Диссертация (1154284), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Из них более 800 ферментов, принадлежащих ко всем классам – лигазы,гидролазы, оксидоредуктазы, трансферазы и др. (Гармаза, Ю.М. и др., 2014). Втаблице 1.2 представлены типичные Zn-содержащие металлопротеины и ихбиологические функции.Цинкнеобходим дляфункционированиямногихметаллоферментов(Оберлис Д. с соавт., 2008), которые участвуют в широком спектреметаболическихследующиепроцессов.основныеЦинкфункции:выполняетучастиеввовсехметаллоферментахкаталитическихпроцессах,поддержание структурной стабильности и регуляцию.
Среди них ферменты,29которыекатализируютгидролизбелковисложныхэфиров,пептидов,полимеризацию ДНК и РНК, образование альдегидов.Таблица1.2–ТипичныеZn-содержащиеметаллопротеиныиихбиологические функции (Гармаза, Ю.М. и др., 2014; Оберлис Д. и др., 2015)Металлофермент, Mr (кДа)Карбоангидраза (30)Cu/Zn-супероксиддисмутаза(32,5)Карбоксипептидаза (34)Дегидрогеназаδ-аминолевулиновой кислоты(50)Обратная транскриптаза (66)Щелочная фосфатаза (89)ДНК-полимераза (109)Алкогольдегидрогеназа (150)РНК-полимераза (370)ЧислоБиологическая функцияатомов Znв молекуле1Катализатор обратимой реакциигидратации диоксида углерода1Диcмутация cупеpокcида вкиcлоpод и пеpокcид водоpода1Гидpолиз пептидныx cвязей c Cконца белкаCинтез гема113,5242Cинтез ДНК на матpице PНК впpоцеccе, называемом обpатнойтpанcкpипциейГидpолиз фоcфатныx эфиpовCинтез ДНКДегидpатация cпиpтаCинтез PНКВ составе ферментов ионы Zn2+ вызывают поляризацию органическихвеществ и молекул воды, содействуя их депротонированию по реакции:Zn2+ + H2O → ZnOH+ + H+Карбоангидраза катализирует обратимую реакцию превращения диоксидауглерода в угольную кислоту:СО2 + H2O ↔ Н2СО3↔ Н+ + НСО3-30Ион цинка единственный среди переходных металлов, которыйпроявляетбиологическуюокислительно-восстановительнуюнеактивность.Отсутствие редокс-активности и относительно сильное сродство к белкампозволили цинку стать подходящим ионом для исполнения роли структурногокофактора (Maret W.
et el., 2009).Дефицит микроэлементов, в том числе дефицит цинка, является проблемойдля значительной части населения мира. Исследования ученых показывают, чтодаже умеренный дефицит цинка может приводить к нервно-психическимрасстройствам, сердечно-сосудистым заболеваниям (Оберлис Д. с соавт., 2015;Ibs K.H. et al., 2003; PrasadA.S., 2012, 2014), атеросклерозу (Foster M. et al.,2011), патологическим изменениям и медленному заживлению ран (LansdownA.B. еt al., 2007), повреждениям почек, в случае перегрузки тяжелыми металлами(Ivanova I.E. et al., 2008), а также может вызвать нарушения функций лимфоцитов(Plum L. M. et al., 2010).
Присутствие в организме больших доз марганца, меди,кальция и железаЦинкизпрепятствуеторганизмаегоусвоению (Скальный А.В. и др., 2004).вытесняется кадмием (Powell S. R., 2000; Moulis J. M.,2010; Namdarghanbari M.A. et al., 2014).Оптимальнаяинтенсивностьпотребленияцинка составляет 10 – 15мг/день для взрослых и 4 – 6 мг/день для детей, с учетом 0,1 мг цинка,поступающего с вдыхаемым воздухом. При недостаточном поступлении цинка(1 мг/день и менее) может развиться его дефицит в организме человека, порогтоксичности данного элемента составляет 600 мг/день (Мазо В.К. и др., 2002,2003; Оберлис Д. с соавт., 2015).Адекватный уровень потребления (АУП) цинка для человека составляет12 мг/ сутки, а верхний допустимый уровень потребления (ВДУП) около40 мг/сутки (МР 2.3.1.1915 – 04). Целиком покрывается эта норма приемом водыи смешанной пищи.Для нормального развития и роста ребенка в период беременностипотребность в цинке возрастает (Оберлис Д.
с соавт., 2015) и составляет 100 мг втечение всего периода беременности, часто необходим дополнительный прием –310,6 мг в сутки. Если в организме матери недостаток цинка, то это повлечет засобой атонические кровотечения и продолжительные преждевременные роды.Поэтому, во время беременности женщинам дополнительно назначают препаратысодержащие цинк.Преимущественно цинк отлагается в костной системе и мышцах.
В печениотложение этого микроэлемента доходит до 500 – 600 мг/ кг веса.В пищевых рационах средняя концентрация цинка – 13,2 мг/сут. Вразличных странах рекомендуемый уровень потребления цинка варьируется впределах 5,5 – 17,4 мг/сут. Значения этого показателя в Великобритании всреднем колеблются от 9,0 до 9,7 мг/сут, в Японии составляют 7,2 мг/сут, вКанаде 9 – 12 мг/сут, в Австралии и России 12 мг/сут, от 12 до 15 мг/сут в СШАи 14 мг/сут в Нидерландах (Нормы физиологических потребностей в энергии ипищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации, 18декабря 2008 г.
Методические рекомендации МР 2.3.1.2432 – 08). (Хабаров А.А. идр., 2012).Нормальному усвоению цинка мешает большое употребление клетчатки.Если в рационе питания слишком много фруктов и овощей, то только 20 % цинкавсосется в кишечнике (Хабаров А.А. и др., 2012). У вегетарианцев склонность кнедостатку цинка выражена больше, чем у людей, имеющих разнообразныйрацион. Известно, что в Индиипреимущественно вегетарианское питание,поэтому суточное потребление цинка несколько выше, чем в других странах исоставляет 16 мг/сут (при этом меньшее количество цинка усваивается из пищи).Исследования ученых показывают, что поступление цинка у современныхлюдей недостаточно.
Например, по данным National Dietary Surveyof Adults(Австралия) потребление цинка у 54 % женщин и 27 % мужчин меньше 70 % отрекомендованной суточной дозы (Horwath C.C., 1989; Baghurst K.I. et al., 1991;Ball M.J. et al., 2000; Gibson R.S. et al., 2011). Исследования пожилых женщинНовой Зеландии(средний возраст 74 года, n = 102) показали, что значениесредней концентрации цинка в сыворотке крови составляет 12,4 мкмоль/л. Какотмечают авторы (De Jong N. et al.,2001),эта концентрация является32относительно низким показателем по сравнению с другими опубликованнымиданными,но это значение выше, чем у обследованных женщин аналогичноговозраста из других регионов (11, 6 мкмоль / л).Старение организма, которое связано с обеднением рациона питания,нарушением всасывания и ускоренным выведением микроэлемента из организма,приводит в итоге к дефициту цинка.
Рядом исследований (Mc Master D. et al.,1992; De Jong N. et al., 2001; Plum L. M. et al., 2010; Gibson R., 2011; Szewczyk B.,2013; Beckett J. et al., 2015) установлено, что в старших возрастных группах болеенизкое содержание цинка по сравнению с молодыми людьми. Это, возможно, из –за снижения с возрастом эффективности поглощения ЖКТ (Оберлис Д. с соавт.,2015), изменений в диете, влияния социально–экономических факторов.Ученые H. Haase и L.
Rink (2009) указывают на взаимосвязь между низкимцинковым статусом и снижением иммунной функции у пожилых людей. Также свозрастным дефицитом цинка связывают развитие артериальной гипертензии ивторичного иммунодефицита, атрофические изменения во всех органах исистемах,развитиеимпотенции,ангиотензинпревращающий фермент.таккакцинкзависимымявляетсяПри дефиците цинка основной причинойснижения количества антител и ослабления клеточного ответа являетсяуменьшение количества лимфоцитов, а не нарушение их функции (Fraker P.J.
etal., 2001; Wessells K.R. et al., 2010, 2012). Следовательно, концентрация цинка ворганизме может быть важным фактором для иммунологического наблюдения встарости. Низкий уровень цинка в организме повышает риск развития сердечно –сосудистых заболеваний (Prasad A. S., 2014), диабета (Poudel R.R. et al., 2017),нейродегенеративных заболеваний и рака (Costello L.C.
et al., 2011; Chasapis C.T.et al., 2012), а также повреждение почек, особенно в случае перегрузки тяжелымиметаллами (Ivanova I.E. et al., 2003).На протяжении многих лет считалось, что цинк отличается безопасностью,особенно отсутствием оксидантных свойств (Powell S. R., 2000). При нормальныхфизиологических условиях ион Zn2+ редокс-неактивен, т.е. данный металл ненапрямую вовлечен в процесс приема или передачи электронов от молекул33окислителей.
Именно поэтому цинк не функционирует как антиоксидант.Антиоксидантные свойства цинка – это результат действия следующих непрямыхмеханизмов:- цинк содержится в Cu/Zn –супероксиддисмутазе;- цинк – служит ингибитором активности мембраносвязанных NADPHоксидаз, катализирующих образование синглетного кислорода;- цинк индуцирует образование обогащенных цистеином металлотионеинов,которые«перехватывают»гидроксильныерадикалы,формирующиесяизпероксида водорода;- цинк – является антагонистом редокс-активных переходных металлов,таких как медь, железо (Valko M. et al., 2005).Антиоксидантныйэффектцинкаописываетсяследующимидвумямеханизмами: сульфгидрильная стабилизация и ингибирование формированияактивных форм кислорода переходными металлами (Гармаза, Ю.М. и др., 2014).Биологическая роль цинка носит двойственный характер: с одной стороны,жизнедеятельность организма невозможна без цинка, а с другой – цинк обладаетопределенной токсичностью, являясь канцерогеном.Токсичность цинка для животных и человека невелика, т.к.
при избыточномпоступлении он не кумулируется, а выводится. Однако в литературе имеютсяотдельные сообщения о токсическом влиянии этого металла (Черных Н.А. и др.,2004; Гармаза, Ю.М. и др., 2014; Оберлис Д. и др., 2015). Например,исследователями (Walther U. I. et al., 2002) уcтановлено, что пpи ингаляционномвоздейcтвии паpов, cодеpжащиx цинк, пpоиcxодит наpушение метаболизмаглутатиона приcниженииуpовня его восстановления.токcичеcкие эффекты, по-видимому, cвязаныглутатионpедуктазыиcопутcтвующимZn-опоcpедованныеc ингибиpованием активноcтиувеличениемуpовняокиcленногоглутатиона. Вдыхание паров оксида цинка вызывает повышение температуры,боли в суставах и мышцах, озноб и др. (цинковая лихорадка).
Авторами работы(Ansteinsson V. et al., 2009) показано, что воздействие Zn2+ в токсичныx34концентрацияx (200 мкМ) индуцирует высвобождение IL-6 в фибробластаx икардиомиоцитаx, что может быть звеном патогенеза гипертрофии и панкардита.При физиологических условиях цинк в растворе находится в видегидратированного иона Zn2+, который не способен проходить непосредственночерезлипидныеслоибиологическихмембран,вследствиевысокойгидрофильности и наличия заряда. Поэтому необходимо разнообразить пищевойрацион для улучшения всасывания цинка. Как правило, продукты, которыебогаты цинком, богаты клетчаткой и витаминами (особенно группы В)(Хабаров А.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
