Znaczenie cynku w organizmie człowieka

Jony cynku stanowią jedne z najbardziej istotnych minerałów w organizmie ludzkim. Cynk uczestniczy w aktywacji wielu enzymów – białek, które warunkują przeprowadzanie reakcji chemicznych w komórkach. Ponadto cynk wchodzi w skład elementów odpowiedzialnych za kontrolę aktywności materiału genetycznego – jego jon umożliwia oddziaływanie białek z DNA. Największym problemem związanym z tym minerałem jest jego niska przyswajalność. Cynk nie występuje w pokarmie w dużej ilości, a w układzie pokarmowym wchłania się w około 30%. 

Wpływ cynku na enzymy

Cynk wchodzi w skład cząstek ponad 300 enzymów. Większość z nich odpowiada za reakcje rozkładu substancji złożonych na prostsze. Należą do nich proteazy cynkowe, w których jon cynku Zn²⁺ znajduje się bezpośrednio w miejscu odpowiedzialnym za aktywność katalityczną. Oddziaływanie jonu cynku z białkiem umożliwia właściwe ulokowanie substratu i inicjację procesu cięcia. Reakcje te są niezwykle istotne, nawet na bardzo podstawowym poziomie złożoności organizmu. Obróbka białek warunkuje nie tylko ich prawidłowe dojrzewanie, ale także usuwanie tych uszkodzonych. Proteazy cynkowe działają również na poziomie całych tkanek poprzez utrzymywanie właściwej struktury szkieletu białkowego podtrzymującego komórki we właściwych pozycjach. Niedobory cynku mogą więc skutkować nie tylko zaburzeniem funkcjonowania komórek, ale również utrudnionym gojeniem i regeneracją. 

Cynk i ekspresja genów

Ekspresja genów jest procesem odczytu informacji genetycznej zawartej w DNA. To wieloetapowe zjawisko jest ściśle kontrolowane. Komórka poprzez zmiany w układzie ekspresji genów może nie tylko się rozwijać, ale również reagować na bodźce, wysyłać sygnały i dzielić się dając kolejne komórki potomne. Białka wiążące DNA mogą występować w kilku formach strukturalnych, z których jedna zawiera w swojej najbardziej istotnej dla tego procesu domenie właśnie jony cynku. Sprawiają one, że połączenie z DNA jest stabilne i białko może ściśle kontrolować procesy odczytu informacji. Cynk wchodzi również w skład białek uczestniczących w mechanizmach naprawy DNA. Obniżenie poziomu cynku w organizmie sprawia, że niemożliwym staje się utrzymanie stabilności genomu. Zwiększa to ryzyko wystąpienia chorób nowotworowych, a także śmierci komórki ze zbyt uszkodzonym genomem. 

Zobacz też: Seler naciowy: najzdrowsze warzywo bogate w witaminy i minerały

Biologiczna rola cynku w komórkach

Cynk bierze również udział w kontroli procesów śmierci komórkowej. Apoptoza – zaprogramowana śmierć komórki – jest niezwykle ważnym procesem dla zachowania integralności organizmu. W rozwoju embrionalnym apoptoza uczestniczy w prawidłowym formowaniu mózgu i kończyn, a w życiu osobniczym – w reorganizacji układu tkanek w odpowiedzi na zmiany środowiska, regeneracji, wzroście i dojrzewaniu wielu układów (na przykład układu immunologicznego). 

Stres oksydacyjny a cynk

Jony cynku zawarte są również w enzymach zwalczających stres oksydacyjny w komórkach. Jest to zjawisko występujące w komórkach intensywnie pracujących, a tym samym oddychających. Na skutek naturalnego braku idealnego mechanizmu uwalniania energii z substancji odżywczych w komórkach dochodzi do lokalnego utworzenia środowiska, które zawiera toksyczne stężenia wolnych rodników. Są to niezwykle reaktywne substancje, które mogą prowadzić do globalnych uszkodzeń komórek. Od lat wskazuje się również na udział antyoksydacyjnych właściwości cynku w ochronie przed chorobami neurodegradacyjnymi i autoimmunologicznymi.