Mezi kovy, jejichž ionty jsou součástí organických sloučenin, patří významné místo zinku. Biochemici jej zařadili do skupiny stopových prvků, jejichž obsah v buňce nepřesahuje 0,0001 %. Kationty zinku se vyskytují jak u zvířat, tak v rostlinných organismech, kde jsou součástí biologicky aktivních látek, jako jsou hormony a enzymy, nukleotidy, lipidy a estery. Úloha zinku v lidském těle je různorodá: je nezbytný pro správný metabolismus, normální průběh imunitních procesů a realizaci reprodukční funkce. V tomto článku se blíže podíváme na vlastnosti sloučenin obsahujících stopový prvek zinek a uvedeme příklady ilustrující jeho význam pro udržení homeostázy lidského těla.
Atom zinku jako komplexotvorné činidlo
Většina enzymů zapojených do reakcíbuněčný metabolismus, jsou složité látky a obsahují ionty železa, hořčíku, mědi, zinku. V biochemii se nazývají organokovové sloučeniny. Úloha zinku v lidském těle spočívá v tom, že jako centrální iont je součástí molekul hormonů, enzymů a dalších biologicky aktivních látek, jako je inzulín, laktátdehydrogenáza, antiproteázová krevní bílkovina. Zvažte jejich vlastnosti dále.
Regulace glykolýzy
Jedním ze stádií energetického metabolismu v buňce je glykolýza – bezkyslíkový rozklad glukózy – hlavní energetické substance buňky. Provádí se v přítomnosti enzymu laktátdehydrogenázy a vede k přeměně sacharidu na kyselinu mléčnou. Nadměrný obsah laktátu otravuje cytoplazmu buňky, pro rozklad této látky na neškodnou kyselinu pyrohroznovou je v cytosolu syntetizován enzym obsahující zinek. Jeho působením dochází k neutralizaci kyseliny mléčné v buňkách srdečního svalu, nefronech a myocytech, uvolnění cytoplazmy od toxinu, což potvrzuje důležitou roli zinku v lidském těle. Obsah laktátdehydrogenázy v krvi se využívá při diagnostice onemocnění provázených patologickým zvýšením metabolismu, zejména odbouráváním glukózy, jako je rakovina jater, žaludku, plic, záněty ledvin a degenerativní změny svaly.
Role zinku ve vývoji imunitního systému
Lymfatické uzliny, brzlík, červená kostní dřeň, palatinmandle produkují buňky, které mají výrazný ochranný účinek proti bakteriím, virům, cizím proteinům a toxinům. Úroveň rozvoje imunitního systému má rozhodující vliv na stav lidského zdraví a do značné míry závisí na včasné tvorbě ochranných prvků: protilátek, interferonů, fagocytů, lymfocytů, makrofágů. Jak biochemické studie prokázaly, všechny výše uvedené látky a buňky, které bojují s infekčním nástupem, se tvoří za přímé účasti mikroelementu. Důležitou úlohou zinku v lidském těle je, že se podílí na tvorbě T-lymfocytů a zabijáckých buněk. Nesou hlavní zátěž při neutralizaci patogenních bakterií a virů, které způsobují tak závažná onemocnění, jako je tuberkulóza, zápal plic, syndrom imunodeficience atd. Ionty zinku navíc aktivují buněčné geny zodpovědné za včasnou reakci na stresové faktory prostředí a zvyšující odolnost organismu vůči jim. Také hormony brzlíku - thymosin, thymopoetin a thymulin - se aktivují v přítomnosti komplexních zinkových částic, což zvyšuje imunitní procesy.
Mechanismus účinku mikroelementů na virovou infekci
Abychom rozšířili naše chápání role zinku v lidském těle, zvažte jeho funkce při blokování replikace nukleových kyselin a syntézy molekul virových proteinů. Výsledky mikrobiologických studií potvrdily fakt směrovaného antivirového účinkuzinkové ionty na patogeny, jako je herpes, encefalitida, chřipka. Zejména mikroelement podporuje uvolňování různých typů interferonů do krve, což pomáhá zastavit rychlé množení virových částic v raných stádiích onemocnění. To platí zejména pro procesy translace patogenních proteinů, které jsou blokovány. Biologická role zinku v lidském těle tedy spočívá v jeho výrazném antivirovém účinku, který zajišťuje schopnost buněk odolávat patogenním agens.
Jak zinek reguluje lidské reprodukční funkce?
Schopnost rozmnožování a rozmnožování je nejdůležitější vlastností všech druhů živých organismů. Pro ženský organismus je zinek v těhotenství nezbytný a jeho nedostatek se projevuje příznaky premenstruačního syndromu: migrénou, otoky a bolestivými křečemi. Stopový prvek je nejvýznamnější pro správný vývoj mužského reprodukčního systému a plodnost gamet - spermií. Mužský typ formování těla, normální fungování pohlavních žláz - varlat a prostaty, životaschopnost spermií - to je role zinku v těle muže. Zinek ve formě komplexotvorného činidla je součástí nejdůležitějšího pohlavního hormonu - testosteronu, který je zodpovědný za celý proces spermatogeneze, reprodukční vlastnosti a mužské libido.
Růst těla a jeho závislost na organických sloučeninách zinku
Je známo, že přední hypofýza produkuje hormon somatotropin, ze kteréhozávisí fyziologické procesy růstu kostní tkáně. Spolu s růstovým hormonem v hypotalamu dochází k syntéze molekul podobných inzulínu, což jsou polypeptidy a nazývají se somatomediny. Obsahují atomy zinku a spolu se somatotropinem se dostávají do krevního oběhu a ovlivňují procesy osteogeneze. Nadbytek růstových faktorů vede k onemocněním, jako je gigantismus a akromegalie (neúměrně dlouhé končetiny), naopak nedostatek hormonů způsobuje nanismus. Všechny výše uvedené skutečnosti potvrzují rozhodující roli zinku v těle dítěte, jehož růstové procesy jsou řízeny hormony obsahujícími zinek.
Funkce enzymu karboanhydrázy
V procesech katabolismu v buňkách a mezibuněčné tekutině se hromadí nadměrné množství produktů rozpadu: acetaldehyd, estery, oxid uhličitý. Aby se zabránilo intoxikaci, je karboanhydráza zahrnuta do enzymové skupiny těla. Obsahuje komplexní iont zinku a podporuje reakci škodlivých látek s vodou. V důsledku hydratace se toxiny neutralizují na sloučeniny, které jsou pro buňku neškodné, jako je kyselina uhličitá. Enzym je spolu s hemoglobinem součástí erytrocytů všech savců, nejen lidí. Karboanhydráza, která obsahuje zinek a nachází se v červených krvinkách, aktivuje rozklad toxických kyselých uhličitanových solí, které se hromadí v krvi vnitřním dýcháním, na vodu a oxid uhličitý. Tato skutečnost dokazuje mimořádně důležitou roli zinku v životě živých organismů.
Enzym obsahující zinek – inzulín
Slinivka je jedním z hlavních orgánů trávicího systému, produkuje celý arzenál životně důležitých enzymů a hormonů, z nichž jedním je inzulín. Obsahuje dva proteinové řetězce schopné vázat se na ionty zinku. V tomto stavu působí inzulín na glukózu v krevní plazmě. Snižuje jeho nadbytek, který se objevuje po příjmu sacharidů obsažených v pečivu, bramborách, cukrovinkách. Hormon je produkován Langerhansovými ostrůvky slinivky břišní a pokud není dostatečně vylučován, rozvine se u člověka diabetes mellitus. Důležitá role zinku v lidském těle spočívá v tom, že inzulin, který jej obsahuje, ovlivňuje také metabolismus bílkovin a lipidů, což vede k ukládání tuku v omentu a podkožní tukové tkáni.
Jaké je nebezpečí nedostatku zinku pro lidské zdraví?
Dříve jsme zjistili přítomnost mikroelementu ve formě centrálního atomu komplexních organických sloučenin, přítomných v molekulách různých enzymů. Zvláštní místo mezi nimi mají biologicky aktivní látky - karboxypeptidázy obsahující ionty zinku. Enzymy jsou součástí pankreatické šťávy a jsou nezbytné pro normální trávení potravy v duodenu a tenkém střevě. Podílejí se také na syntéze nejdůležitějších hormonů, které řídí metabolismus: vazopresinu, oxytocinu, inzulinu. Vliv karboxypeptidáz obsahujících zinek na mechanismy srážení krve, reparacetkáně, reprodukční funkce. Je zřejmé, že nedostatek zinku ovlivňuje zdravotní stav a má následující příznaky: prudký pokles imunity, náchylnost k depresím, poruchy trávicího systému, anomálie ve vývoji reprodukčních funkcí. To vše může vést k nevratným změnám v lidském těle.
Význam správné výživy v prevenci nedostatku zinku
Charakteristickým rysem stopového prvku je, že je pomalu absorbován trávicími orgány z produktů rostlinného a živočišného původu: hovězího masa, mléka, arašídů, dýně a sezamových semínek. Snižuje vstřebávání zinku klky epitelu tenkého střeva, nadbytečný obsah hrubé vlákniny v trávicím traktu, kyseliny listové a iontů mědi, vápníku a kadmia, které jsou antagonisty zinku. Denní potřeba mikroelementu pro děti je od 3 do 7 mg, pro ženy - 8 mg, pro muže - 11 mg. Stručně lze úlohu zinku v lidském těle charakterizovat takto: mikroelement je ve slinivce, gonádách, játrech, lymfocytech a svalech nezbytný pro správný průběh metabolických reakcí, fungování trávicího, endokrinního a reprodukčního systému. systémy osoby.
