Презентация / МедЭл Рус Раздел 2 Лекция 3 (Zn)

Транспорт цинка внутрь клетки

В настоящее время известно, что в гомеостазе Zn принимают участие 14 транспортеров семейства ZIP и 10 транспортеров семейства ZnT.

•Процесс поступление цинка в клетку при участии ZIP1 и 2 не зависит от энергии. Экспрессия обоих транспортеров возрастает при снижении внутриклеточного уровня Zn.

•В проксимальном отделе тонкого кишечника благодаря транспортеру ZIP4 цинк поступает в

энтероцит.

•Транспортер ZIP8 широко представлен в Т-клетках.

Металлотионеин

•Богатый цистеином белок, связывающий множество металлов

•α-домен способен связать 4 атома Zn(II); β-домен

содержит 3 атома Zn (всего Zn -MT).

•Аффинность Zn(II) к β- домену выше, чем α- домену

•До 18 других металлов обладают сродством к МТ

•Zn в МТ может быть вытеснен Cu(I), Cd(II), Pb(II), Hg(II), Ag(I) и др.

Функции металлотионеина

Поддержание гомеостаза цинка (дефицит цинка приводит к протеолизу МТ)

MT регулирует транскрипцию белков-транспортеров цинка (ZnT1-2 and Zip-10), уровень свободной фракции

Zn

MT способен выступать в роли шаперона для Zn- содержащих ферментов (подобно Atox1 для Cu)

Защищает от развития оксидативного стресса, излишней выработки гистамина, канцерогенеза

MT1 играет ведущую роль в детоксикации Cd и др. токсичных металлов, тогда как MT2 вовлечен в метаболизм Cu

Транспорт цинка из клетки

Основная задача семейства транспортеров ZnT состоит в снижении содержания Zn в цитоплазме путем элиминации из клетки, а также аккумулировании его в клеточных компартментах.

Экспрессия ZnT-8 происходит в поджелудочной железе и связана с хранением комплекса “Znинсулин”. Нарушение экспрессии транспортера ZnT-8, а также наличие аутоантител к нему, сопровождает развитие сахарного диабета 1 типа.

Причины дефицита цинка (1)

Внешние факторы

Низкобелковая пища, парентеральное питание

Активация оси АКТГ-надпочечники (стресс, прием глюкокортикоидов)

Повышение уровня Cu

Интоксикация тяжелыми металлами (Cd, Pb)

Лучевая терапия

Лечение комплексообразователями, тетрациклином и др.

Инфекции, воспаление

Причины дефицита цинка (2)

Внутренние причины

Ранний детский и пожилой возраст

Нарушение всасывания в ЖКТ (диарея и др.)

Ожоги, послеоперационные состояния

Болезни почек и печени

Оксидативный стресс, онкологические заболевания

Псориаз, себорея

Дефицит инсулина, инсулиновая резистентность

Снижение уровня СТГ (гормон роста) и IGF-1

Алкоголизм

Особенности дефицита Zn

Дефицит цинка на сегодняшний день является самым распространенным алиментарным дефицитом во всем мире. Более 75% населения в мире нуждается в дополнительном поступлении цинка в организм.

Среди пожилых людей менее половины получают достаточное количество Zn с пищей

(RDA).

Дефицит цинка легко предсказать, но трудно диагностировать.

Функции цинка в организме

 Ферментативная роль

Более 300 различных ферментов являются Zn-зависимыми.

 Структурная роль

Белки цинковых пальцев стабилизируют структуру ряда белков (СОД1, гемоглобин).

Потеря цинка в биологических мембранах повышает их восприимчивость к окислительному повреждению и нарушает их функцию.

 Регуляторная роль

Белки цинковых пальцев действуют как факторы транскрипции определенных генов (2000 факторов роста).

Играют важную роль в клеточной сигнализации, высвобождении гормонов, передаче нервных импульсов.

Цинк участвует в развитии апоптоза.

Органы-мишени

Сердечно-сосудистая система

Повышение уровня холестерина

Иммунная система

Снижение врожденного и приобретенного иммунитета

Аллергические реакции

Кожа

Экзема, дерматит

Фурункулез

Выпадение волос

Пониженная регенерация, трофические язвы

Болезни глаз

Макулодистрофия

Снижение сумеречного зрения

ЦНС

 Задержка роста

 Гиперактивность

 Депрессия

 Снижение памяти

Когнитивные расстройства

Опорно-двигательный аппарат

 Остеопороз

Предстательная железа

 Аденомы простаты

 Простатит

Бесплодие, астенозооспермия

Поджелудочная железа и ЖКТ

 Ферментопатия

 Снижение аппетита

 Сахарный диабет

Классические симптомы дефицита цинка

Выраженный дефицит

буллезный дерматит, алопеция, снижение кожной регенерации

диарея, потеря веса

нейросенсорные расстройства

инфекции, блефариты, конъюктивиты

гипогонадизм у мужчин

Умеренный дефицит

замедление роста, гипогонадизм у подростков, снижение уровня тестостерона

снижение аппетита, извращение вкуса

гиперкератоз, медленное заживление ран

апатия

иммунные нарушения, снижение уровня тимулина

снижение сумеречной адаптации