Właściwości farmakodynamiczne
Cynk

Właściwości farmakodynamiczne cynku – wprowadzenie

Cynk należy do pierwiastków śladowych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu, pełniąc kluczowe role w wielu procesach metabolicznych. Jest jednym z głównych czynników stabilizujących błony komórkowe oraz wchodzi w skład ponad 200 metaloenzymów regulujących podstawowe procesy przemiany materii. Cynk uczestniczy w syntezie kwasów nukleinowych, białek i metabolizmie węglowodanów, a także w procesie podziału i wzrostu komórek. Fizjologiczne znaczenie cynku jest wielokierunkowe i obejmuje wpływ na układy: immunologiczny, nerwowy, rozrodczy oraz procesy metaboliczne.¹²

Rola enzymatyczna cynku

Cynk jest niezbędny do właściwego funkcjonowania ponad 200 metaloenzymów, wśród których znajdują się m.in. anhydraza węglanowa, karboksypeptydaza A, dehydrogenaza alkoholowa, fosfataza zasadowa i polimeraza RNA. Pełni w nich funkcje konstrukcyjne, katalityczne i regulacyjne. Jako część koenzymów uczestniczy w procesach syntezy i metabolizmu białek, kwasów nukleinowych i węglowodanów.³⁴

Cynk spełnia wiele podstawowych funkcji metabolicznych w organizmie ludzkim jako część koenzymatyczna lub aktywator enzymów. Jest niezbędny w syntezie kwasów nukleinowych, uczestniczy również w procesie podziału i wzrostu komórek. Bierze udział w procesach oksydacyjno-redukcyjnych oraz w eliminacji wolnych rodników ponadtlenkowych, hamując utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych.⁵⁶

Wpływ na błony komórkowe i integralność tkanek

Cynk pełni istotną rolę w utrzymaniu właściwej struktury kwasów nukleinowych, białek i błon komórkowych. Jest jednym z głównych czynników stabilizujących błony komórkowe, co ma fundamentalne znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania komórek. Zapewnia również prawidłowe funkcjonowanie skóry i błon śluzowych oraz ogranicza wypadanie włosów.⁷⁸

Cynk wywiera korzystny wpływ na procesy gojenia się ran i regeneracji tkanek. W stanach zapalnych skóry działa zarówno zapobiegawczo, jak i leczniczo. Wpływa na utrzymanie prawidłowego stężenia witaminy A we krwi, co ma pośredni wpływ na stan skóry i błon śluzowych.⁹¹⁰

Wpływ na układ immunologiczny

Cynk odgrywa kluczową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu układu immunologicznego, wpływając zarówno na odporność wrodzoną, jak i nabytą. Niedobór cynku hamuje odporność wrodzoną i swoistą, prowadząc do zwiększonej podatności organizmu na infekcje i alergie.¹¹¹²

Mechanizm immunomodulującego działania cynku obejmuje regulację aktywności komórek immunologicznych oraz produkcji cytokin. Jony cynku mogą modulować uwalnianie interleukin: IL-1, IL-6, TNF-α oraz aktywność monocytów. Niedobór cynku wpływa na zmniejszenie aktywności komórek NK, ograniczenie fagocytozy z udziałem makrofagów i neutrofili, upośledzenie funkcji chemotaksji, zabijania wewnątrzkomórkowego oraz produkcję cytokin przez makrofagi.¹³¹⁴

Działanie przeciwwirusowe

Cynk wykazuje aktywność przeciwwirusową poprzez różne mechanizmy, w tym hamowanie replikacji wirusów. W badaniach in vitro wykazano, że mechanizm odpowiadający za hamowanie przez jony cynku replikacji niektórych wirusów polega na blokowaniu polimerazy RNA zależnej od RNA (RdRp), niezbędnej do ich namnażania.¹⁵

Terapia glukonianem cynku może przyczyniać się do szybszego ustąpienia objawów przeziębienia, zmniejszenia nasilenia choroby oraz deficytów psychomotorycznych indukowanych przeziębieniem, a także zmniejsza częstość występowania infekcji. W badaniach in vitro wykazano również hamujące działanie cynku w połączeniu z innymi substancjami czynnymi (np. pranobeksu inozyny) na infekcje wirusowe, w tym wirusem grypy AH1N1 oraz koronawirusem SARS-CoV-2.¹⁶¹⁷

Wpływ na układ nerwowy

Cynk jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego i rozwoju mózgu. Odgrywa istotną rolę w odczuwaniu smaku i zapachu. Jego niedobór lub nadmiar może przyczyniać się do zmian w zachowaniu, nieprawidłowego rozwoju ośrodkowego układu nerwowego i powstawania chorób neurologicznych.¹⁸¹⁹

Wpływ na metabolizm oraz działanie hormonów

Cynk odgrywa istotną rolę w syntezie, magazynowaniu i wydzielaniu insuliny. Niedobór cynku może wywołać zmniejszenie stężenia insuliny w surowicy i zaburzenie tolerancji glukozy. Przedłuża czas działania insuliny i ułatwia jej magazynowanie.²⁰²¹

Ponadto cynk reguluje zużycie tlenu przez mitochondria – hamując transport elektronów w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym zwiększa powinowactwo hemoglobiny do tlenu.²²

Wpływ na hormony i zaangażowanie w procesy rozrodcze

Cynk odgrywa rolę w czynności przysadki mózgowej oraz kory nadnerczy. Reguluje wytwarzanie i działanie hormonu wzrostu, a także hormonów płciowych, poprzez bezpośredni wpływ na czynność jajników i jąder. Jest niezbędny do wytwarzania zarówno nasienia, jak i komórek jajowych.²³

Z prawidłową zawartością cynku jest również związana aktywność hormonów grasicy. Długotrwały niedobór cynku prowadzi do atrofii grasicy, co może zaburzać specjalizację i mobilizację limfocytów. Cynk jest niezbędny w procesie dojrzewania płciowego mężczyzn. Znaczny niedobór może wywołać karłowatość i niedorozwój narządów płciowych.²⁴

Cynk bierze udział w wytwarzaniu prostaglandyn z kwasów tłuszczowych, co ma znaczenie dla wielu procesów fizjologicznych, w tym regulacji procesów zapalnych i funkcji immunologicznych.²⁵

Rola w żywieniu pozajelitowym

W kontekście żywienia pozajelitowego, cynk jest jednym z kluczowych pierwiastków śladowych, które muszą być dostarczane, aby zapobiec niedoborom i związanym z nimi powikłaniom. W produktach do żywienia pozajelitowego stosuje się cynk w różnych postaciach, najczęściej jako octan cynku, siarczan cynku lub chlorek cynku.²⁶

Cynk, jako składnik mieszanin do żywienia pozajelitowego, stosowany jest w ilościach wchłanianych z diety doustnej i nie powinien powodować działań farmakodynamicznych, poza utrzymaniem lub uzupełnieniem stężenia tego pierwiastka śladowego w organizmie.²⁷²⁸

Podczas sztucznego odżywiania niezbędne jest dostarczanie pierwiastków śladowych, w tym cynku, ponieważ ich niedobór może prowadzić do ciężkich zaburzeń metabolicznych i klinicznych. Skład preparatów zawierających cynk opracowany jest według aktualnych międzynarodowych zaleceń dotyczących zapotrzebowania na pierwiastki śladowe.²⁹

Objawy niedoboru cynku

Niedobór cynku w organizmie może prowadzić do szeregu objawów klinicznych, których nasilenie zależy od stopnia niedoboru. Do typowych objawów niedoboru cynku należą:³⁰³¹

• Przesuszenie i łamliwość włosów, wypadanie włosów
• Wydłużone gojenie się ran
• Zaburzenia lub brak smaku i powonienia
• Obniżona odporność i zwiększona podatność organizmu na infekcje i alergie

³²

Ciężki niedobór cynku charakteryzuje się poważniejszymi objawami, takimi jak:³³³⁴

• Zmiany dermatologiczne – wypadanie i łamanie się włosów, łysienie (alopecia maligna, alopecia areata)
• Powierzchowne zapalenie skóry, trądzik (acne pustulosa)
• Opóźnienie wzrostu
• Trudności w koncentracji
• Utrata apetytu
• Opóźnienie dojrzewania płciowego i dojrzałości szkieletowej
• Biegunki
• Zmiany zachowania
• Wadliwy rozwój układu immunologicznego prowadzący do zwiększonej podatności na infekcje

³⁵

Diagnostyka niedoboru cynku

Głównym badaniem laboratoryjnym pozwalającym rozpoznać niedobór cynku jest pomiar stężenia cynku w osoczu. Metoda ta jest jednak mało czuła w przypadku niewielkiego niedoboru, ponieważ zmiany stężenia cynku w osoczu pojawiają się dopiero przy wyjątkowo niskim spożyciu cynku. Oznacza to, że pacjent z wynikami oznaczenia w granicach normy może w rzeczywistości odczuwać niedobór cynku.³⁶

Optymalny zakres stężenia cynku w osoczu wynosi 13,8-22,9 μmol/l (90-150 μg/dl). Objawy kliniczne niedoboru mogą występować przy spadku stężenia poniżej 9,9 μmol/l (65 μg/dl). Wyniki poniżej 5 μmol/l (33 μg/dl) wiążą się w szczególności z utratą smaku i powonienia, bólami brzucha, biegunką, wysypką skórną i utratą apetytu. Prawidłowy zakres stężenia cynku w surowicy wynosi 10,7-22,9 μmol/l (70-150 μg/dl). Stężenie poniżej 7 μmol/l (46 μg/dl) wskazuje na zdecydowany niedobór cynku.³⁷³⁸

Dawkowanie i zapotrzebowanie na cynk

Dzienne zapotrzebowanie na cynk elementarny różni się w zależności od wieku, płci oraz stanu fizjologicznego:³⁹⁴⁰

• dla dorosłych: około 7-15 mg Zn2+ (mężczyźni: 10 mg, kobiety: 7 mg)
• dla dzieci w wieku poniżej 10 lat: 5-10 mg Zn2+
• dla dzieci w wieku 10-15 lat: około 15 mg Zn2+
• dla kobiet w ciąży i w okresie karmienia: około 15-19 mg Zn2+

⁴¹

Szczegółowe wymogi są różne w zależności od wieku, ciąży, laktacji i mogą być modyfikowane w przypadku zwiększonego zapotrzebowania, np. w stanach hiperkatabolicznych, przy zaburzeniach wchłaniania lub zwiększonej utracie cynku z organizmu.⁴²

Stany związane z niedoborem cynku

Do stanów znacznego niedoboru cynku dochodzi podczas żywienia pozajelitowego prowadzonego bez uzupełnienia jonów cynkowych, a także w przewlekłych chorobach przewodu pokarmowego (choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego), dziedzicznych zaburzeniach wchłaniania (acrodermatitis enteropathica) oraz po średnich i dużych zabiegach chirurgicznych.⁴³

Mniejsze niedobory cynku występują u pacjentów z marskością wątroby, przewlekłym zapaleniem trzustki, niewydolnością nerek, nieżytem błony śluzowej żołądka lub po przebytej resekcji żołądka. Niedobór cynku występuje także u osób stosujących szczególne diety, żywionych pozajelitowo, spożywających duże ilości surowych jaj, poddanych długotrwałej hemodializie, leczonych długotrwale lekami przeciwdrgawkowymi, leczonych antybiotykami oraz z zaburzeniami wchłaniania tej witaminy.⁴⁴⁴⁵

Preparaty z cynkiem i ich zastosowanie

Cynk jest dostępny w różnych postaciach farmaceutycznych i związkach chemicznych, w tym jako:

• Cynku siarczan (Zincteral)
• Cynku glukonian (BiotinoZin, Neosine duo, Neosine Plus, Scorbolamid EXTRA)
• Cynku wodoroasparaginian (Zincas, Zincas forte)
• Cynku orotonian (Zinkorot)
• Cynku octan (stosowany w preparatach do żywienia pozajelitowego)
• Cynku chlorek (stosowany w preparatach do żywienia pozajelitowego)

^46474849

Preparaty z cynkiem stosowane są zarówno jako suplementacja w stanach niedoboru, jak i w połączeniu z innymi substancjami czynnymi, np. z biotynami (BiotinoZin), salicylamidem, kwasem askorbowym i rutozydem (Scorbolamid EXTRA) czy pranobeksu inozyny (Neosine duo, Neosine Plus).⁵⁰⁵¹⁵²

W żywieniu pozajelitowym cynk jest ważnym składnikiem mieszanin pierwiastków śladowych, takich jak Addamel N, Supliven, Nutryelt, Tracutil czy Peditrace Novum.⁵³⁵⁴

Preparaty, w których cynk jest składnikiem mieszanin do żywienia pozajelitowego, dostarczają tego pierwiastka śladowego w ilościach fizjologicznych, aby zapobiec niedoborom i związanym z nimi zaburzeniom metabolicznym.⁵⁵

W produktach do żywienia pozajelitowego cynk jest ważnym składnikiem mieszanin pierwiastków śladowych, a jego zawartość jest dostosowana do dziennego zapotrzebowania pacjentów. Dla przykładu, preparat Peditrace Novum zawiera 7,64 mikromola cynku na ml, co odpowiada 500 mikrogramom cynku, a jest przeznaczony do stosowania u dzieci.⁵⁶