2019 метаанализ на 32 рандомизирани проучвания, включващи над 1,700 участници установиха, че цинк добавки (обикновено 15 год. на ден за 8 год.) значително намалява кръвната захар на гладно със средно 12 год. 15 мг/дЛ и HbA1c с приблизително 0, 5 процентни пункта в сравнение с плацебо. Подобрения в резултатите HOMA-IR също са докладвани, което показва повишена чувствителност към инсулин. Ефектите са по- изразени при индивиди със съществуващ диабет или предни датчани, в сравнение със здрави контроли. Важно, ползите са независими от изходното ниво на цинка, което предполага, че дори скромни добавки могат да подобрят метаболитните параметри при недостигане или маргинални популации.

Формуляри за дозиране и бионаличност

Не всички цинкови добавки са създадени равни. Биоразграждането зависи от химическата форма и наличието на хранителни енхансери или инхибитори. Най-често препоръчваните форми включват:

  • Zinc picolinate:[ Често се счита за най-добре погълнатата форма поради малкия размер на молекулярната си структура и стабилност в стомашно-чревния тракт.
  • Zincighanth: Широко достъпна и икономически ефективна опция с скорост на абсорбция, сравнима с тази на пиколинат.
  • Zinc цитрат:[ Високоразтворим и добре хидратиран, с абсорбция на вискозитет, подобен на глюконат.
  • Зинсацетат:[ Използва се в лоза за имунна подкрепа; по-малко често за хронични добавки.

Стандартните терапевтични дози за гликемичен контрол варират от 15 до 30 mg елементен цинк на ден, приемани с храна, за да се сведе до минимум стомашното дразнене. Разширеното добавяне след 12 седмици не е подробно изследвано за дългосрочна безопасност, въпреки че ограничените данни предполагат продължаване на ползата без значителни нежелани ефекти, когато се съхранява под горната граница.

Оптимизация на цинка за диабетни усложнения

Защитните ефекти на цинка се простират далеч отвъд регулирането на глюкозата. Чрез намаляване на оксидативния стрес, възпалението и увреждането на тъканите ремонт, цинкът играе основна роля за предотвратяване и управление на основните съдови, неврални и бъбречни усложнения на диабета.

Окисляващия стрес и възпламеняването

Хроничната хипергликемия води до свръхпроизводство на ROS, което уврежда бета- клетките, ендотелните клетки и периферните нерви. Цинкът неутрализира това увреждане чрез множество механизми: индуцира синтеза на металотионеин, активира антиоксидантния път Nrf2 и инхибира NADPH оксидазата, ензим, който генерира супероксид. Освен това цинкът понижава провъзпалителни цитокини като тумор-некротизиращ фактор алфа (TNF- α) и интерлевкин-6 чрез потискане на NF-κB сигналите. Това двойно антиоксидантно и противовъзпалително действие спомага за запазване на съдовата цялост и намаляване на системната възпалителна тежест, свързана с диабета.

Диабетна невропатия

Периферната невропатия е един от най-обезсилващите усложнения на диабета, засягащ до 50% от пациентите. Цинковият дефицит е силно свързан с тежестта на невропатичните симптоми. Цинкът е кофактор на растежния фактор на нервите (NGF) и се изисква за нормален аксонален транспорт и синтез на миелин. При животински модели, добавянето на цинк възстановява нивата на NGF и подобрява скоростта на проводимост на нервите. Изследванията при хора, макар и ограничени, са съобщили за намаляване на невропатичната болка и подобряване на възприятията за вибрации след цинкова терапия.

Диабетна нефропатия

Диабетната нефропатия се характеризира с прогресивна гломерулна фиброза и албуминурия. Антифибротичната ефекти на цинка се медиират чрез инхибиране на CGF-β сигнализирането, основен двигател на натрупването на извънклетъчна матрица в бъбреците. Цинкът също намалява бъбречното оксидативен стрес и възпаление, защитавайки подокуитите и запазвайки гломерулната филтрация. A 2020 рандомизирано проучване установи, че цинкът добавя (30 mg/ дневно в продължение на 12 седмици) значително намалява екскрецията на албумина в урината и подобрява изчислената степен на гломерулна филтрация (eGFR) при пациенти с ранен стадий на диабетна бъбречна болест. Тези находки показват, че цинкът може да забави прогресията на нефропатията, въпреки че са необходими по- големи дългосрочни проучвания.

Сърдечно- съдово здраве

Сърдечно-съдовите заболявания остават водещата причина за смърт при диабета. Цинкът поддържа сърдечно-съдовото здраве чрез стабилизиране на атеросклерозата на плаката, намаляване на LDL окислението и подобряване на ендотелната функция. Нивата на цинк в серума са обратно свързани с каротидната дебелина на интима-медията, маркер на субклинична атеросклероза. Метаанализ на контролираните проучвания съобщава, че добавянето на цинк намалява общия холестерол и триглицериди при индивидите с диабет, въпреки че ефектите върху LDL и HDL са променливи. Цинкът също така подобрява активността на параоксоназа 1, антиоксидантен ензим, който защитава HDL от окисление. За пациенти с диабет, поддържането на адекватен цинков статус е практична, ниска стратегия за подпомагане на съдовото здраве.

Рани и имунна функция

Нарушените рани заздравяване, особено диабетни рани (DFU), е основна причина за заболяване, ампутация и разходи за здравеопазване. Цинкът е от съществено значение за всички фази на възстановяване на рани. Той служи като кофактор за колаген синтез и матрица металопротеинази, които ремоделират екстраклетъчната матрица. Цинкът също така подобрява функцията на макрофагите и неутрофилите, подобрява бактериалния клирънс и намалява риска от инфекции. Топикален цинков оксид превръзки са показали за ускоряване на затварянето на раните в DFUs, вероятно поради локални антимикробни ефекти и подобряване на клетъчната регенерация. При пациенти с хронични рани, перорално добавяне на цинк (30 mg/ден) трябва да се счита за част от цялостен протокол за грижа за раните, особено ако серумния цинк е нисък.

Диетични източници и стратегии за оптимизиране на състоянието на цинка

Докато добавки е ефективен, първата линия на защита срещу цинков дефицит е добре формирана диета. Животинска-базирани храни са най-богатите и най-бионалични източници на цинк.

Богати източници на цинк

  • Ойстъри (3 oz сварени): [ 74 mg (далеч надхвърля RDA; отлично за повишаване на статуса на цинка)
  • Меко, смляно (3 oz): 5, 5 mg
  • Семе от помпкин (1 oz): [ 2.2 mg
  • Леблебия, сготвена (1 чаша): 2.5 mg
  • Cashews (1 oz): 1, 6 mg

За вегетарианци и вегани, стратегии за подобряване на абсорбцията на цинк включват накисване и покълване на бобови растения и зърна за намаляване на съдържанието на фитат, консумират ферментирали храни като темпе, и сдвояване на богати на цинк растителни храни с органични киселини (напр. лимонов сок) или животински протеин (ако не строго веган). Разнообразна диета, която включва смесица от животински и растителни източници обикновено е достатъчна, за да се отговори на RDA от 11 mg/ден за мъже и 8 mg/ден за жени, въпреки че лицата с диабет може да изискват по-високи приеми поради повишени загуби.

Фактори, влияещи върху абсорбцията на цинк

Високият прием на калций, особено от добавки, може да попречи на усвояването на цинк. Обратно, аминокиселини като цитрус и метионин, присъства в животински протеини, образуват комплекси, които улесняват абсорбцията на цинк. Витамин D може също да играе гъвкава роля в чревния цинков транспорт. За пациенти с диабет, които разчитат на растителна диета или които приемат калций или добавки желязо, времето на добавяне на цинк (отделяне от ястията високо във фитатите) е от решаващо значение за максимизиране на бионаличността.

Разгледани въпроси за безопасност и взаимодействия с лекарства

Цинкът обикновено е безопасен, когато се използва при препоръчваните дози, но хроничният висок прием може да доведе до неблагоприятни ефекти и хранителни дисбаланси.

Горно ниво на въвеждане и рискове от токсичност

Поносимите нива на поглъщане (UL) за възрастни са 40 mg/ден от всички източници. Продължителното приемане над това ниво може да доведе до недостиг на мед, тъй като цинкът индуцира металотионеин, който свързва медта и увеличава фекалната ѝ екскреция. Медният дефицит може да се прояви като анемия, неутропения и нарушено здраве на костите. Стомашно-чревни странични ефекти. Гадене, повръщане и коремни спазми са чести с остри дози над 50 mg или когато се приема на празен стомах. Много високи дози (над 100 mg/ден) могат парадоксално да потисне имунната функция и по-ниски нива на холестерола. Пациентите трябва да бъдат посъветвани да не надвишават UL без медицинско наблюдение.

Лекарствени взаимодействия

Цинкът може да попречи на абсорбцията на няколко лекарства. Той трябва да се приема най-малко 2 часа с изключение на: квинолони и тетрациклинови антибиотици (напр. ципрофлоксацин, доксициклин), [[FLT: 2]пенициламин[[[FLT: 3]] (използван за болест на Уилсън и ревматоиден артрит), и [[FLT: 4]диуретици[[FLT: 5]] като тиазиди, които увеличават отделянето на цинк в урината. Освен това, високи дози цинк може да намали ефикасността на някои антихипертензивни лекарства чрез промяна на бъбречната работа с натрий и калий. Пациентите на няколко лекарства трябва да се консултират с техния доставчик на здравни грижи преди започване на цинкната добавка.

Заключение

Цинкът е основно средство за метаболитно здраве, упражняващо преки ефекти върху инсулиновия синтез, секрецията и действието, като същевременно защитава от оксидативните и възпалителни увреждания, които водят до усложнения на диабета. Високото разпространение на недостиг на цинк при диабета, съчетано с твърдите клинични доказателства за добавяне, позиции на оптимизиране на цинка като безопасна, ниска цена и стратегия, основана на доказателства, за подобряване на гликемичния контрол и намаляване на тежестта на съдовите, нервните и бъбречните заболявания. Клиницистите трябва да оценят статуса на цинка при рисковите пациенти и да обмислят целенасоченото добавяне (1530 mg/ден на добре погълната форма) като част от цялостното управление на диабета.

За допълнително четене на цинка и диабета, консултирайте се с NIH Office of Dietary Appliments Cinic Fact Sheet и с неотдавнашен метаанализ на добавянето на цинк в диабета, публикуван в ]Diabetes, Obesity and Метаболизъм. Допълнителни прозрения относно генетиката на цинковия транспортер са налични в то преразглеждане на SLC30A8 варианти.