Zinc en la Nutrición
VII Curso Actualización en Nutrición
Sociedad Peruana de Nutrición Lima, Perú, 28 de Mayo 2010
Daniel López de Romaña, Ph.D.
Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos Universidad de Chile
Contenido de la presentación
El zinc en la nutrición – Parte 1
El zinc en la nutrición – La otra cara de la
moneda
Contenido de la presentación
El zinc en la nutrición – Parte 1
El zinc en la nutrición – La otra cara de la
Como componente de metaloproteínas
Más de 300 metaloproteínas de Zn en la naturaleza. Más de 100 metaloproteínas en el cuerpo humano
necesitan zinc para su función catalítica
Anhidrasa carbónica, fosfatasa alkalina, superóxido
dismutasa, etc.
Funciones del zinc
Como componente de los “dedos de zinc”
Proyecciones estabilizadas en proteínas que favorecen
las interacciones de proteínas con el ADN y ciertas interacciones entre proteínas
3% de los genes identificados contienen “dedos de
zinc”
Zinc tiene un amplio rol
en la expresión génica
Regulación celular
Iones de zinc junto con elementos metalo-responsivos
(EMR) regulan ARN mensajero a nivel transcripción
El zinc activa el gen de la metalotionina vía interacción
con el factor de transcripción metalo-ligante 1 y los EMR
En membranas
Como cation divalente estabilizando membranas
celulares y membranas ribosomales, posiblemente vía estabilización de fosfolípidos
Funciones del zinc
Función inmunológica
La deficiencia de zinc inhibe la función inmunológica
de células T, la función fagocítica de macrófagos, causa apoptosis de células B.
La deficiencia de zinc influye sobre la inmunidad
adquirida en el timo y la producción de linfocitos B y T.
La deficiencia de zinc disminuye la producción de
neutrófilos en la médula ósea.
INGESTA DE ZINC (IZ) INTE S TIN O S A N G R E ZINC EN ORINA RZI RÁPIDO Hígado, GR RZI DESPACIO Hueso, Músculo Riñones TZA PZE ZNA + ZFE = ZTF
IZ = Ingesta total de zinc TZA = Total zinc absorbido
PZE = Pérdidas endógenas de zinc ZFE = Zinc fecal endógeno
ZNA = Zinc no absorbido fecal ZTF = Zinc total fecal
RZI = “Reserva” de zinc intercambiable Otras Pérdidas (piel, pelo, sudor, uñas, semen, etc.)
Homeostasis de zinc
Transportadores de Zn
Zn intracelular
Transportadores de Zn
Manifestaciones clínicas de
acrodermatitis enteropática
Adaptado de Van Wouwe, 1989
Síntoma Frecuencia (%) Dermatitis 84 Diarrea intermitente 54 Alopecia 48 Retardo de crecimiento 46 Defectos de nacimiento 31 Infecciones recurrentes 30 Muerte 20 Anorexia 15
Consecuencias de la deficiencia de
zinc
Retardo de crecimiento
Disfunción inmunológica, aumento en
morbilidad, mortalidad
En el embarazo:
Parto prolongado, retardo deRiesgo de deficiencia de zinc, basado en
indicadores indirectos
Bajo Inter-medio AltoEfecto preventivo de la suplementación con zinc
crecimiento
Resumen de resultados de meta-análisis para
diferentes estratos
All
Studies Stunting Age (months) Duration (months) Dose (mg) Serum Zinc (g/dl) 0-24 25-59 60 Yes No 6 >6 5 >5 < 80 80 0.34 0.23 0.18 0.14
Rivera et al, AJCN, 2003
Efecto preventivo de la suplementación con zinc
Diarrea
Efecto terapéutico de la suplementación con zinc
Diarrea aguda
↓ duración diarrea aguda en 0.5 días
IZiNCG Technical document #2. Food Nutr Bull 2009
Efecto terapéutico de la suplementación con zinc
Diarrea persistente
Efecto preventivo de la suplementación con zinc
IRA
↓ 15% incidencia
IZiNCG Technical document #2. Food Nutr Bull 2009
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El zinc en la nutrición – Parte 1
El zinc en la nutrición – La otra cara de la
Zinc, Obesidad y
Comorbilidades
Zinc y obesidad
Se ha observado que personas con sobrepeso y
obesidad tienen concentraciones sanguíneas de
zinc más bajas que personas con un índice de
masa corporal (IMC) adecuado.
Zinc, obesidad y deposición de grasa
Un bajo consumo y una baja concentración de
zinc en sangre se han asociado con un aumento
en la prevalencia de obesidad y sus
comorbilidades, tales como enfermedades
cardiovasculares y diabetes.
En adultos de zonas urbanas en India, la deficiencia
de zinc se consideró como un factor de riesgo de adiposidad central (Singh y col 1998).
Posibles mecanismos
El zinc puede estar relacionado con la
obesidad y sus comorbilidades a través de
varios mecanismos:
1. Aumento del estrés oxidativo
2. Regulación bioenergética – leptina e insulina 3. Procesos de inflamación
Estrés oxidativo, obesidad y
comorbilidades
Un bajo consumo de zinc se ha asociado con una
baja actividad de la enzima SOD en pacientes
con sobrepeso y obesidad (Tungtrongchitr y col
2003).
La concentración de zinc y de las enzimas SOD
y GSH se encontraron significativamente más
bajas en hombres obesos comparados con un
grupo control (p=0.001), mientras que la
concentración de TBARS fue significativamente
más alta (Ozata y col 2002).
Regulación bioenergética
La deficiencia de zinc puede participar en la
regulación bioenergética al alterar la expresión
genética de la leptina.
En estudios en ratas deficientes de zinc, se ha
observado una reducción de producción de
leptina por el adipocito y aumento en la
Estudios de suplementación con zinc en humano han
observado un aumento en la concentración de leptina (Mantzoros, 1998, Gómez-García et al, 2006).
Todavía no está claro como el zinc regula la expresión
de leptina aunque se cree que están involucradas las citoquinas IL-2 y TNF-α (Mantzoros et al, 1998).
Por lo tanto, cualquier cambio de la concentración de
leptina asociado con el estado nutricional de zinc podría determinar cambios en el tejido adiposo y el riesgo de obesidad.
Regulación bioenergética
Zinc, expresión genética de la leptina y la
regulación del apetito a nivel de NPY
leptina NPY leptina inhibición Suplementación Deficiencia Zinc síntesis inhibición síntesis IL-2? TNF-a?
Zinc y la síntesis de insulina
Preproinsulina S S S S Proinsulina Monomero insulina Péptido C S S S SZn
El zinc es necesario para la unión de monómeros de insulina para formar dímeros, los cuales se almacenan para ser utilizados al elevarse la concentración de glucosa (Chausmer, 1998).
Cambios a esta estructura afecta:
1. Actividad 2. Liberación
3. Afinidad por el receptor de insulina
Por lo tanto, la deficiencia de zinc disminuye la secreción de
insulina y aumenta las concentraciones de glucosa en sangre.
Se ha observado en modelos animales y en humanos que la
suplementación con zinc tiene un efecto positivo en la resistencia a la insulina
Zinc y resistencia a la insulina
Posibles mecanismos:
1. Favorece la interacción de la insulina con su receptor. 2. Facilita el transporte de la glucosa a través de la
membrana (SOD).
3. Reduce la secreción de insulina en el páncreas. 4. Potencializa la acción de insulina en tejidos
periféricos.
Chen et al 1998, Marreiro et al, 2004
Zinc e inflamación
En pacientes obesos con un consumo menor de zinc se ha
encontrado mayor inflamación sistémica de bajo grado y deficiencia de zinc, comparados con pacientes obesos con un consumo adecuado de zinc (Costarelli 2009).
Se ha sugerido que la causa ente el desbalance entre el
zinc y el proceso de inflamación crónica, pueda deberse al polimorfismo de genes de las metalotioneínas, quienes
están involucradas en la homeostasis de zinc (Mocchegiani y Malavolta, 2008).
Efecto de zinc en la producción de citoquinas
Deficiencia de zinc Disminuye la expresión de: IL-2 IL-10 Aumenta la expresión de: IL-6 IL-1β IL-8 TNF-α PROINFLAMATORIAConclusiones
El zinc tiene múltiples funciones en el organismo
Se estima que la deficiencia de zinc es un problema de salud
a nivel mundial
Los suplementos de zinc tienen un efecto positivo en el
crecimiento infantil
Los suplementos de zinc tienen un efecto preventivo y
terapéutico sobre la diarrea
Los suplementos de zinc tienen un efecto preventivo sobre
Conclusiones
La deficiencia de zinc promueve un ambiente
pro-inflamatorio, pro-oxidativo y altera la bioregulación energética a través de la leptina y la insulina.
La deficiencia de zinc observada en pacientes obesos está
muy relacionada con las alteraciones metabólicas asociadas a ésta, incluyendo la diabetes