Цинк

Цинк (лат. – Zincum, Zn) – один из жизненно важных микроэлементов в нашем организме. Он участвует во многих метаболических реакциях. Какие у него полезные свойства?

Без него не обходится ни одна система органов. Он поддерживает на должном уровне состояние кожи и волос. Заметно влияние этого минерала на мужскую репродуктивную систему. В этой связи его называют «мужским» микроэлементом.

История открытия

Еще наши далекие предки сталкивались с этим металлом. Ведь латунь, сплав меди и цинка, научились изготавливать еще в античности.

Соединения Zn использовали в качестве средств по уходу за кожей. Однако долгое время не удавалось получить чистый цинк из руды. Эти трудности были обусловлены особенностями данного металла.

В руде он присутствует в виде окиси, ZnO. Восстановление окиси до металлического цинка происходит при нагревании до высокой температуры. Эта температура выше, чем температура его кипения. В результате процесс восстановления сопровождается образованием паров Zn.

При контакте с кислородом воздуха газообразный цинк воспламеняется, в результате чего вновь образуется ZnO. Умельцы Древнего Китая и Индии нашли выход, и научились производить металл в глиняных сосудах без доступа кислорода.

В Европе металлический цинк появился лишь в средневековье. Великий ученый того времени Парацельс упоминал о нем в своих трудах. Само происхождение названия доподлинно не известно.

Предполагают, что оно связано с немецким Zincen, Zincum, что переводится как зубец – металлические кристаллы своей формой напоминают иглы. В XVIII в. в Англии, а затем в Германии начато промышленное производство цинка.

Свойства

В таблице элементов Менделеева Zn располагается в побочной подгруппе II группы IV периода. Его порядковый номер 30 указывает на то, что вокруг атомного ядра вращаются 30 электронов, 2 из которых неспарены. Поэтому цинк двухвалентен, Zn (II). Его атомная масса – 65, 38. Плотность – 7, 133 г/см3.

Он представляет собой среднепрочный металл с синевато-белым окрасом. В сравнении со многими другими металлами он легкоплавкий и летучий. Его температура плавления составляет 419,6⁰С, а температура кипения – 906,2⁰С. Металл довольно пластичен, хорошо поддается ковке, его можно скатывать в фольгу.

При контакте с атмосферным кислородом на поверхности цинка образуется тончайшая оксидная пленка, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Однако металл быстро разрушается при взаимодействии с углекислым и сернистым газами. При взаимодействии с галогенами в присутствии влаги он воспламеняется с образованием соединений-галогенидов.

Также он воспламеняется при нагревании на воздухе с образованием ZnO. При этом его пламя имеет зелено-голубой цвет. Некоторые соединения взрывоопасны или испускают свечение. По распространенности в земной коре цинк занимает 23 место среди других элементов периодической системы.

Здесь его содержание составляет 8,3 Х10^-3%. Zn включен в состав более 60 минералов. В чистом виде в естественных условиях встречается крайне редко.

Физиологическое действие

Какие функции выполняет цинк в организме?

1. Участвует в образовании эритроцитов в крови.
2. Синтезирует белок.
3. Поддерживает иммунитет.
4. Способствует правильному темпу деления клеток.
5. Отвечает за выработку множества важных гормонов.
6. Помогает справиться с токсическими последствиями алкоголя.
7. Способствует заживлению ран и повреждений.
8. Помогает уменьшить воспаления.
9. Является одной из основных составляющих костной ткани.

К чему приводит нехватка цинка?

1. Ухудшение качества кожных покровов (сухость, высыпания, медленное заживление ран).
2. Появление белых «промежутков» в ногтевой пластине.
3. Выпадение волос, тусклость или появление красного оттенка.
4. Воспаление глаз, конъюнктивит.
5. Потеря аппетита.
6. Слабость, сонливость, плохое настроение.
7. Пониженный иммунитет, частые простуды.
8. Тяжелые, длительные или преждевременные роды.
9. Бесплодие.

Спектр проявления нехватки цинка в организме широк. Его дефицит в питании может привести к самым серьезным последствиям. Особое внимание на свой рацион необходимо обратить тем, кто подвержен наибольшему риску.

К ним относятся:

1. приверженцы вегетарианской диеты;
2. употребляющие в большом количестве алкоголь;
3. люди, страдающие от цирроза печени;
4. онкологические больные;
5. пожилые;
6. люди с несбалансированным и неправильным питанием.

Полезные свойства данного микроэлемента обусловлены тем, что он входит в состав около 200 ферментов и коферментов. Среди них – щелочная фосфатаза, супероксиддисмутаза, карбоангидраза, и многие другие, которые обеспечивают правильное течение метаболизма.

Помимо ферментов цинк стимулирует синтез некоторых гормонов, нейромедиаторов, витаминов, нуклеиновых кислот. Через все эти биологически активные соединения он регулирует обмен белков, липидов (жиров), углеводов, других минералов. Это позитивно сказывается на состоянии практически всех систем органов.

• Сердечно-сосудистая система

Стимулирует бета-окисление насыщенных жирных кислот, что сопровождается положительными эффектами со стороны сердечно-сосудистой системы и всего организма в целом. Усиленный распад жировой ткани приводит к высвобождению энергии, которая идет на нужды организма.

Заодно снижается избыточная масса тела. Это автоматически уменьшает нагрузку на миокард, и косвенно снижает артериальное давление.

Помимо этого Zn предотвращает формирование атеросклеротических бляшек на сосудистых стенках. Отчасти это обусловлено распадом липидных соединений под его действием. Кроме того, данный металл является мощным антиоксидантом. Он входит в состав многих антиоксидантных систем, препятствует образованию свободных радикалов.

При этом он облегчает всасывание других антиоксидантов, поступающих извне, в частности, Токоферола (вит. Е) и Ретинола (вит. А).

• Нервная система

Стимулирует внимание, память, мышление. Этот микроэлемент улучшает эмоциональный фон, предотвращает появление депрессивных состояний. Цинк стимулирует деятельность мозжечка, и тем самым улучшает координацию движений.

• Опорно-двигательный аппарат

Является естественным анаболиком, способствует биосинтезу беловых соединений. Благодаря Zn повышается содержание белков, обеспечивающих прочность и эластичность костей и связок. Также он увеличивает объем мышц и физическую силу, повышает прочность мышечных сухожилий.

• Кожа и придатки

Аналогичным образом данный микроэлемент влияет на состояние кожных покровов и слизистых оболочек. Цинк способствует увеличению содержания белков коллагена и эластина, обеспечивающих прочность и эластичность кожи и слизистых. Препятствует появлению морщин, кожной сыпи.

Под его действием происходит ускоренное заживление ран, ожогов, эрозий и изъязвлений на коже и слизистых. Данный микроэлемент позитивно влияет на состояние придатков кожи. Zn поддерживает нормальный рост ногтей и волос. А еще он укрепляет зубы.

• Органы дыхания

Защищает от повреждения клетки, входящие в структуру легочных альвеол. Этот минерал формирует прочность и растяжимость легочной ткани, предохраняет ее от повреждений, связанных с инфекционно-воспалительными заболеваниями. Благодаря ему облегчается перенос кислорода через стенки альвеол.

Поскольку он входит в состав некоторых дыхательных ферментов, он обеспечивает не только внешнее, ни тканевое дыхание, внутриклеточный транспорт кислорода. А еще он способствует удалению из тканей углекислого газа, и уменьшает его токсическое действие.

• ЖКТ

Цинк укрепляет слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, предотвращает формирование язв и эрозий. А еще он способствует всасыванию питательных веществ (нутриентов), поступающих с пищей. Ведь этот микроэлемент входит в состав ферментов, обеспечивающих выделение желчи, панкреатического и желудочного сока.

Заметно благотворное влияние цинка на состояние печени. Усиливая распад жиров, он предотвращает жировую инфильтрацию этого органа. Zn нивелирует токсическое влияние на печень лекарств и алкоголя. Этот металл конкурентно вытесняет из соединений другие тяжелые металлы. Поэтому он в некоторой степени снижает тяжесть интоксикации солями свинца, ртути, кобальта.

• Мочевыделительная система

Защищает почки от действия солей тяжелых металлов и других токсинов. Он поддерживает на должном уровне диурез, способствует выделению с мочой других минералов, гормонов, продуктов метаболизма, в частности, фосфора, серы, адреналина, креатинина, мочевины.

• Эндокринная система

На углеводный обмен цинк оказывает инсулиноподобное действие. Оно выражается в снижении уровня глюкозы в плазме крови и в предотвращении развития сахарного диабета. А еще точкой приложения цинка является гипофиз. Именно в ткани гипофиза обнаруживается значительное скопление Zn.

Данный минерал регулирует выделение АДГ (антидиуретического гормона) задней долей, и тропных гормонов передней долей гипофиза. К последним относятся: соматотропный гормон (гормон роста), а также гормоны, стимулирующие активность других эндокринных желез, в частности, щитовидной железы, надпочечников.

• Репродуктивная система

Эту систему можно в некоторой степени считать составной частью эндокринной системы. Цинк стимулирует выделение гонадотропного гормона гипофиза, который, в свою очередь, регулирует действие мужских и женских половых желез, гонад, яичников и яичек.

У женщин благодаря цинку протекает нормальный менструальный цикл, становится возможным зачатие и вынашивание плода. Во время беременности этот микроэлемент участвует в закладке сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной и эндокринной систем плода. Он в значительной степени предотвращает осложнения беременности и родов.

Благодаря ему снижается вероятность врожденных уродств, обусловленных мутациями генов. Ведь он защищает от повреждения РНК и ДНК, обеспечивает правильное деление клеток. Довольно заметно влияние цинка на мужскую репродуктивную систему, в связи с чем его принято считать «мужским» микроэлементом (по аналогии с «женским» микроэлементом медью).

Благодаря Zn повышается выделение тестостерона, увеличивается количество подвижных жизнеспособных сперматозоидов в эякуляте, что тоже создает благоприятные условия для зачатия. Элемент наряду с другими факторами формирует сексуальное поведение, усиливает либидо.

Значительное количество цинка находится в предстательной железе. Здесь он препятствует развитию доброкачественной гиперплазии (аденомы) и рака этого органа.

• Органы чувств

Формирует вкусовые ощущения принятой пищи. Данный микроэлемент улучшает обменные процессы в сетчатке, предотвращает ее дистрофию, повышает остроту зрения. Кроме того, этот микроэлемент позитивно влияет на состояние слухового анализатора.

• Кровь

Вместе с другими факторами он участвует в гемопоэзе, синтезе гемоглобина и эритроцитов. Он предотвращает гемолиз (разрушение эритроцитов), и продлевает жизнь этих красных кровяных телец. Это дополнительно улучшает доставку кислорода к тканям, и предотвращает развитие гипоксии, дефицита кислорода.

• Иммунитет

Наряду с эритроцитами увеличивается количество лейкоцитов крови. Возрастает фагоцитарная активность нейтрофилов и тканевых макрофагов. Также увеличивается продукция лимфоцитов вилочковой железой (тимусом). Продукция антител-иммуноглобулинов тоже увеличивается.

Таким образом, цинк положительно влияет на состояние клеточного и гуморального иммунитета.

Вместе с тем, этот микроэлемент предотвращает развитие аллергических реакций. Его противоаллергическое действие связано с блокировкой выведения гистамина тканевыми тучными клетками. Гистамин – аллергический медиатор, и именно он формирует основные симптомы аллергий.

Содержание в организме и суточные нормы

Всего в организме взрослого человека содержится 2-3 г цинка. Необходимое суточное количество зависит от пола, возраста, и от некоторых других факторов.

Категория	Суточная норма, мг
Дети до 2 лет	2-3
Дети 3-5 лет	4
Дети 6-8 лет	5
Дети 9-13 лет	8
Юноши	10
Девушки	9
Взрослые мужчины	11-12
Взрослые женщины	10-11
Беременные и кормящие	12-13

 

Помимо беременности и грудного вскармливания потребность в цинке увеличивается при:

• тяжелом физическом труде, занятиях спортом
• усиленном потоотделении
• дефиците белка в потребляемой пище
• приеме некоторых лекарств.

Однако при этом следует учитывать, что суточное количество не должно превышать 25 мг.

Причины и признаки дефицита

Дефицит цинка может быть следствием пищевых погрешностей, хронических интоксикаций, некоторых заболеваний. Среди конкретных причин:

• дефицит поступления с пищей
• вегетарианство
• заболевания органов пищеварения: кишечника, печени, поджелудочной железы
• состояние после операций на ЖКТ
• длительное парентеральное питание – внутривенное капельное введение питательных растворов
• заболевания почек с цинкурией, усиленным выделением цинка с мочой
• механические травмы, ожоги
• длительный прием некоторых лекарств, в частности, мочегонных, кортикостероидов, оральных контрацептивов
• кожные заболевания, в т.ч. себорея, псориаз
• гельминтозы
• злокачественные опухоли
• алкоголизм
• хронические интоксикации тяжелыми металлами.

Особенно негативно влияет на содержание цинка медь. Оба металла, конкурируют за всасывание в кишечнике. Поэтому прием меди приводит к его дефициту и наоборот.

Дефицит цинка крайне отрицательно сказывается на состоянии всех органов и систем, и его проявления многообразны:

• ухудшение ментальных функций, быстрая утомляемость, депрессии, раздражительность
• снижение аппетита, пищеварительные расстройства
• алопеция (очаговое облысение)
• ломкость ногтей, белые пятна на ногтевых пластинах
• сердечно-сосудистые заболевания на фоне атеросклероза
• снижение остроты зрения и слуха, ухудшение сумеречного зрения
• угревая сыпь, чешуйчатый кератоз кожи
• замедленное заживление ран на коже и на слизистых оболочках
• частые простудные инфекции
• у женщин – вагинальный кандидоз
• у мужчин – аденома простаты, эректильная дисфункция
• женское и мужское бесплодие
• анемия
• снижение мышечной силы
• остеомаляция (размягчение костей)
• сахарный диабет.

Врожденный дефицит вследствие генетических отклонений или патологии беременности сопровождается аномалиями нервной, сердечно-сосудистой системы, органов чувств, опорно-двигательного аппарата.

Все эти уродства зачастую несовместимы с жизнью. У беременной дефицит цинка проявляется слабостью родовой деятельности и атоническими маточными кровотечениями.

Общеизвестно, что смертность среди младенцев-мальчиков превышает смертность среди младенцев-девочек. Это тоже связывают с дефицитом цинка. Ведь мальчики испытывают большую потребность в этом минерале. В детском и в подростковом возрасте его дефицит проявляется отставанием развития. Формируется симптомокомплекс, получивший название болезнь Прасада.

Данное заболевание характеризуется карликовым ростом, увеличением печени и селезенки (гепатоспленомегалией), атрофией потовых и сальных желез кожи, заболеваниями глаз, низким интеллектом и замедлением полового созревания.

Еще одна любопытная деталь: дефицит цинка предрасполагает к суициду.

Намерение свести счеты с жизнью у лиц, страдающих алкоголизмом, в значительной степени обусловлено именно этим фактором.

Цинк в продуктах

«Чемпионом» в данном случае являются устрицы – здесь содержится максимальное количество микроэлемента. Разумеется, восполнить потребность в цинке с помощью одних лишь только устриц нереально. Поэтому нужно ориентироваться на другие продукты растительного и животного происхождения.

Содержание цинка в 100 г продуктов

Продукт	Содержание, мг/100 г
Устрицы	60
Отварные угри	13
Пшеничные отруби	16
Печень говяжья	15
Говядина	8
Язык говяжий	4,7
Мясо птицы	2-2,4
Семечки подсолнечника	5,5
Семечки тыквы	7,5
Кедровые орехи	6,5
Бобы	4,2
Шпинат	3,8
Миндаль	2,1
Овсяная, гречневая, ячневая каша	2,5-3
Фасоль	1,2
Горох	2,5
Курага	0,75
Чернослив	0,45
Цветная капуста, морковь, редис	0,3
Зеленый лук	0,4

 

При этом следует учитывать, что цинк из животных продуктов усваивается гораздо лучше, чем из растительных. В некоторых из них, в частности, в бобовых, орехах, содержится фитиновая кислота, которая при взаимодействии с Zn образует нерастворимые соединения.

Кулинарная обработка приводит к потере значительного количество цинка. Особенно это характерно для мяса и мясных продуктов, при варке которых он переходит в бульон. Вместо того чтобы варить или жарить мясо, его следует тушить или запекать. Овощи желательно принимать в свежем виде.

То же самое касается фруктов. Можно употреблять свежие фруктовые соки. Что касается зерновых каш, их лучше готовить из неочищенной крупы грубого помола. Очистка, шлифовка приводят к потере до 80% минерала. Поэтому в кашах быстрого приготовления Zn практически нет.

 

Метаболизм

Наибольшее количество цинка всасывается в тонком кишечнике. Далее с током крови он разносится по организму. В плазме крови содержится относительно небольшое количество микроэлемента. Больше всего его в мышцах, костях, коже, печени, поджелудочной железе, у мужчин – в предстательной железе и в сперме.

Значительная часть выводится через кишечник. Это не всосавшиеся из пищи соединения цинка, а также, секретируемый в кишечник в составе панкреатического сока. Некоторое количество микроэлемента выделяется с мочой. Количество «мочевого» цинка увеличивается при патологии почек, а также при некоторых других заболеваниях, травмах, голодании.

Микроэлемент теряется с потом, слущившимся эпителием, выпавшими волосами, у женщин – с менструальной кровью. В отличие от многих других металлов он в организме не накапливается. Поэтому его усиленное выведение в сочетании с недостаточным поступлением быстро приводит к дефициту.

Взаимодействие с другими веществами

Сочетание Zn и вит. А, Е желательно, т.к. они усиливают действие друг друга. А вот вит. В₉ (Фолиевая кислота) негативно влияет на усваивание цинка. Небольшие количества лития, кальция и фосфора усиливают его действие. Олово, железо, марганец ухудшают его усваивание.

Нельзя совмещать его с медью, т.к. оба эти металла взаимно ухудшают всасывание друг друга в кишечнике. Он снижает явления интоксикации другими тяжелыми металлами, в частности, свинцом, кадмием, ртутью. Но эти металлы, в свою очередь, вытесняют его.

Нельзя принимать с Ацетилсалициловой кислотой, т. к. она способствует его усиленному выведению. На его содержание  негативно влияют антибиотики, особенно тетрациклинового ряда, кортикостероиды, синтетические аналоги эстрогенов, кофеин, алкоголь. Продукты, содержащие аминокислоты гистидин и цистеин, напротив, способствуют улучшению всасывания цинка.

Признаки избытка

Свои токсические свойства проявляет в суточной дозировке 150-600 мг. А доза 6 г является летальной. Цинковая интоксикация может протекать остро и хронически. Чаще всего она является следствием бесконтрольного приема цинксодержащих препаратов.

Другой причинный фактор – профессиональные вредности, работа на производстве с содержанием паров соединений цинка в воздухе.

Типичные признаки острой цинковой интоксикации:

• снижение аппетита, тошнота, рвота, пищеварительные расстройства
• болезненность, увеличение печени
• жажда
• сладковатый привкус во рту
• судороги
• одышка
• снижение артериального давления.

При хронической интоксикации отмечается анемия, снижение иммунитета, ухудшение свойств кожи и придатков. Требуется детоксикация с использованием Ацетилсалициловой кислоты и специфических препаратов, связывающих ионы цинка.