锌在葡萄糖管制中的生物作用

锌是一种对碳水化合物代谢产生深远影响的基本微量矿物,其参与范围从胰腺β细胞内胰岛素的合成到外围组织胰岛素信号的调制,锌顺位素的分解被日益确认为1型和2型糖尿病的病原因素。

胰岛素合成、储存和分泌

在胰腺的β细胞内,锌被锌运输器8(ZnT8)活性地运输到胰岛分泌地;锌由SLC30A8基因编码,在这些颗粒内,锌离子协调胰岛素的组装入六溴晶体;这种结晶过程对于胰岛素的有效包装和稳定至关重要;当锌供应不足时,胰岛六甲虫形成不易,导致激素的降解和可经葡萄糖刺激释放的生物活性胰岛素的池减少;在基因全协会研究中,发现多态性体改变2型糖尿病的风险,突出这种运输器的临床相关性;此外,锌与胰岛素在脱氧时共同释放;在间隙空间中,它起到暗透视信号的作用,抑制这种邻家用α素抑制细胞的细胞。

锌作为胰岛素敏化剂

锌除了在胰岛素分泌中的作用外,还直接增强胰岛素在骨骼肌,脂肪组织和肝脏等目标组织中的活性,其中一个关键机制是抑制蛋白质大黄素磷酸酶1B(PTP1B). PTP1B是胰岛素信号途径的负调节器;它去磷酸化胰岛素受体,从而终止了信号转录. 锌通过捆绑并抑制PTP1B,延长了胰岛素受体及其下游底物的磷酸化状态,包括IRS-1和Akt. 这使得葡萄糖运输器4(GLUT4)转位到细胞膜并加大了葡萄糖吸收. Zinc还独立地激活了磷酸化-linositol 3-kinase(PI3K),进一步扩展了胰岛素信号分泌分泌,这些胰岛素感应作用使锌成为了天然活性能增强克素的副体.

细胞内信号和抗氧化剂防御

锌在β细胞和其他组织中起到第二位传递作用,它调节了葡萄糖代谢中涉及的几种酶和转录因子的活性,包括蛋白质克酶C和核因子克帕B。 此外,锌还诱导了金属洛特异能素的合成,这种富氯蛋白能抑制自由锌的活性氧物种(ROS)并中和活性氧物种(ROS),这种抗氧化能力在糖尿病中尤为重要,因为慢性高血糖产生氧化应激,损害β细胞并助长胰岛素抗药性. 锌通过调节金属洛特异能并激活Nrf2路径,有助于保存β-细胞功能并减少系统性氧化损伤.

糖尿病中锌缺乏症的流行程度和后果

缺锌在糖尿病患者中非常常见,其原因包括尿道损失增加、饮食不足和新陈代谢改变。 这一缺血不仅会加剧对甘油的控制,而且会加快糖尿病并发症的发展。

糖尿病锌耗竭机制

高血糖症导致甘油中毒和骨髓二联症,这大大增加了尿道锌的分泌。 这种高血糖单靠饮食就难以纠正净负锌平衡。 此外,慢性低等炎症,糖尿病的特征,改变了锌运输器和金属脂类在肝肠中的表达,破坏了锌的吸收和组织分布。 硫酸二联症和ACE抑制剂等药物会进一步加剧尿道锌的流失。 这种双向关系 — — 糖尿病助长锌缺乏,而糖尿病的缺乏则恶化 — — 造成了一种恶性循环,破坏了新陈代谢健康。

锌缺乏症临床征兆和诊断

发现临床实践中的锌缺乏症具有挑战性,因为血清锌含量并不总是反映细胞锌状态,症状往往不具体,常见表现包括口味和嗅觉受损、食欲不良、伤口愈合延迟、发瘦、频繁感染、皮炎和儿童生长迟缓。 在糖尿病患者中,尽管有足够的药理治疗、脚部缓溃或再发性感染,但持续高血症仍应迅速评估锌状态。 斋戒早样品中低于70微克/德克的血清锌浓度一般被认为是很低的,尽管实验室的参考范围不同。 红细胞锌或依赖锌的酶活性(如碱性磷酸酯)等功能标记可能在等情况下提供更多信息。

甘油控制锌补充的临床证据

大量随机化的控制试验和元分析支持将锌补充剂作为标准糖尿病管理的辅料。 证据最能证明禁用葡萄糖、后红葡萄糖和甘油血红素(HbA1c)的改进,以及胰岛素耐药性标记的降低。

对Glycemic 标记的影响

2019年,对32次随机试验进行了一项分析,涉及1700多名参与者,结果发现锌补充(通常每天15-30毫克元素锌,8-12周)将禁食血糖与安慰剂相比,平均减少12-15毫克/德克和HbA1c约0.5个百分点。 据报道,HOMA-IR分数的提高也表明胰岛素敏感性增强。 与健康控制相比,对早有糖尿病或先发性糖尿病的人的影响更为明显。 重要的是,这些好处独立于基准锌状况,这表明即使是适度的补充也能改善不足或边缘人群的代谢参数。

剂量形式和生物利用率

并非所有锌补充物都是平等的。生物利用率取决于化学形式和饮食增强剂或抑制剂的存在。最常用的推荐形式包括:

  • 辛克皮醇化:[] 由于其分子大小小,在胃肠道中具有稳定性,常被视作最能吸收的形式.
  • ⁇ 克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克克
  • 辛酸 ⁇ :[高溶能和高分子分量,吸收动力学类似克氨酸.
  • 辛克乙酸:用在活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活活

用于甘油控制的标准治疗剂量从每天15至30毫克元素锌,与膳食一起取出以尽量减少胃刺激,12周后的补充剂没有为长期安全而广泛研究,不过有限的数据表明,如果保持在上限以下,则继续受益,不会产生重大不利影响。

糖尿病并发症锌优化

锌的保护作用远远超出了葡萄糖的调节范围。 通过减轻氧化应激、发炎和组织修复受损,锌在预防和管理糖尿病的主要血管、神经和肾脏并发症方面发挥着关键作用。

氧化性应激和炎症

长期超高血糖会推动ROS的过度生产,它会损害β细胞、内皮细胞和外围神经。 锌通过多种机制抵消这种伤害:它诱导金属氧酮合成,激活Nrf2抗氧化剂途径,抑制产生超氧化物的NADPH氧化酶。 此外,锌还抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和耐用异丁-6(IL-6)等亲炎性细胞细胞,抑制抗B信号。 这种双氧化剂和抗炎作用有助于维护血管完整性并减轻与糖尿病有关的系统性活性负担。

糖尿病神经病

近缘神经病是糖尿病最有缺陷的并发症之一,影响患者高达50%。 锌缺乏症与神经病症的严重程度密切相关。锌是神经生长因子(NGF)的共生因素,是正常轴承运输和髓髓化合成所需的。 在动物模型中,锌补充物可以恢复NGF水平,改善神经导体速度。 人类研究虽然有限,但报告神经病痛减少,锌疗法后振动感知阈值也有所改善。 对糖尿病神经病患者来说,矫正锌缺乏症可能会提供症状缓解和缓慢的疾病发展。

糖尿病肾上腺炎

糖尿病肾上腺素的特点是逐渐发光和发光性纤维化. 锌的抗纤维效应通过抑制TGF-β信号而得到调节,TGF-β信号是肾脏细胞外基质聚集的主要动力. 锌还会减少肾上腺氧化应激和发炎,保护出血细胞并保留发光性过滤屏障. 2020年随机试验发现,早期糖尿病肾病患者的取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取的取出取的取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取的取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取的取出取出取出取的取出取出取的取出取出取出

心血管健康

心血管疾病仍然是糖尿病的主要死因,锌通过稳定心血管收缩板来维持心血管健康,减少LDL氧化,改善内皮功能。血清锌含量与心血管收缩性硬化的分量呈反相联,这是亚临床收缩性心血管收缩硬化的标志。对受控试验的元分析报告,锌补充使糖尿病患者的胆固醇和三聚体总分泌物减少,尽管对LDL和HDL的影响是可变的。津克还加强了邻氧酶1的活性,一种能保护HDL不氧化的抗氧化酶。对于糖尿病患者来说,维持足够的锌状态是支持血管健康的实用而低成本的战略。

伤病和免疫功能

缺血性伤口愈合,特别是糖尿病足溃疡(DFU)是发病、截肢和医疗费用的主要原因。锌是伤口修复各阶段的必备因素。它作为细胞外基质再造的细胞外合成和基质金属蛋白的共生物。锌还加强了巨噬和中微分泌的功能,改善了细菌清除并减少了感染风险。 事实证明,由于局部抗微生物效应和细胞再生改善,氧化锌的外敷可以加快DFU的伤口关闭。 对于慢性伤口患者,口服锌补充剂(30毫克/天)应被视为综合伤口护理协议的一部分,特别是如果血清锌含量低的话。

优化锌状况的饮食来源和战略

虽然补充有效,但第一道防锌缺乏线是精心配制的饮食. 以动物为原料的食物是锌最丰富,生物来源也最丰富,植物来源提供锌,但也含有抑制吸收的活化物.

锌的丰富食物来源

  • 牡蛎(3 oz 已煮出): 74 mg (远超过RDA;对提振锌含量非常好)
  • 贝夫,地(3 oz): 5.5 mg
  • 南瓜种子(1 oz): 2.2 mg
  • 鸡皮,煮取取取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出取出
  • 现金(1 oz):1.6毫克

对素食者和素食者而言,加强锌吸收的战略包括:为减少植物含量而浸泡和分泌豆类和谷物;将发酵食品如天麻等;将富锌植物食品与有机酸(如柠檬汁)或动物蛋白(如不严格为素食者)配对;包括动植物来源在内的各种饮食通常足以满足男子每天11毫克和妇女每天8毫克的《生殖健康报告》,尽管糖尿病患者由于损失增加而可能需要更高的摄入量。

影响锌吸收的因素

血清素存在于整个谷物、豆类和种子中,是锌吸收的最强抑制剂。 高钙摄入量,特别是从补充物中摄入的钙,也能够干扰锌的摄入。 相反,细胞素和甲硫酸等氨基酸存在于动物蛋白质中,形成促进锌吸收的复合物。维生素D在肠道锌运输中也可能起到放任作用。 对于依赖植物饮食或服用钙或铁补充物的糖尿病患者来说,锌补充的时间安排(与高血糖的膳食分离)对于最大限度地实现生物利用率至关重要。

安全因素和药物相互作用

锌在建议剂量下使用时一般是安全的,但长期高摄入会导致不良反应和营养失衡.

较高摄入量和毒性风险

成人的可容忍上摄入量(UL)为40毫克/天,来自各种来源。超过这一水平的长时间摄入会导致铜缺乏,因为锌会诱发金属洛酮,使铜粘合并增加其粪便分泌;铜缺乏可能表现为贫血、中子便便便和骨质健康受损;胃肠副作用——鼻痛、呕吐和腹部抽搐——与50毫克以上的急性剂量或空胃摄入时常见;高剂量(100毫克/天以上)会矛盾地抑制免疫功能和低高氯胆固醇;在没有医疗监督的情况下,应建议病人不要超过UL。

药物相互作用

锌可以干扰几种药物的吸收。 与克五醇酮和四环抗生素[(如:双氟氯辛,脱氧环],丙西里胺[(用于威尔逊的疾病和风湿性关节炎)和二合物(例如:硫化 ⁇ )相比,至少需要2小时,这些药物会增加尿用锌的排泄。 此外,高剂量锌可以通过改变肾脏处理钠和钾来降低某些抗湿用药的疗效。多药的病人在开始锌补充之前,应该先咨询其保健提供者。

结论

锌是代谢健康的基本营养素,对胰岛素合成、分泌和动作产生直接影响,同时也能防止引发糖尿病并发症的氧化和炎症损害。 糖尿病中锌缺乏症的高度流行,再加上补充性临床证据确凿,锌作为安全、低成本和循证的优化位置,以改善甘油控制并减少血管、神经和肾脏疾病负担。 临床医生应该评估处于风险中的患者的锌状况,并考虑将定向补充剂(15-30毫克/日,含井吸剂)作为糖尿病综合管理的一部分。 需要进一步的研究,以确定长期安全性,并完善针对特定亚人群的治疗准则,如肾功能障碍或神经病。

关于锌和糖尿病的进一步解读,请参看NIH饮食补充办公室锌活性概况介绍[和糖尿病、肥胖和代谢症最新发表的关于锌活性遗传学的元分析[。