Сред металите, чиито йони са част от органичните съединения, важно място заема цинкът. Биохимиците са го включили в групата на микроелементите, чието съдържание в клетката не надвишава 0,0001%. Цинковите катиони могат да бъдат открити както в животните, така и в растителните организми, където е част от биологично активни вещества, като хормони и ензими, нуклеотиди, липиди и естери. Ролята на цинка в човешкото тяло е разнообразна: той е необходим за правилния метаболизъм, нормалното протичане на имунните процеси и осъществяването на репродуктивната функция. В тази статия ще разгледаме по-отблизо свойствата на съединенията, съдържащи микроелемента цинк, както и ще дадем примери, илюстриращи значението му за поддържане на хомеостазата на човешкото тяло.
Атом на цинк като комплексообразуващ агент
Повечето ензими, участващи в реакциитеклетъчен метаболизъм, са сложни вещества и съдържат йони на желязо, магнезий, мед, цинк. В биохимията те се наричат металоорганични съединения. Ролята на цинка в човешкото тяло се състои във факта, че като централен йон, той е част от молекулите на хормоните, ензими и други биологично активни вещества, като инсулин, лактат дехидрогеназа, антипротеазен кръвен протеин. Разгледайте техните свойства допълнително.
Регулиране на гликолиза
Един от етапите на енергийния метаболизъм в клетката е гликолизата - безкислородно разграждане на глюкозата - основното енергийно вещество на клетката. Провежда се в присъствието на ензима лактат дехидрогеназа и води до превръщането на въглехидрата в млечна киселина. Прекомерното съдържание на лактат отравя цитоплазмата на клетката, за разграждането на това вещество до безвредна пирогроздна киселина, в цитозола се синтезира цинк-съдържащ ензим. Действието му води до неутрализиране на млечната киселина в клетките на сърдечния мускул, нефроните и миоцитите, освобождавайки цитоплазмата от токсина, което потвърждава важната роля на цинка в човешкия организъм. Съдържанието на лактат дехидрогеназа в кръвта се използва при диагностицирането на заболявания, придружени от патологично повишаване на метаболизма, по-специално разграждането на глюкозата, като рак на черния дроб, стомаха, белите дробове, възпаление на бъбреците и дегенеративни промени в мускули.
Ролята на цинка в развитието на имунната система
Лимфни възли, тимус, червен костен мозък, палатинсливиците произвеждат клетки, които имат изразен защитен ефект срещу бактерии, вируси, чужди протеини и токсини. Нивото на развитие на имунната система има решаващо влияние върху състоянието на човешкото здраве и до голяма степен зависи от навременното образуване на защитни елементи: антитела, интерферони, фагоцити, лимфоцити, макрофаги. Както установиха биохимичните изследвания, всички горепосочени вещества и клетки, които се борят с инфекциозното начало, се образуват с прякото участие на микроелемента. Важна роля на цинка в човешкото тяло е, че той участва в образуването на Т-лимфоцити и клетки-убийци. Те носят основното натоварване при неутрализирането на патогенни бактерии и вируси, които причиняват такива сериозни заболявания като туберкулоза, пневмония, синдром на имунодефицит и др. тях. Също така хормоните на тимуса - тимозин, тимопоетин и тимулин - стават активни в присъствието на сложни цинкови частици, което засилва имунните процеси.
Механизъм на ефекта на микроелемента при вирусна инфекция
За да разширим разбирането си за ролята на цинка в човешкото тяло, разгледайте неговите функции за блокиране на репликацията на нуклеинови киселини и синтеза на вирусни протеинови молекули. Резултатите от микробиологичните изследвания потвърдиха факта за насочен антивирусен ефектцинкови йони върху патогени като херпес, енцефалит, грип. По-специално, микроелементът насърчава отделянето на различни видове интерферони в кръвта, което помага да се спре бързото размножаване на вирусни частици в ранните етапи на заболяването. Това е особено вярно за процесите на транслация на патогенни протеини, които са блокирани. Така биологичната роля на цинка в човешкия организъм се крие в неговия изразен антивирусен ефект, който осигурява способността на клетките да устояват на патогенни агенти.
Как цинкът регулира човешките репродуктивни функции?
Способността за възпроизвеждане и размножаване е най-важното свойство на всички видове живи организми. За женското тяло цинкът е необходим по време на бременност, а неговият дефицит се проявява в симптомите на предменструалния синдром: мигрена, оток и болезнени спазми. Микроелементът е най-важният за правилното развитие на мъжката репродуктивна система и плодовитостта на гаметите - сперматозоидите. Мъжкият тип образуване на тялото, нормалното функциониране на половите жлези - тестисите и простатата, жизнеспособността на сперматозоидите - това е ролята на цинка в тялото на мъжа. Цинкът под формата на комплексообразуващ агент е част от най-важния полов хормон - тестостерон, който е отговорен за целия процес на сперматогенезата, репродуктивните свойства и мъжкото либидо.
Растеж на тялото и неговата зависимост от органичните цинкови съединения
Известно е, че предната хипофизна жлеза произвежда хормона соматотропин, от койтофизиологичните процеси на растежа на костната тъкан зависят. Заедно с хормона на растежа в хипоталамуса има синтез на инсулиноподобни молекули, които са полипептиди и се наричат соматомедини. Те съдържат цинкови атоми и заедно със соматотропин влизат в кръвния поток, засягайки процесите на остеогенеза. Излишъкът от растежни фактори води до заболявания като гигантизъм и акромегалия (непропорционално дълги крайници), докато липсата на хормони причинява джуджество. Всички горепосочени факти потвърждават решаващата роля на цинка в тялото на дете, чиито процеси на растеж се контролират от цинк-съдържащи хормони.
Функции на ензима карбоанхидраза
В процесите на катаболизъм в клетките и междуклетъчната течност се натрупва излишно количество продукти на разпад: ацеталдехид, естери, въглероден диоксид. За да се избегне интоксикация, карбоанхидразата е включена в ензимната група на тялото. Съдържа сложен цинков йон и засилва реакцията на взаимодействието на вредните вещества с водата. В резултат на хидратацията токсините се неутрализират до съединения, които са безвредни за клетката, като например въглеродната киселина. Ензимът, заедно с хемоглобина, е част от еритроцитите на всички бозайници, не само на хората. Карбоанхидразата, която съдържа цинк и се намира в червените кръвни клетки, активира разграждането на токсични киселинни карбонатни соли, които се натрупват в кръвта поради вътрешното дишане, до вода и въглероден диоксид. Този факт доказва изключително важната роля на цинка в живота на живите организми.
Ензим, съдържащ цинк - инсулин
Панкреасът е един от основните органи на храносмилателната система, той произвежда цял арсенал от жизненоважни ензими и хормони, един от които е инсулинът. Съдържа две протеинови вериги, способни да се свързват с цинкови йони. В това състояние инсулинът действа върху глюкозата в кръвната плазма. Намалява излишъка му, който се появява след приема на въглехидрати, съдържащи се в хляба, картофите, сладкарските изделия. Хормонът се произвежда от островчетата на Лангерханс на панкреаса и ако не се секретира достатъчно, човек развива захарен диабет. Важна роля на цинка в човешкия организъм се крие във факта, че инсулинът, който го съдържа, влияе и върху метаболизма на протеините и липидите, което води до отлагане на мазнини в оментума и подкожната мастна тъкан..
Каква е опасността от недостиг на цинк за човешкото здраве?
По-рано установихме факта за наличието на микроелемент под формата на централен атом от сложни органични съединения, присъстващи в молекулите на различни ензими. Специално място сред тях принадлежи на биологично активните вещества - карбоксипептидазите, съдържащи цинкови йони. Ензимите са част от панкреатичния сок и са необходими за нормалното храносмилане на храната в дванадесетопръстника и тънките черва. Те също така участват в синтеза на най-важните хормони, които контролират метаболизма: вазопресин, окситоцин, инсулин. Влиянието на цинк-съдържащите карбоксипептидази върху механизмите на коагулация на кръвта, възстановяванетъкани, репродуктивни функции. Очевидно е, че дефицитът на цинк се отразява на здравословното състояние и има следните симптоми: рязко намаляване на имунитета, предразположеност към депресия, нарушения в храносмилателната система, аномалии в развитието на репродуктивната функция. Всичко това може да доведе до необратими промени в човешкото тяло.
Значението на правилното хранене за предотвратяване на дефицит на цинк
Отличителна черта на микроелемента е, че бавно се усвоява от храносмилателните органи от продукти от растителен и животински произход: телешко, мляко, фъстъци, тиквени и сусамови семки. Намалява усвояването на цинк от вилите на епитела на тънките черва, излишното съдържание в химуса на груби влакна, фолиева киселина и медни, калциеви и кадмиеви йони, които са цинкови антагонисти. Дневната нужда от микроелемент за деца е от 3 до 7 mg, за жени - 8 mg, за мъже - 11 mg. Накратко ролята на цинка в човешкото тяло може да се характеризира по следния начин: намирайки се в панкреаса, половите жлези, черния дроб, лимфоцитите и мускулите, микроелементът е жизненоважен за правилното протичане на метаболитните реакции, функционирането на храносмилателната, ендокринната и репродуктивната система. системи на човек.
