锌及其在糖尿病伤口治疗中的关键作用

糖尿病对全世界大约5.37亿成年人造成影响,而且患者人数继续攀升。 这一慢性疾病最令人衰弱的并发症包括非发作性伤口,特别是糖尿病足溃疡,它超过80%的糖尿病相关截肢。 经济负担令人吃惊,糖尿病足护理的全球成本每年超过数十亿。 虽然糖控制、压出和感染管理是临床治疗方案的主要因素,但一个基本但经常被忽略的因素仍然是微量营养素状态。 锌在组织修复、免疫功能和抗氧化剂防御方面发挥着不可或缺的作用,它突出在重要矿物中。 这一条款全面检查了锌影响糖尿病患者伤口治疗的机制、辅助补充证据以及将锌优化纳入标准伤口管理规程的切实建议。

锌的多面生物功能

锌是300多酶催化活性和上千个蛋白质结构完整性所需的一种基本的痕量矿物,它作为细胞通信中的信号分子和通过锌指转录因子对基因表达的调节器发挥作用。

  • 免疫系统:锌是中子营养成熟,自然杀手细胞活性,和巨噬性磷酸酯酶细胞病所不可或缺的,它也调节了亲炎和抗炎细胞基的生成之间的平衡.
  • 抗氧化剂防守:锌是铜-津克超氧化物脱羧酶的共生物,是体内中和超氧化基的主要酶之一,也使细胞膜稳定而不受氧化损伤.
  • 蛋白质和DNA合成:锌能稳定ribosomal结构,能促进mRNA的翻译,并且是细胞分化期间DNA聚合酶活性所需的.
  • 细胞生长与修复:锌是细胞迁移,扩散,分化的关键,所有这些对于伤口愈合过程中再生被破坏的组织都至关重要.
  • 激素调控:锌会影响胰岛素的合成,储存,分泌,在锌状态和葡萄糖代谢之间形成双向关系.

糖尿病患者的血清锌浓度往往低于健康控制。 多种因素都促成了这种疾病,包括高血糖引起的骨髓二聚体,肠道吸收因肠道内病而受损,锌运输器的表达方式被改变,以及其他二价克的竞争性抑制。 这种缺陷状态直接影响了有效收割伤口所需的生物过程。

锌和伤愈阶段

伤口愈合过程经过四个相重叠的阶段:六起子病、炎症、发作和重塑。 锌在每个阶段都产生独特的效果,而任何阶段的缺陷都可能拖延或破坏整个过程。

高血压和锌

在组织损伤后几秒钟内,血小板会坚持受光的胆固醇并聚合形成暂时的血块. 锌通过与甘油蛋白IIb/IIIa受体的相互作用来增强血小板粘合和聚合. 活化血小板释放出储存在α颗粒中的锌,形成局部浓度梯度,作为中微营养素和宏观phages的化疗信号. 这种早期的锌活化对于启动炎症反应至关重要. 使用锌耗等离子体的研究显示大量延长出血时间并损害血块形成,突出显示矿物在快速实现血栓的作用.

炎症阶段

炎症期一般在受伤后数小时内开始,正常治愈持续3至5天,但在糖尿病伤口中却可以无限期地持续。 神经元和巨噬素渗入伤口床去清除碎片、细菌和坏死组织。 锌通过几种机制调节这一过程:

  • 核因子克帕B(Fund-ob-B)的调节,这个转录因子控制了肿瘤坏死因子-α等亲炎细胞素(TNF-α)和间列克因-1β(IL-1β)的表达. 锌抑制了过度的Fund-ob-B的活性,防止了糖尿病伤所特有的慢性炎症.
  • 推进出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出
  • 加强大phage phagocyc活性. 锌-缺氧的宏phages显示细菌杀菌能力降低,感染风险增加.

临床观察证实,与锌含量高的伤口相比,低的糖尿病伤口表现出长期的炎症渗透和细菌负荷高。

扩散阶段

在与发炎相重叠并随后发炎的发作过程中,伤口会通过血管起血、纤维起血迁移和上皮化而充满颗粒组织。

  • 血管增生:锌在内皮细胞中调节血管内皮生长因子(VEGF),促进缺氧诱发因子1-α(HIF-1α)稳定;新血管形成对向治疗组织提供氧气和营养至关重要;糖尿病伤口是众所周知的低氧症,而缺锌又加剧了这一问题。
  • 纤维起落功能:纤维起落需要锌来进行扩散,焦糖合成,并生产出可形成细胞外基质的蛋白质甘. 锌作为基质金属蛋白(MMP)的共生物,它改造了临时基质,允许细胞迁移. 锌还抑制了多MMP活性,防止基质降解.
  • 乳胶:由克赖特诺细胞在伤口表面的迁移依赖于依赖锌的酶来改造细胞和细胞-细胞-母体粘合物. 锌缺乏导致延迟再生,并导致脆弱的新乳胶.

在糖尿病动物模型中,与未经处理的控制相比,局部锌的应用会大大增加颗粒组织厚度和毛细管密度.

重塑阶段

治疗的最后阶段是逐渐用更强的I型甲酸甲酯来取代无组织III型甲酸甲酯,这在几周到几个月内增加了伤口抗拉强度。 依赖锌的酶,特别是赖氨酸氧化酶,催化了甲酸甲酸甲酸甲酸甲酯间共价交叉链路的形成。 没有充足的锌,交叉链路受损,被治愈的伤口仍然很弱,在机械压力下容易再溃烂。 这是糖尿病足溃疡在缺锌患者中以如此高的速度复发的主要原因。

糖尿病中锌缺乏症的深层机制

糖尿病和锌缺乏之间的关系是多因子的和双向的。

  • 尿道外出增加:与肾上腺素水平以上血糖水平相伴的骨质二尿症导致尿液中锌大量流失. 研究报告称,糖尿病患者的尿道锌出血率比控制值高2至4倍.
  • 肠道吸收障碍:糖尿病引起的肠道内病会损害肠道黏膜并减少Zip4(SLC39A4)等锌运输蛋白的表达. 饮食锌的马来吸收使问题复杂化.
  • 被改变的绑定蛋白:相接素和金属洛特hionein是主要的锌的运输和储存蛋白. 糖尿病会抑制其合成和周转,降低锌在血清和组织中的缓冲能力.
  • 氧化应激:慢性高血糖产生过量活性氧物种,将硫醇组在锌绑定蛋白上氧化,释放出锌离子后被排出或被分解.
  • 与其他金属的竞争:糖尿病中往往会出现高铜和高铁水平,从而竞争性地抑制了锌的吸收和细胞吸收。

临床数据持续显示,血清锌含量低的糖尿病患者慢性伤口、治疗延迟和伤口感染率较高。 在《伤病治疗杂志》上发表的一份预期研究发现,血清锌含量低于70 mcg/dL的糖尿病足部溃疡患者在标准治疗12周后,治愈率比普通锌含量低50%。 单是标准治疗,专题锌的治疗率就提高了40%。

锌补充:证据和最佳做法

糖尿病中锌缺乏症的发病率很高,因此补充是合乎逻辑的干预。 但是,在避免毒性的同时,需要认真考虑其形态、剂量、持续时间和监测。

口头补充形式和生物利用情况

最常见的口服锌补充剂包括:

  • 硫酸锌(23%元素锌按重量计):广泛可得到并价格低廉,但在高剂量时可引起胃肠刺激.
  • 锌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克克克克克克克克
  • 锌的皮醇化(21%的元素锌): 皮克酸通过不饱和途径增强肠道吸收,从而导致较高的生物利用率。 这种形式通常对不良吸收的患者来说更受欢迎。
  • 乙酸锌(30%元素锌):与葡萄糖类似的生物利用率,常被用在活性配方和一些口服出品上.
  • 柠檬酸锌(34%的元素锌):吸收良好,不太可能引起胃肠副作用.

对于确诊缺乏症患者,典型的治疗剂量从每天25至50毫克元素锌,并用食物来减少胃刺激. 国家卫生研究院饮食补充办公室[建议成年人的可接受上摄入量为40毫克/日,尽管在医疗监督下治疗伤口的治疗剂量往往超过此水平. 高剂量(100-150毫克/日)有时会被使用短期,但需要仔细监测铜缺乏症和胃肠副作用.

活化锌

活性锌在将系统影响降至最低的同时,能提供局部高浓度。

  • 氧化锌膏 (10-40%):用作屏障奶油来保护皮下皮并提供轻微的抗微生物活性.
  • 硫酸锌溶液(1-5%):用于伤口灌溉或用作慢性溃疡的溶液.
  • 锌-浸渍敷料:较新的产品将锌离子加入到氢化焦油中,去盐化或泡沫敷料中,以便持续释放。
  • 锌基活贴:用于压制下为毒腿溃疡.

对糖尿病足部溃疡的局部锌的临床试验显示,伤口面积、细菌殖民化和疼痛分数都显著下降。 对12个随机控制试验的元分析发现,相对于安慰剂或标准治疗,局部锌的完全愈合率提高了35%。 但是,需要谨慎行事:体外研究表明,超过百万分之100的锌浓度对纤维瘤和克赖特诺细胞具有细胞毒性。 配方必须在抗微生物效果和细胞耐受性之间取得平衡。

治疗与营养物协同

锌不会孤立地作用。 最佳伤口愈合取决于协调的微量营养素状态。关键互动包括:

  • 维生素C:能增强肠道中锌的吸收,并需要锌并用,用于碳酸氢化. 许多临床协议将锌(25毫克)与维生素C(500-1000毫克)每日结合.
  • 铜:锌补充能诱导金属洛特环素合成,将铜捆绑并减少其吸收. 长期锌疗法(>50 mg/日,>3个月)可导致铜缺乏,导致贫血和中微戊等病,典型比例为每1 mg铜补活后10-15 mg锌.
  • 铁:高剂量铁辅料与锌竞争取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取取
  • 维生素A:需要锌来进行维生素A的活性蛋白质合成和维生素A的运输,综合缺乏比缺乏更会损害上位化。

补充协议应采用全面的营养评估,包括锌、铜、铁、维生素C和维生素D的血清水平。

锌的临床评估

由于现有生物标记的局限性以及炎症和低血糖性贫血等系统性因素的影响,对锌缺乏的诊断在临床上仍然具有挑战性。

血清锌

血清锌是最常用的测试,但其解释需要谨慎。 大约60%的循环锌被绑定为蛋白质,30%被绑定为α-2-macroglobulin。 常见于慢性病、糖尿病和营养不良的血清活性血清血症即使在全身锌属正常情况下也能产生虚假的低血清锌读数。炎细胞基素在肝脏中也分泌锌,从而进一步降低血清水平。因此,血清锌应该在血清浓度和C-活性蛋白水平的背景下解释。 通常,通常的参考范围为70-120 mcg/dL,但许多实验室使用的是60-110 mcg/d。

其他生物标志

  • 乙酰乙酸锌浓度:反映红血球寿命期(约120天)中长期锌含量,受急性起伏影响较小.
  • 神经分泌锌含量:白细胞锌含量与组织锌含量的关系比血清含量更好,但检测并不普遍。
  • 外生血单核细胞中金属氧氧基苯基:细胞锌可得性和金属氧基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基苯基
  • 功能测试:延迟超敏皮肤测试评估免疫功能,这种功能在锌缺乏中受损,但许多因素会影响细胞介质免疫,限制特异性.

临床缺陷征兆

临床医生应保持高指数,显示糖尿病患者的锌缺乏症,其症状如下:

  • 虽有标准治疗,但伤口不愈或缓发.
  • 经常感染,特别是真菌或细菌皮肤感染.
  • 腹膜或腹膜皮炎,白喉,或指甲性收缩.
  • 味有缺陷(hypogeusia)或有嗅觉(hyposmia).
  • 痢或有入入症.
  • 胃口差或体重减.

鉴于确定诊断的困难,对于高危患者,往往需要进行锌补充剂(每天25-50毫克元素锌,为期8-12周)的治疗试验,临床反应作为诊断指标。

糖尿病患者锌的饮食来源

补充剂可以快速地纠正缺陷,而饮食来源则提供了额外的好处,包括纤维,抗氧化剂,以及更好的血糖控制. 适合糖尿病患者的富含锌的食物包括: 抗抑郁药,抗氧化剂,抗血糖等.

  • 牡蛎:食物最丰富的来源,有6个中生牡蛎提供约40毫克锌. 新鲜或罐头的可选用方法是可以接受的.
  • 精红色肉:牛肉,羊肉,猪肉提供高度生物化的锌. 选择以草为食,精减为食,以尽量减少饱和脂肪.
  • 禽类:鸡肉和火鸡,特别是暗肉,是好来源. 取出皮肤以减少卡路里和脂肪含量.
  • 豆类:小鸡豆、扁豆、黑豆和肾豆提供锌和纤维,使葡萄糖的吸收速度减缓。 浸泡和烹饪会减少活性盐的含量,提高锌的生物利用率。
  • 坚果和种子:南瓜种子(每盎司2.5毫克),腰果,杏仁和大麻种子,也提供健康的脂肪和镁.
  • 乳制品:希腊酸奶,起司和牛奶为锌提供钙和维生素D. 选择低脂肪的卡路里控制选项.
  • 整个谷物: ⁇ ,燕麦,和整个小麦面包中都含有锌,尽管被活化会减少吸收. 发酵,发酵,或放出等谷物可以增加矿物质的可获性.

糖尿病患者的实际建议包括将富锌植物食品配以维生素C(如扁豆沙拉上的柠檬汁)来改善吸收,以及将富锌食品等高活性食品与富锌食品相隔。 注册饮食学家可以帮助个人制定满足锌需要的膳食计划,同时保持甘油靶子。

潜在风险和考虑

锌补充剂在适当剂量下一般是安全的,但不利影响和相互作用需要注意.

急性毒性

单剂量超过150毫克的元素锌可引起恶心、呕吐、腹部抽搐和腹泻。 这些症状一旦停止补充,就会自我限制。 无意中过量的剂量很少,但需要医学评估。

慢性毒性

几个月长期摄入量超过50毫克/天可导致:

  • 铜缺乏症:表现为微囊性贫血、中子肺炎和神经症状,包括肌动和外周性神经病。 铜的状况应在服用高剂量锌的患者中监测3个多月。
  • 免疫功能障碍:自相矛盾的是,非常高的锌摄入能抑制淋巴细胞的活化和中微分泌功能,增加感染风险.
  • 改性脂质剖面:有研究表明HDL胆固醇减少,并用慢性高剂量锌增加LDL胆固醇.
  • 缺铁:锌与铁相竞争以吸收,特别是两者均作为补充.

药物相互作用

锌可以降低几种药物的吸收和疗效:

  • 抗生素:四环素(多氧环素,微环素)和克诺洛内斯(双氟克诺辛,levofloxacin)应在锌补充剂前2小时取取用,或后4-6小时取用.
  • 丙西西拉胺:用于威尔逊病和风湿性关节炎;锌分泌出药物,降低其疗效.
  • 二聚体: ⁇ 基二聚体会增加尿道锌分泌,可能恶化缺损.
  • ACE抑制剂:可通过对金属肾脏处理的影响来改变锌的平衡.
  • 免疫抑制剂:锌可以与环球孢子和塔克罗利穆斯等钙化氨酸抑制剂相互作用,尽管临床意义不同.

对于慢性肾病的糖尿病患者来说,锌补充需要特别谨慎. 受损的肾功能既会改变锌的排出和代谢,而过量补充会导致积累. 基线血清锌和铜含量应该指导这种人群的剂量.

将锌纳入伤病管理协议

糖尿病患者的有效伤口护理需要多学科的方法,其中营养优化是核心组成部分,而不是事后考虑。

  • 甘油控制:将HbA1c(单体化)的浓度降到7.5-8.0%以下,以减少骨髓分泌,提高免疫功能. 胰岛素疗法如果锌补充能提高胰岛素的敏感性,可能需要进行调整.
  • 压出:总接触铸造器,可移动行走器,或自定义的矫形来减轻伤口上机械压力. 锌脱落后伤口更容易被压出引起的分解.
  • 脱脂:尖锐,酶分泌,或自发地去除坏疽组织和活膜. 锌能增强去菌酶活性.
  • 湿度平衡和感染控制:在控制外出的同时,适当敷料以维持湿度伤口环境。 含有银或碘的抗微生物敷料应谨慎使用,因为它们能将锌捆绑并减少当地可用性。
  • 活性评估:脚踝-骨骼指数(ABI)和多普勒研究,以识别可能需要再血管化的动脉不足. 锌具有活性作用,并可能与再血管化结合后会改善通通量.

欧洲伤病管理协会(EWMA)的指南现在建议对所有慢性伤病患者进行营养筛查,并具体评估锌、维生素C和蛋白质状况。 对于糖尿病足部溃疡,伤病治疗协会建议在基准检查血清锌,并在补充12周后重新检查以评估反应。 实用的规程是每天开始将30毫克元素锌的锌皮化,为期12周,每周监测伤口面积,并根据治愈轨迹和实验室值进行调整。

未来方向和研究

几个新兴的研究领域有望改进我们对锌在糖尿病伤口护理中的了解和应用。

锌纳米粒子和高级外衣

纳米技术使氧化锌纳米粒子(ZnO-NPs)具有可控释放特性,这些粒子提供了持续的局部锌离子,同时也产生了活性氧物种来杀死细菌。 临床研究显示,ZnO-NP敷料比常规氧化锌敷料加快了50%的糖尿病小鼠伤口封闭。 早期的人类试验正在对这些敷料进行评估,以治疗顽抗糖尿病溃疡,在减少伤口大小和细菌负荷方面有希望的初步结果,而无系统毒性。

锌和胰岛素类增长系数-1(IGF-1)

IIGF-1是一种关键的异构激素,在伤口愈合过程中会促进细胞增殖和基质合成. 锌通过稳定IGF-1受体和下游适配蛋白来作为IGF-1信号的共因. 糖尿病患者由于胰岛素抗药性与生长激素抗药性,常有低的IGF-1水平. 动物研究表明将锌补充与IGF-1疗法结合,比单治疗更能增强伤口愈合. 临床试验需要验证这种方法在人类中.

遗传因素和个性化补充

锌运输器基因中的多态性,如SLC30A8(ZnT8)和SLC39A4(Zip4)影响锌的吸收、分配和使用。 大约30%的人口携带了能降低锌运输器效率的变体,即使有足够的饮食摄入量也增加了缺乏汞的风险。 基因筛选最终可能允许根据单个运输器的特征进行个性化锌剂量。

锌和伤痕微生

新的证据表明,锌通过抑制诸如Staphylococcus aureus和Pseudomonas aeruginosa等病原种来调节伤口微生,同时保留有益的共生物。 这种抗微生物选择性可以减少对广谱抗生素的需求并有助于防止抗药性。 使用16S rRNA测序法的研究正在研究局部锌如何改变糖尿病伤口的微生物生态。

结论

锌是一种基本的微量营养素,其功能跨越伤口愈合的每个阶段,从板块凝聚到焦糖交叉连接。 在糖尿病患者中,由于高血糖引起的损失和吸收受损,锌缺乏风险很高,优化锌状况代表着低成本、高影响干预,可以大大改善愈合结果。 医疗保健人员应当定期评估糖尿病患者的锌状况,进行适当的口腔或专题补充,并监测长期反应。 通过在全面的伤口管理协议中解决这一关键的微量营养素缺口,我们可以缩短愈合时间,降低并发症率,减少截肢需求,并改进数百万糖尿病患者的生活质量。 证据是:锌不仅仅是一个微量营养素,而且是糖尿病具有挑战性的新陈代谢环境的有效组织修复的基本守门者。