Ключевые слова: цинк, коллаген, коллагеногенез, кожа, синтез ДНК.
Цинк — микроэлемент, необходимый нашему организму в самых разных процессах. В человеческом организме содержится приблизительно 3–4 г цинка. По распространенности в организме человека этот металл занимает 6 место. Больше всего цинк необходим для работы мышц, в них он содержится до 60 %, а также немалая доля определяется в костях — до 30 % [1]. Цинк также важен для функционирования мужского организма: высокая доля определяется в предстательной железе [2]. Дефицит цинка в мире значительна и составляет до 60 %. Но что такого важного делает цинк для нас?
Цинк является кофактором более трёхсот ферментов. Выявлена важная роль в синтезе нуклеиновых кислот, белковых структур, гормонов поджелудочной железы, надпочечников, половых желёз, способствует адекватному иммунному ответу, обладает антиоксидантными свойствами, участвует в метаболизме различных жирорастворимый витаминов, в частности витамина А, а также в обмене жирных кислот [1]. Участвует в формировании здоровых костей, кожи и ее производных [3].
Важнейшая роль в биохимических процессах кожи человека выделена цинксодержащим матриксным металлопротеиназам. К их числу можно отнести коллагеназу, эластазу, желатиназу и другие, которые участвуют в гидролизе большого количества белков внеклеточного матрикса, тем самым обусловливая структурную организацию и регенерацию верхнего и среднего слоя кожи. Коллаген выступает одним из важнейших белков, являясь неким каркасом для кожи [4]. Он принимает участие в синтезе коллагеновых волокон, расположенных в дерме в виде пучков трехмерных спиралей, тем самым поддерживая кожу, сохраняя ее упругость и эластичность, а значит и молодость. Рассмотрим роль цинка в синтезе данного белка.
Коллагеногенез начинается с транскрипции генов, в которых закодирована последовательность аминокислот белка коллаген. После этого происходит синтез предшественника проколлагена — препроколлагена на рибосоме. На N-концевом участке аминокислотной цепи имеется сигнальный пептид: с его помощью транспортируются цепи препроколлагена в эндоплазматический ретикулум. Далее этот участок цепи удаляется благодаря ферменту пептидазе. Следующий этап — гидроксилирование аминокислотных остатков пролина и гликозилирование моносахаридами аминокислотных остатков лизина в препроколлагене. Далее из трёх аминокислотных цепей препроколлагена формируется тройная спираль предшественника коллагена — проколлагена. Изменяется конфирмация сформированного проколлагена за счёт изомеризации остатков цистеина и пролина. После этих этапов происходит упаковка проколлагена в транспортный везикул, переносящий проколлаген во внеклеточный матрикс. И именно вне клетки происходит ключевой процесс — изменение молекулы проколлагена в тропоколлаген. Тут и приходят в помощь вышеупомянутые металлопротеиназы, кофактором которых выступают ионы цинка. Из тропоколлагена происходит дальнейшее формирование коллагеновых фибрилл, которые поддерживают эластичность и упругость кожи, предотвращая ее старение [1].
Клетки кожи, как и любые другие клетки нашего организма, нуждаются в кислороде для осуществления своих функций. Для транспортной функции эритроцитов необходим цинк, и значительная часть цинка в крови содержится в эритроцитах. В них он является кофактором карбоангидраз. Карбоангидраза способствует синтезу из углекислого газа угольной кислоты, которая нужна для поддержания нормального уровня кислотности в крови. В легких угольная кислота вновь распадается на углекислый газ и воду.
Кожа постоянно обновляется, и это значит, что нормальный процесс деление клеток очень необходим для кожы. Цинк имеет большое значение для транскрипции генов во время деления — от него зависит функционирование одной из важнейших групп ДНК-связывающих белков, их ещё называют «цинковыми пальцами». Домен этих белков стабилизируется ионом цинка, связанным с цистеиновой и гистидиновой парами. Также цинк участвует в реакции деацетилирования гистонов. Этот процесс позволяет изменять конформацию хроматина во время синтеза ДНК и, таким образом, играет важную роль в регуляции экспрессии генов [5].
Чтобы поддерживать нормальный уровень цинка в организме, необходимо достаточное потребление продуктов с высоким содержанием этого металла. К данной категории продуктов питания можно отнести кунжутные и тыквенные семена (в 100 г 7,4–7,7 мг цинка), говядину (в 100 г 7 мг цинка), какао-порошок (в 100 г 6,4 мг цинка), мясо индейки (в 100 г 4 мг цинка), куриные яйца (в 100 г 3 мг цинка), кокос (в 100 г 2 мг цинка). Но нужно учесть тот факт, что из пищи мы получаем только 20–35 % цинка, при этом усвояемость из продуктов животного происхождения выше, чем из растительной пищи [1].
В биологически активных добавках цинк присутствует в разных формах. Чаще всего используют глюконат цинка, пиколинат цинка, сульфат цинка. Но не нужно забывать о том, что перед приемом различных биологически активных добавок необходимо проконсультироваться со специалистом. Ведь при бездумном приеме высоких доз цинка можно довести себя до недостаточности меди в организме, так как в энтероцитах происходит конкурентное всасывание меди и цинка [5].
Литература:
- Ребров В. Г., Громова О. А. Витамины, макро- и микроэлементы. м.: ГЭОТАР-медиа. 2008. С. 628–639.
- Саяпина, И. Ю. Биологическая роль цинка в предстательной железе (молекулярные аспекты) / И. Ю. Саяпина, С. С. Целуйко, О. А. Чередниченко. — Текст: непосредственный // Дальневосточный медицинский журнал. — 2015. — № 2. — С. 137–143.
- Кубанова А. А. Дерматовенерология. Клинические рекомендации // Российское общество дерматовенерологов. 2010. No 4. С. 43, 117, 146, 207
- Балабонина, А. Н. Применение цинксодержащих препаратов при лечении кожных заболеваний / А. Н. Балабонина. — Текст: непосредственный // FORCIPE. — 2021. — № S1. — С. 489.
- Колесниченко, Л. С. Биологическая роль микроэлементов — Fe, Zn, Cu (лекция 4) / Л. С. Колесниченко. — Текст: непосредственный // Сиб. мед. журн.. — 2004. — № 8. — С. 86–89.
