Artículos de revisión

Facultad de Ciencias Médicas “Mariana Grajales Coello”, Holguín

El zinc: la chispa de la vida

Dr. Rafael Torres Acosta 1 y Lic. Pablo Bahr Valcarcel 2

Resumen

Esta revisión reúne información actualizada sobre el importante papel nutricional del zinc, mineral que hasta 1961 no se le había reconocido su esencialidad para los seres humanos. Su localización, transporte y metabolismo, sus funciones, causas y síntomas de deficiencia de este mineral, usos, requerimientos, fuentes, presentación y toxicidad son presentados.

Palabras clave: Zinc, deficiencia, nutrición humana.

Durante los estudios realizados en Shiraz, Irán, por la doctora Ananda S. Prasad en la década de los sesenta fue comprobado por primera vez el significado del zinc en la nutrición humana. Ella encontró primero en los pacientes iraníes y luego en pacientes egipcios un cuadro caracterizado por: anemia por déficit de hierro, hipogonadismo, enanismo, hepatoesplenomegalia, y geofagia, todos estos pacientes sufrían de malnutrición. 1-4

El zinc fue reconocido por primera vez como esencial para un sistema biológico en 1869 en estudios con Aspergillus níger , en 1926 fue demostrado ser esencial para plantas superiores y en 1934 se demostró su esencialidad para el crecimiento de ratas. En 1955 se relacionó la paraqueratosis en cerdos con deficiencia de Zn, posteriormente se conoció su importancia para el crecimiento de las gallinas. En humanos las primeras referencias datan de 1956 cuando se estudió el metabolismo del zinc en individuos cirróticos. 5

Aún al inicio de los sesenta se creía que la deficiencia de Zn nunca podía ocurrir en humanos ya que su presencia era ubicua y el análisis de los alimentos mostraba adecuada cantidad del mineral en la dieta humana, sin embargo es en 1961 que Prasad y otros describen lo que hoy se conoce como síndrome de deficiencia de zinc señalado en párrafos anteriores. 1

LocalizaciÓn

El cuerpo contiene 1,5 a 2,5 g de zinc. El metal se encuentra prácticamente en la totalidad de las células, pero existe con mayor abundancia en determinados tejidos animales. El músculo esquelético y el hueso combinados contienen el 90 % del zinc total del organismo. 3 En el músculo, el encéfalo, los pulmones y el corazón las concentraciones son relativamente estables y no responden a las variaciones del contenido del metal en la dieta. En otros tejidos como el hueso, los testículos, el pelo y la sangre, la concentración tiende a reflejar la ingesta dietética del mismo. 3

AbsorciÓn, transporte y metabolismo

Los inhibidores de la absorción de zinc son fundamentalmente los fitatos –de alto contenido en los cereales 3 —, oxalatos, hemicelulosa, calcio, hierro y cobre. La absorción puede ser facilitada por la presencia de proteína animal y la histidina y puede ocurrir a lo largo del intestino delgado, hay estudios que sugieren que la absorción a este nivel puede variar en función de diferentes tipos de alimentos y del estado nutricional del organismo en relación con este mineral. 5

Una vez absorbido el zinc es transportado rápidamente y se concentra en el hígado, al que llega por la circulación portal. Se ha identificado la albúmina como la proteína plasmática que transporta el metal en la sangre del sistema porta. La distribución a los tejidos extra-hepáticos se produce a través del plasma en el que se encuentra aproximadamente 10-20 % del zinc total del organismo, 1/3 se encuentra unido a la albúmina laxamente y 2/3 a las globulinas estrechamente. 3

Los componentes del plasma que lo contienen son los hematíes (la principal proporción), plaquetas, los leucocitos, la alfa dos macroglobulina, la transferrina y los aminoácidos, sobre todo la cisteína y la histidina. 3

Las concentraciones séricas o plasmáticas de zinc experimentan oscilaciones circadianas, disminuyen durante el estrés y se hallan sometidas a depresiones posprandiales transitorias. Una ingesta excesiva de zinc puede incrementar en varias veces sus concentraciones sanguíneas. La velocidad inicial de captación de Zn por los tejidos a partir de una dosis oral dada es mayor en el hígado, seguido de la médula ósea, el hueso, la piel, el riñón y el timo, en este orden. La excreción de zinc se produce fundamentalmente por las heces, a partir de las secreciones pancreáticas, biliares o intestinales y de las células mucosas descamadas, también es excretado en la superficie corporal como parte de la descamación epitelial. La homeostasis de este elemento es óptima durante los períodos de escasa ingesta como resultado de la mayor absorción de este en la dieta. 3

Funciones

La ubicua distribución del zinc en las células, junto al hecho de que es el oligoelemento intracelular más abundante, indica que sus funciones son muy básicas. Estas distintas funciones –catalítica, estructural y de regulación– definen el papel biológico que desempeña el zinc. Las funciones catalíticas son ejercidas por enzimas pertenecientes a las seis clases existentes. Se conoce que aproximadamente 300 enzimas requieren del zinc para su actividad metabólica –metaloenzimas– y debemos señalar que se considera que una enzima es una metaloenzima con zinc cuando la eliminación de zinc causa una reducción de la actividad sin afectar a la irreversibilidad de la proteína enzimática y cuando la reconstrucción con zinc restablece su actividad. La respuesta del crecimiento que se observa en los niños a los que se administra suplementos de zinc es un ejemplo más reciente en relación con la síntesis de proteína, quizás debido a un aumento de la actividad de la ARN polimerasa. 3,6,7

El zinc desempeña funciones estructurales mediante las metaloproteínas por ejemplo la enzima citosólica superóxido dismutasa CuZn, en ella el cobre asume función catalítica mientras que el zinc ejerce las estructurales; el Zn se une a un complejo tetraédrico con cuatro cisteínas tomando una disposición estructural que se ha dado en llamar dedos de zinc de suma importancia pues se han localizado en muchos receptores de membrana y en factores de transcripción. 3 El interés por las proteínas con dedos de zinc es grande por constituir objetivos potenciales para terapéuticos farmacológicos, también está involucrado en la función de la membrana celular. Es importante en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos 3,6 y en la división celular. 6 Las nucleoproteínas lo contienen en mucha cantidad y estas probablemente estén involucradas en la expresión genética de varias proteínas –función reguladora. 3,6,7

Las células mediadoras en las funciones inmunes decrecen en las deficiencias de Zn y se conoce su importante papel en el sistema inmunológico. 6,8,9

El zinc juega un papel esencial en el mantenimiento de las estructuras de las apoenzimas, 10 puede tener diversos roles en las funciones bioquímicas y hormonales de varios sistemas endocrinos, 11 estando involucrado en la modulación de la secreción de prolactina y en la secreción y acción de la insulina 12 y está demostrado que la deficiencia afecta el tamaño del testículo. 13

En niños con diarreas se reporta la necesidad del suministro de zinc para: el buen funcionamiento del epitelio intestinal, la reparación de los tejidos lesionados, mejorar la absorción de sodio y agua, a la vez que lo consideran indispensable para la utilización adecuada de la vitamina A, la que tiene reconocida capacidad para la reparación del daño mucosal secundario a la infección y además en la protección de la mucosa y en la absorción intestinal. 14

Se plantea el uso del zinc como un antioxidante y que además puede estabilizar las membranas celulares al igual que la vitamina E. 5,15

SÍntomas de deficiencia

Las manifestaciones clínicas de la deficiencia de Zn son, en último término, el resultado de una alteración de su metabolismo, de sus funciones bioquímicas o de ambas.

Entre las causas de deficiencia tenemos malnutrición, alcoholismo, malaabsorción, quemadura extensa, cirrosis del hígado, enfermedades crónicas debilitantes, enfermedad renal crónica, el uso de ciertos diuréticos, el uso de agentes quelantes como la penicilamina para la enfermedad de Wilson, desórdenes genéticos como la acrodermatitis enteropática y la sicklemia. 11, 16

Deficiencia leve

El diagnóstico de la deficiencia leve de zinc en el hombre es difícil, 7 ya que produce muchos síntomas clínicos inespecíficos, 3 achacables a otros procesos o estados del organismo. Muestras de zinc en granulocitos y linfocitos proveen el mejor criterio diagnóstico para la deficiencia marginal en el plasma. 7

Manifestaciones . En varones se observa disminución del nivel de testosterona en suero y la oligospermia, disminución de la masa magra corporal, hiperamonemia, cambios neurosensoriales, anergia, disminución de la timulina –hormona del timo–, envuelta en la maduración de los linfocitos T 7 y disminución de la actividad de la interleucina 2 (IL-2). 10 La deficiencia crónica leve puede manifestarse por alteraciones de la función inmune y por un descenso de la velocidad o de la calidad del crecimiento en los niños y adolescentes. 17

Deficiencia moderada

Esta es reportada en diferentes condiciones del organismo. Las manifestaciones clínicas incluyen: retardo del crecimiento, hipogonadismo en adolescentes, piel áspera, pobre apetito, letargia mental, retardo en la cicatrización de las heridas, disfunción en la inmunidad mediada por células y cambios anormales neurosensoriales. 17

Deficiencia severa

En relación con las manifestaciones clínicas, los signos evidentes son: dermatitis bulosa-pustular, infecciones intercurrentes, retraso del crecimiento, 6 depresión de la función inmune, anorexia, dermatitis, alteraciones de la capacidad reproductora (anomalías congénitas, evolución desfavorable de la gestación y disfunción gonadal), anomalías esqueléticas, diarrea, alopecia, defectos de cicatrización, alteraciones de la agudeza del gusto y trastornos de la conducta, 3,17 blefaritis, estomatitis, glositis, hepato-esplenomegalia, hipogonadismo, 6 hipofunción testicular, rash cutáneo. 4 . La aparición de una deficiencia grave de zinc es rara y se asocia sobre todo a prácticas dietéticas anormales o a enfermedades, en especial a trastornos hepáticos y gastrointestinales asociados con malaabsorción del metal. Esta condición puede ser fatal si no es tratada adecuadamente. 17

En el embarazo la deficiencia es asociada con el incremento de la morbilidad materna-riesgo de aborto y de trastornos inmunológicos, 18 sensaciones anormales en el gusto, gestación prolongada, labor insuficiente en el trabajo de parto, sangrado por atonía y riesgos incrementados para el feto, riesgo de parto pretérmino y niños prematuros. En estos niños incluye bajas reservas en el cuerpo de Zn al nacimiento, así como altas pérdidas fecales del metal y el incremento de los requerimientos durante el rápido crecimiento. 6

En estudios realizados en nuestro país se encontró que bajos valores maternos de Zn en plasma se correspondieron con valores más bajos en los indicadores del crecimiento y desarrollo fetal. Las altas dosis de suplemento de Fe pudieran comprometer el estado de nutrición materno de Zn, lo que pudiera ser perjudicial para el desarrollo fetal. 19

Dado que no existen grandes depósitos orgánicos de este metal, la respuesta a la depleción puede ser rápida.

Las personas sometidas a mayor riesgo son las mujeres embarazadas, los niños y los ancianos, sobre todo si pertenecen a grupos sociales económicos bajos, 3 al igual que los vegetarianos. 5

Las deficiencias ligeras o marginales de zinc no empeoran o deterioran el rol funcional de la excreción endógena en la homeostasis del Zn. Cuando aparece alterado el mecanismo homeostático del metal sugiere una deficiencia crónica. Por el difícil diagnóstico de la deficiencia ligera se hace necesario garantizar los requerimientos dietéticos en los sujetos de una población vulnerable a la deficiencia, como los integrantes de los grupos de riesgos antes mencionados. 20

Usos terapÉuticos

Muchos estudios han demostrado los beneficios de la suplementación de zinc sobre: infecciones en las poblaciones humanas, reducción en la incidencia y duración de diarreas agudas y crónicas, infecciones del tracto respiratorio inferior en lactantes y niños pequeños, reduce las manifestaciones clínicas causadas por el Plasmodium falciparum , en la sicklemia disminuye la incidencia de la neumonía por Staphylococcus aureus , tonsilitis por S. Neumoniae , y las infecciones del tracto urinario. 1

En años más recientes se ha demostrado su efectividad en el tratamiento a largo plazo de la enfermedad de Wilson. El Zn en dosis terapéutica (75 mg de zinc elemental) en tres dosis al día es efectivo en la disminución de la incidencia de infecciones, crisis dolorosa vaso-oclusiva y de ingresos hospitalarios en pacientes sicklémicos. Además, han sido documentados efectos beneficiosos en pacientes con encefalopatía hepática. 1

Estudios más recientes de Prasad muestran que el Zn usado como agente terapéutico reduce la duración y la intensidad de los síntomas del resfriado en un 50 %, 1 principalmente la tos. 21

Tiene indicaciones en el síndrome de malaabsorción intestinal, durante la alimentación parenteral, en traumas, quemaduras, pérdida de proteínas de diferentes etiologías y en la acrodermatitis enteropática.

Los suplementos de zinc pueden mejorar los síntomas asociados con calambres musculares en pacientes con cirrosis a dosis de 200 mg dos veces al día durante 12 semanas. Incrementa la tolerancia a la glucosa en pacientes cirróticos con diabetes.

El zinc juega un papel importante en la regulación del apetito al igual que la leptina (hormona secretada por los adipocitos) que tiene una gran influencia en el metabolismo energético. Niveles adecuados de la leptina en el suero son mantenidos cuando existe un suplemento adecuado de Zn, 22 por lo que se recomienda su utilización en niños anoréxicos.

Recientemente se ha planteado que la proteína identificadora del zinc está comprometida en la expresión genética de varios factores de crecimiento y receptores esteroideos. Es sabido que en la deficiencia de Zn decrece la producción de interleucina 2 (IL-2) como acompañante de los linfocitos T, observándose además disminución en las subpoblaciones de estos, 7,23,24 situación que puede mejorar al suministrar el mineral.

Una ligera deficiencia de zinc puede presentar un significativo problema clínico, en los ancianos que viven solos, 9 por lo que la suplementación de zinc debe tenerse en cuenta.

Los requerimientos

Las recomendaciones de necesidades diarias para la población cubana 25 del Instituto de Nutrición son:

• < de 1 año – 5 mg.
• 1 a 10 años- 10 mg.
• >de 10 años- 15 mg.
• Embarazadas- 20 mg.
• Mujer que lacta- 25 mg.

Se aconseja su suplementación en el recién nacido de bajo peso, retraso físico, pedagógico, fibrosis quística y hepatopatías. 26

Fuentes

Es muy abundante en las carnes rojas, en algunos mariscos, en el germen de los cereales, la leche (la biodisponibilidad del contenido de la leche humana es mayor que en la de la vaca o el de las fórmulas para lactantes). Las ostras son reportadas como las mejores fuentes. En los países subdesarrollados el mineral es provisto fundamentalmente por cereales y legumbres. El Zn contenido en los vegetales suele estar menos biodisponible que el aportado por la mayoría de las proteínas o sales de zinc de origen animal. 3

Toxicidad

Los límites entre ingestas deficitarias y tóxicas de zinc parecen bastante amplios, lo que sugiere que el refuerzo de la dieta con Zn podría ser una sencilla solución a la baja disponibilidad de este. El principal efecto tóxico del zinc parece derivar de su interferencia con el metabolismo normal de cobre, lo que conduce a una anemia por deficiencia de éste en caso de nutrición parenteral o en personas con ingestas prolongadas superiores a 150 mg/día. Otras alteraciones podrían consistir en erosiones gástricas, depresión del sistema inmune y disminución del colesterol plasmático unido a las proteínas de alta densidad. Se reportan como otros efectos tóxicos náuseas, vómitos, diarreas, fiebre y letargia, situaciones poco frecuentes por el amplio margen existente entre ingesta normal y tóxica, señalándose que los efectos adversos aparecen sólo cuando se ingiere en cantidades superiores a 4 ó 8 g de zinc. 27 No obstante, parece existir un margen de seguridad razonable que permite la adición de cantidades moderadas de zinc en la dieta humana normal. 4

PresentaciÓn

La forma en que se presenta en nuestro listado de medicamentos es como sulfato de zinc, tab. 50 mg (220 mg de sulfato de Zn = 50 mg de Zn elemental) y se prepara también en forma de papelillos que contienen 5 mg de Zn elemental. Es soluble en agua e insoluble en alcohol. 4 Además se puede preparar en cucharaditas de 10 mg (zinc elemental) en 5 cc.

Otras formas de presentación: 4

Gluconato de Zn -tab., acetato de Zn -tab., carbonato de Zn uso tópico, sulfato de Zn –tab., gotas oftálmicas. El cloruro de Zn en concentraciones muy diluidas ha sido usado en alimentación parenteral.

Dosis

Por vía oral. En las deficiencias nutricionales: 1 mg x kg x día durante 6 meses. Dosis hasta 50 mg de zinc elemental 3 veces al día pueden ser administradas en casos necesarios.

En la acrodermatitis enteropática (AE) se puede llegar a 5 mg x kg x día.

Por vía parenteral I.V en forma de sulfato o cloruro de zinc pueden ser administrados a una dosis de 6,5 mg de zinc elemental al día (100 micro-moles). De ser necesarias dosis mayores o por periodos de tiempo prolongados se afectaría la respuesta inmune. 4

Conclusiones

Para concluir diremos que actualmente está bien documentado el papel que desarrolla el zinc en el organismo humano, que la deficiencia nutricional de zinc puede afectar el crecimiento y el desarrollo, las funciones inmunes y cognitivas, y que el suplemento de Zn a lactantes y niños con diarreas agudas y crónicas puede salvar a millones de vidas en los países en vías de desarrollo; y por tanto se hace necesario una mayor información en los profesionales de la salud para alcanzar mejores resultados en la atención de nuestra población.

summary

This review offers updated information on the important nutritional role of zinc, a mineral whose essentiality for human beings had not been recognized up to 1961. Its location, transportation, metabolism, functions, causes and symptoms of deficiency of this mineral, uses, requirements, sources, presentation an toxicity are presented.

Key words: Zinc, deficiency, human nutrition.

Referencias bibliogrÁficas

1. Prasad AS. Recognition of Zinz-Deficiency Síndrome. Nutrition 17:67-69, 2001.

2. Fernández Fernández M, Novelo Aguilar D, Rodríguez Suárez A, Fuilleret Alfonso R y Toledo Barrero E. Evaluación nutricional de escolares de primaria y su posible relación con el desarrollo intelectual. Rev Cubana Aliment Nutr 1997; 11(1) 35-39.

3. Cousins RJ. Cinc. En: Ziegler EE, Filer LJ. Conocimientos actuales sobre nutrición. Séptima Edición. Washington: International Life Sviences Institute, 1999:312-27.

4. Freijoso E, Cires M. Revisión sobre el Zinc. Consulta terapéutica- CDF. Ministerio de Salud Pública, Cuba. 2000.

5. Cardoso García Tramonte VL. Importancia do zinc o na nutriçâo humana. Rev. Cien. Saúde, Florianapópolis, v 15.n. 1 e 2, jan/dez. 1996.

6. Prasad AS. Zinc deficiency in women, infants and children. J Am Coll Nutr 1996 Apr;15(2):113-20.

7. Prasad AS. Zinc: an overview. Nutrition 1995 Jan-Feb;11(1 Suppl):93-9.

8. Prasad AS. Clinical, endocrinological and biochemical effects of zinc deficiency. Clin Endocrinol Metab 1985 Aug;14(3):567-89.

9. Prasad AS. Clinical and biochemical manifestations of zinc deficiency in human subjects. J Am Coll Nutr 1985;4(1):65-72.

10. Prasad AS. Clinical and biochemical manifestation zinc deficiency in human subjects. J Pharmacol 1985 Oct-Dec;16(4):344-52.

11. Wellinghausen N. Immunobiology of gestational zinc deficiency. British Journal of Nutrition (2001), 85, Suppl. 2, S81-S86.

12. Padrón Herrera M, Fernández Regalado R, de la Osa Fernández R, Bacallao Gallestey J, Reboso Pérez J y Martín González I. Estado de nutrición de oligoelementos durante el embarazo: efecto de la suplementación con hierro sobre el estado de nutrición de cinc. Revista Cubana Aliment Nutr 1995;9(1).

13. Lee DY, Prasad AS, Hydrick-Adair C, Brewer G, Johnson PE. Homeostasis of zinc in marginal human zinc deficiency: role of absorption and endogenous excretion of zinc. J Lab Clin Med 1993 Nov;122(5):549-56.

14. Prasad AS. Zinc and immunity. Mol Cell Biochem 1998 Nov;188(1-2):63-9.

15. Prasad AS, Fitzgerald JT, Hess JW, Kaplan J, Pelen F, Dardenne M. Zinc deficiency in elderly patients. Nutrition 1993 May-Jun;9(3):218-24.

16. Prasad AS , Fitzgerald JT, Bao B, Beck FW, Chandrasekar PH. Duration of symptoms and plasma cytokine levels in patients with the common cold treated with zinc acetate. A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Ann Intern Med 2000 Aug 15;133(4):245-52 Comment in: ACP Journal Club 2001 Mar-Apr;134(2):59. Ann Intern Med. 2000 Aug 15;133(4):302-3.

17. Mantzoros CS, Prasad AS, Beck FW, Grabowski S, Kaplan J, Adair C. Zinc may regulate serum leptin concentrations in humans. J Am Coll Nutr 1998 Jun;17(3):270-5.

18. Prasad AS , Bao B, Beck FW, Sarkar FH. Zinc activates NF-kappaB in HUT-78 cells. J Lab Clin Med 2001 Oct;138(4):250-6.

19. Prasad AS. Effects of zinc deficiency on Th1 and Th2 cytokine shifts.J Infect Dis 2000 Sep;182 Suppl 1:S62.

20. Prasad AS. Clinical and biochemical manifestation zinc deficiency in human subjects. J Pharmacol 1985 Oct-Dec;16(4):344-52.

21. Prasad AS. Clinical, endocrinologic, and biochemical effects of zinc deficiency. Spec Top Endocrinol Metab 1985; 7:45 -76.

22. Prasad AS. Clinical manifestations of zinc deficiency. Annu Rev Nutr 1985;5:341-63.

23. Sabatier García FJ, Izquierdo Estévez A, León García RE y Díaz Fernández L. Beneficios del cinc en niños con diarreas. Rev Cubana Pediatr 1997;69(3-4):197-200.

24. Shankar AH, Prasad AS. Zinc and immune function: the biological basis of altered resistance to infection. Am J Clin Nutr 1998 Aug;68(2 Suppl):447S-463S.

25. Porrata Maury C, Hernández Triana M, Argüelles Vázquez JM y Proenza González M. Recomendaciones nutricionales para la población cubana. Resumen. Rev Cubana Nutr 6(2): 132.141, julio-diciembre, 1992.

26. Grandío Sequeira O, Alfonso Novo L, Amador García M, Sánchez Peralta L. Efecto de la suplementación con cinc en la recuperación nutricional. Rev Cubana Pediatr 67 (1): 29-36, enero-abril, 1995.

27. Hernández Fernández CM, Izquierdo Estévez A. Función del Cinc en la recuperación inmunonutricional de lactantes malnutridos. Rev Cubana Aliment Nutr 2000;14(1):65-70.

Recibido: 26 de abril de 2004. Aprobado: 10 de mayo de 2004
Dr. Rafael Torres Acosta. Facultad de Ciencias Médicas de Holguín. Departamento de Pediatría. Avenida Lenin, No. 4, esq. Aguilera. Holguín. CP 80 100. Cuba.

1 Especialista de II Grado en Pediatría. Especialista de I Grado en Administración de Salud. Máster en Bioética. Diplomado en Nutrición en Salud Pública. Profesor Auxiliar.
2 Licenciado en Bioquímica. Máster en Bioquímica. Profesor Asistente.