Funções biológicas do zinco

1. Funções biológicas do zinco

2. Raios iônicos dos principais metais de transição (pm) Cu (+2) 72 Zn (+2) 74 Fe (+2) 75 Co (+2) 79 Mn (+2) 81

3. Fontes do zinco (mg/kg peso úmido) Queijo 30 -40 Carne vermelha magra 40 - 50 Carne vermelha gorda 10 -15 Carne de porco magra 20 - 30 Frango 7 - 20 Peixe 3 – 5 Necessidade fisiológica no Reino Unido 9.7 +-3.3 mg/dia

4. Absorção do zinco 1. Liberação do zinco no intestino (duodeno e jejuno); 2. Contato com o ácidos picolínico e cítrico (na presença de Vitamina) que o transportam para a célula; 3. Ligação com metaloenzimas, metalotioneina (ou DMT) (ricos em cisteína); 4. Transporte ao bordo basal do enterócito (ATP); 5. Passagem através a membrana celular á circulação. Assimilação do total ~ 20%

5. Favorecem à absorção: 1. Meio ácido do estômago; 2. Mastigação de alimentos; 3. Cereais cozinhados. Dificultam a absorção: 1. Cobre, cádmio e chumbo (competição por metalotioneína); 2. Ferro (competição por receptores de ligação na superfície de eritrócitos, fator de geometria); 3. Produtos alimentícios: a. cereais (fitato e hexafosfato de inositol)equação: y = 38 – 8.5lnx onde x – quantidade do ácido fítico; 4. Leite de vaca; 5. Cimetidina, antibióticos, quelatos, diuréticos

6. Quantidade diária recomendada do zinco (mg/dia)

7. Transporte do zinco Zn está associado a: 1. 80% com albumina; 2. 15-19% com -2-macroglobulina; 3. 1% com aminoácidos e metaloenzimas O transporte está alterado na patologia hepática (cirrose,doença de Wislon, etc)

8. Excreção do zinco 1. Fezes (via principal) 2. Urina – (via secundaria, inibidores da excreção renal: insulina, ácido fólico) 3. Suor ( via importante: até 3 mg por dia podem perder-se no suor); 4. Sêmen (concentrações altas, níveis baixos) Aumentam a excreção: processos catabólicos, açucares, álcool Níveis da excreção renal e conteúdo no plasma não semprerefletem os níveis plasmáticos. É preferível medir o zinco em leucócitos e eritrócitos

9. Distribuição do zinco Corpo adulto contém 1.5 - 3.0 g Zn: Músculo - 60% Ossos - 30% Pele - 6% Maiores concentrações estão na próstata, no sêmen, em glóbulos vermelhos e brancos.

10. Formas de fixação de zinco: 1. Plasma; 2. Fosfatase alcalina; 3. Carboanidrase; 4. Àlcool dehidrogenase; 5. Zn-Cu superóxido dismutase; 6. Retinol dehidrogenase; 7. Fructose-1,6-difosfatase; 8. Carboxiopeptidases; 9. Colagenase; (no total, mais de 300 enzimas) Pohmel, Sir, 1998

11. Formas da ligação do zinco Funções do cofator: catalítica es estabilizadora Tipo de ligação: a. –SH da cisteina; b. –N da histidina; c. –O de aspartato

12. Metabolismo de zinco “Dedos de zinco”, complexo funcional característico: 4Cis ou 3Cis + His ou 2Cis + 2 His, separados por outros aminoácidos, com o Zn no centro do tetraedro formado (coordenação tetraédrica típica, ponto do controle da atividade enzimática)

13. Metabolismo do zincoProliferação celular Inibição de crescimento é um sintoma cardinal da deficiência do zinco Constituintes indispensáveis para a proliferação celular: 1. DNA, RNA; 2. Presença do zinco no núcleo, nucléolo e cromossomos da célula; 3. Metaloenzimas contendo zinco: DNA polimerase; (na presença de “dedos de zinco”) RNA transcriptase e outros;

14. Metabolismo do zincoCrescimento do organismo 1. Hormônio de crescimento (produzido na hipófise; necessita a presença de altas concentrações do zinco); A mensagem hormonal deve chegar e ser processada para que a replicação ocorra (transdução do sinal mitogênico) 2. Fator de crescimento I tipo insulina (regulação da utilização de aminoácidos e de glicose; faz que o hormônio de crescimento seja acessível aos tecidos)

15. Metabolismo do zincoCrescimento de tecidos Em modelos experimentais com a dieta deficiente em Zn observa-se a perda de massa corporal entre 24 e 32% 1. Crescimento ósseo; 2. Cicatrização dos ferimentos; 3. Formação de calos ósseos; 4. Cicatrização de queimaduras; 5. Regeneração da pele lesionada por acne

16. Metabolismo do zinco Sistema imunológico Efeitos da deficiência do zinco no sistema imunológico Fatores que afetam a produção de linfócitos: 1. Menor produção da timulina, hormônio dependente do zinco. Existem dois tipos da timulina a. dependente de zinco a diferença é um marker da deficiência de Zn b. não dependente do zinco; 2. Maior produção de glicocorticóides (indutores de apóptose ou morte celular dos timócitos, precursores das células T)  redução generalizada da população das células imunocompetentes (em compensação, há aumento em granulócitos, nutricionalmente menos importantes) • Linfopenia e atrofia do timo: com a perda de 24-32% da massa do corpo a perda da massa do timo é 50-80%

17. Processo de apoptose direto: Liberação de glicocorticóides  Receptor da membrana celular  Estimulação do núcleo (genes da morte)  Liberação da endonuclease   ação reguladora do íon Zn (inibidor da endonuclease) Destruição de DNA Na deficiência do zinco perecem as células relativamente sãs. Normalmente funciona o efeito do gatilho: eliminação das células estressadas, envelhecidas e anormais

18. Metabolismo do zincoAção antioxidante Proteção das células contra radicais livres; Zn-Cu-Superóxido-dismutase  O22- H2O2 H2O ­ Glutation-peroxidase Ação antiviral Diminui a replicação viral HIV

19. Metabolismo do zinco no ósso 1. Aumenta a densidade do osso na osteoporose; 2. Protege o osso contra reabsorção; 3. Protege o osso contra fraturas na mielomatose; 4. Facilita a formação do calo ósseo. Ca5(PO4)3(OH,F,Cl), Klet. Razm.,2002

20. Metabolismo do zincoSentido de gosto e de olfato Deficiência do zinco da anidrase carbônica na saliva  Danos oxidativos ás papilas gustativas e sensores bucais  Alterações reversíveis de gosto e de olfato São os primeiros sintomas características da deficiência do zinco

21. Metabolismo do zincoSistema endocrino 1. Pâncreas O zinco é armazenado na forma de complexo a Zn-insulina nos islotes de Largenhans; 2. Tiróide Receptores de T3 na membrana celular são ativados na presença do zinco. Na deficiência de zinco as células apresentam menor sensibilidade; 3. Testículos O zinco participa: a. na produção de testosterona; b. na maturação de espermatozóides numa ejaculação a quantidade do zinco alcança 1mg A deficiência do zinco leva a hipogonadismo e a hipotrofia testicular

22. 4. Próstata a. o zinco estimula a apostose das células; b. proteje contra malignização: m - aconitase  inibição por Zn citrato normal  citrato oxidado  malignização das células

23. Metabolismo do zincoAtividade anticancerígena 1.Gene p53 “Dedos protéicos” protegem contra a inativação e mutações  favorece à apoptose  controla a hiperprodução celular no esôfago 2. Proteína hZAC (localiza-se no braço largo do cromossomo 6)    está ausente no caso de tumores congénitos  O zinco estabiliza a conformação da proteína desenvolve atividade antiproliferativa, semelhante ao gene p53

24. 3. Proteína ZAC1 (está presente na hipófise e hipotálamo )   regula a apostose  O zinco estabiliza a conformação da proteína regula o ciclo da morte celular 4. O zinco inibe o Tumor Necrosis Factor nos pacientes com AIDS

25. Metabolismo do zincoVisão O zinco é o oligoelemento mais abundante no olho Retinol (fígado)  Retinol-dehidrogenese-Zn-dependente  Retinol (olho)  Retinal, forma ativa da Vitamina A

26. Metabolismo do zincoSistema nervoso 1. O zinco participa mo metabolismo da dopamina e síntese de neurotransmissores; 2. Neuronas glutamárgicas (função cognitiva do cérebro, função da memória recente) da córtex cerebral são ricas em zinco.

27. Deficiência do zincoCáusas 1. Estado do trato gastrintestinal: malabsorção, alcoolismo, cirrose hepática, enfermidade de Crohn, etc; 2. Dietas baseadas em cereais e arroz como fonte da proteína, pão intergral; 3. Dietas parenterais não equilibradas com o zinco; 4. Dietas para emagrecer contendo fibras; 5. Perdas do zinco com transpiração excessiva, diurético, cafeína; 6. Transtornos de absorção na velhice; 7. Gravidez.

28. Toxicidade do zinco Poucos exemplos são conhecidos: a dose tóxica é alta demais para ser ingerida. Manifestações da intoxicação aguda: náusea, vômito, febre e letargia. A exposição para longo prazo resulta em uma interferência com o metabolismo de outros elementos traço. A interação cobre/zinco tem sido responsável por uma indução involuntária da deficiência de cobre.

29. Obrigado Petr Melnikov