Човешкото тяло е изградено както от органична, така и от неорганична материя. Почти 99% от тялото се състои от шест елемента, това са кислород, въглерод, водород, азот, калций и фосфор. (1) В допълнение към тях са микроелементите. Те са набор от минерали, които са необходими на тялото в малки количества, някои от тях са желязо, йод, селен, флуорид, хром, цинк и мед. Въпреки че микроелементите са в много малки количества, те са изключително важни и дисбалансът на микроелементите може да причини хаос в здравето на човека. Микроелементите активират много ензими, отговорни за редица биохимични процеси и са важна част от цялостното функциониране на тялото.
Известно е, че дефицитът им е причина за много заболявания на ендокринната, сърдечно-съдовата, стомашно-чревната, мускулно-скелетната, неврологичната и имунната система. (2) Не само самите дефицити могат да причинят проблеми, но и съотношението на конкретен минерал към друг конкретен минерал в тялото също би било причина за заболявания. Някои от значимите съотношения в тялото са калций/фосфор (Ca/P), натрий към калий (Na/K), цинк към мед (Zn/Cu), натрий към магнезий (Na/Mg) и желязо към мед (Fe /Cu). (3) Тук ще анализираме функцията както на цинка, така и на медта и ефектите от дисбаланса между тези два микроелемента.
Цинк
Цинкът е открит като основен микроелемент за растежа на живи организми през 1869 г. за растенията, през 1934 г. за животните и през 1961 г. за хората. (4) Цинкът е вторият най-често срещан микроелемент в тялото след желязото и присъства във всяка жива клетка. Във всеки един момент има около 2-4 g цинк в тялото, като най-високите концентрации се намират в окото и простатата, а други области на концентрация са в мозъка, мускулите, кожата, костите, бъбреците и черния дроб. Цинкът участва активно в клетъчния метаболизъм и е необходим за повече от 200 ензимни реакции в тялото. (5) Той участва активно в заздравяването на рани, синтеза на протеини, синтеза на ДНК и клетъчното делене. Подпомага нормалния растеж и развитие по време на бременност, детство и юношество, и е необходим за адекватен вкус и обоняние през целия живот. Смята се също, че цинкът е антимикробен, има антиоксидантни свойства и може да помогне за защита срещу ускорено стареене и да ускори процеса на зарастване на рани. (6)
Признаците за дефицит на цинк могат да варират при отделните индивиди, което може да зависи от това дали има абсолютен или относителен дефицит. Абсолютен дефицит е, когато има повишена нужда от тялото, липса на прием или загуба на минерали поради стрес, заболяване, повишена активност на щитовидната жлеза, лекарства или натрупване на тежки метали. Относителният дефицит е когато цинкът се губи от местата за съхранение в тъканите поради дисбаланс с друг антагонистичен минерал като мед или кадмий. (7) Признаците за дефицит на цинк често могат да се отразят на състоянието на кожата, както и и с бели петна по ноктите.
Дефицитът на цинк е често срещан при пациенти с кожни заболявания като лупус еритематозус (SLE), псориазис и склеродермия. Стриите също са признак за ниско ниво на цинк и дефицитът на цинк може да допринесе за появата на кожни петна, обриви и бавно заздравяване на рани. (8) Други болестни състояния, които често съпътстват ниско ниво на цинк, включват сърповидно-клетъчна анемия, диабет, анорексия, менструални нередности и повтарящи се вируси и инфекции. Инсулиновите депа изискват адекватни нива на цинк, натрупването на мед може да бъде причина за ниско ниво на цинк при проблеми с анорексия и менструални нередности. Цинкът е един от минералите, които са от съществено значение за поддържане на хормоналните нива на прогестерон, естроген и тестостерон, докато медта е свързана с естрогена. Дисбалансът в това съотношение може да бъде пряка причина за ПМС и други менструални нередности. (7, 9)
Ниското ниво на цинк също е свързано с нарушения на съня и депресия, цинкът участва както в производството на мелатонин, така и в серотонин. Следващата диаграма показва превръщането на L-триптофан в серотонин и мелатонин, което изисква цинк и други хранителни вещества като част от процеса на конверзия. (10)
Цинкът е от съществено значение за производството на стомашна киселина, недостигът на цинк може да причини ниска стомашна киселина и неспособност за ефективно усвояване на цинк и други хранителни вещества от храната, създавайки множество дефицити в цялото тяло, включително допълнителен дефицит на цинк.
Установеният препоръчителен дневен прием (RDI) на цинк е 15 mg или 0,2 mg/kg. Храните с високо съдържание на цинк включват говеждо, боровинки, лют червен пипер, яйчен жълтък, джинджифил, черен дроб, мляко, агнешко, стриди, слънчогледови и тиквени семки, морски дарове и пълнозърнести храни. (11) Въпреки че цинкът е лесно достъпен от храната, приблизително половината от населението е изложено на риск от дефицит на цинк. (11) Селскостопанските практики, качеството на храните, хранителните дисбаланси и лошото усвояване са основни фактори, допринасящи за ниските нива на цинк в обществото. (10, 11)
Мед
Медта е основен микроелемент, необходим за много химични, клетъчни и ензимни процеси в тялото. Микроелементът се намира в най-голямо количество в мозъка и черния дроб, като други места на натрупване са в сърцето, белите дробове, бъбреците, панкреаса, мускулите и костите, както и играе важна роля в транспорта на кислород, умствената и когнитивната функция, имунитета, производството на енергия, производството на невротрансмитери и поддържането на костната и нервната тъкан. (12) Дефицитът или излишъкът ще наруши функцията на зависимите от медта ензимни реакции в тялото. Медта е основен фактор във функциите на клетъчните ензими, както и жизненоважен за структурата на клетъчната мембрана, включително цитохром оксидаза, супероксид дисмутаза, допамин В-хидроксилаза, лизол оксидаза, тирозиназа и моноаминооксидаза. (13)
Излишъкът на мед е много по-често срещан от дефицита на мед, особено в Австралия и Америка. Силно обработваните райони често имат високи нива на мед и ниски нива на цинк, което допринася значително за проблема. Питейната вода през медни водопроводни тръби, мед, добавен към партидите за храна за животни и пестициди, пръскани върху плодове и зеленчуци, са всички начини, по които медта може да попадне в хранителната верига. (14) Медта може да се натрупва в тялото с различна скорост в зависимост от метаболитната активност на човека, колкото по-бавна е скоростта на метаболизма, толкова по-голямо е задържането на мед. Излишъкът от мед също е свързан с предписваните естрогени и ксеноестрогени. Проведени са редица проучвания и е установено, че натрупването на мед се увеличава с приема на тези естрогени. Естрогените могат да идват от хапчетата за орална контрацепция (OCP), хормонални заместители, пестициди, пластмаси, продукти на петролна основа и антибиотици, давани на животни, които влизат в хранителната верига. (10, 15, 16)
Състоянията, свързани с излишък на мед, включват предменструален синдром (ПМС), камъни в жлъчката, вирусни инфекции, свръхрастеж на дрожди и гъбички, сколиоза и редица психични и поведенчески разстройства. При ПМС, тъй като нивата на медта в тялото се повишават, така се повишава и естрогенът, който причинява хормонален дисбаланс и допринася за ПМС. (17) Вирусни, дрождени и гъбични инфекции процъфтяват в среда с високо съдържание на мед. Вирусните инфекции намаляват скоростта на метаболизма на човека и така насърчават задържането на мед. (7) Излишъкът от мед е свързан с много психични състояния, може да допринесе за симптомите на депресия, пристъп на паника, тревожност, страх, прекомерен гняв и шизофрения. (18, 19)
Установеният препоръчителен дневен прием на мед е 1-3 mg. Храните с високо съдържание на мед включват говежди черен дроб, слънчогледови семки, леща, бадеми, шоколад, аспержи, авокадо и гъби. (11) При много вегетарианци медната токсичност е налице, поради големите количества храни с високо съдържание на мед, които обикновено се консумират от тях, както и липсата на месо с високо съдържание на цинк, което да компенсира медта. Това очертава значението на съотношението цинк към мед
Съотношение цинк към мед
Нивата на цинк и мед са важни за тялото, но също толкова важно е съотношението цинк/мед. Идеалното съотношение между цинк и мед е 8:1 с приемлив диапазон от 4 до 12. (20) Както цинкът, така и медта имат набор от други хранителни вещества, които или противодействат, или насърчават усвояването на тези хранителни вещества. Витамините, антагонистични на медта, са B6, A, C, B3 и B5. Минералите, антагонистични на медта (Cu), са молибден (Mo), кадмий (Cd), живак (Hg), цинк (Zn), желязо (Fe), олово (Pb), калий (K) и фосфор (P). Синергичните хранителни вещества включват витамин D, B1, B12, C и фолиева киселина.
(21) Следните диаграми показват взаимодействието между Cu и други витамини и минерали, както и Zn и витамин С като най-антагонистичния минерал и съответно витамин.
Цинковите колела показват витамините и минералите, които са антагонистични на цинка. Високият прием на някой от тези антагонисти може да доведе до ниски или дефицитни нива на цинк.
Както медта, така и цинкът се регулират от металотионеин (МТ), богат на цистеин протеин с ниско молекулно тегло, свързващ метали, който се състои от 61 аминокиселинни единици. (23) Ако този протеин не функционира правилно в тялото, може да се стигне до необичайни хранителни нива на мед, цинк, манган, кадмий, олово и живак. Активността на МТ може да бъде значително намалена или чрез дефицит на цинк, или чрез повишен оксидативен стрес.
Тъй като и цинкът, и медта се считат за невротрансмитери и са с високи концентрации в мозъка, високото съотношение мед към цинк се свързва с много поведенчески разстройства като разстройство с дефицит на вниманието (ADD), депресия, параноидна шизофрения, биполярно разстройство и агресивно поведение. (19) Хранителната терапия може да бъде ефективна за нормализиране на нивата на мед и цинк и от своя страна може да бъде ефективна за балансиране на нивата на допамин и норепинефрин в мозъка, драстично подобряване и нормализиране на умствената функция.
Проучвания
Има редица проучвания, проведени по отношение на балансирането на цинк и мед в тялото, очертаващи дълбоките ефекти, които могат да бъдат постигнати както при психични и физически оплаквания, така и при оксидативен стрес.
След повече от 20 години изследователски наблюдения при пациенти с понижени нива на цинк и повишени нива на мед, Уилям Дж. Уолш провежда проучване през 1996 г. между 49 млади момчета на възраст между 3 и 20 години с поведенчески разстройства и допълнителни 17 момчета в контролната група без докладвани преди това поведенчески разстройства, като средната възраст на групата е 10 години. Целта на проучването е да се оцени дали високото съотношение Cu/Zn допринася за агресивно поведение при младежи. Средното съотношение Cu/Zn в серума при изследваните субекти е 1,40 в сравнение с контролната група, където е 1,02. Резултатите също са категоризирани в интензитети на поведение, като индивидите с най-високо влошено състояние имат най-високи съотношения Cu/Zn.
Констатациите от това проучване предполагат връзка между повишеното съотношение Cu/Zn и склонното към насилие поведение. В допълнение, четири отделни проучвания на резултатите показват значително подобрение в поведението след балансиране на съотношението Cu/Zn.
207 пациенти, посещаващи поведенческа терапия били подложени и на биохимична хранителна терапия. 76% от групата са завършили хранителната терапия и общо 88% от тези пациенти показват намалена честота на деструктивно поведение и 53% напълно го елиминират в края на проучването.
Терапията е била индивидуализирана въз основа на кръвни изследвания и представяне на симптоми, и се е състояла от набор от добавки, включително метионин, цинк, витамин B6, магнезий, пиридоксал-5-фосфат (P5P) и витамини C и E. (25)
Друго проучване по отношение на поведенческите разстройства е проведено върху 230 деца с разстройства от аутистичния спектър за изследване на съотношението цинк/серумна мед в плазмата като биомаркер за състоянието. Средното ниво на цинк в цялата кохорта е 77,2 μg/dl, средното ниво на мед е 131,5 μg/dl и съотношението Zn/Cu е 0,608. Граничната стойност за най-ниските 2,5% от изследваните здрави деца е 0,7, което показва, че ниското съотношение Zn/Cu може да бъде биомаркер за токсичност на тежки метали, особено живак, при деца с разстройства от аутистичния спектър. (26)
Друго проучване оценява съотношението Cu/Zn и системния оксидативен товар с ефекта върху стареенето и свързаните с възрастта дегенеративни заболявания. Проучването измерва кръвното съдържание на мед, цинк и церулоплазмин, както и липидни пероксиди при 81 здрави и 62 инвалиди на възраст над 90 години, които са били засегнати от хронично дегенеративно заболяване. Серумното съотношение Cu/Zn и церулоплазминът са значително по-високи при възрастните хора, като параметрите са значително по-високи при възрастните хора с увреждания спрямо тези без хронично дегенеративно заболяване. В допълнение, тези с хронично дегенеративно заболяване са имали понижени нива на цинк и повишени нива на мед. Проучването заключава, че има строга връзка между медта и цинка, и системното окисление в тялото. Освен това, хроничните дегенеративни заболявания в напреднала възраст са свързани с високо съотношение Cu/Zn и системен оксидативен стрес. Съотношението Cu/Zn може да служи като полезен предикторен биомаркер за влошено здраве при възрастните хора. (27)
Допълнително проучване също така измерва съотношението Cu/Zn в плазмата като възпалителен/хранителен биомаркер като предиктор на смъртността от всякаква причина при по-възрастното население. Връзката между плазмените Cu/Zn и възпалителните (CRP, ESR, IL-6) или хранителните (албумин, BMI) маркери е изследвана при 498 възрастни италианци. Взети са кръвни проби и от контролна група от 164 здрави хора на възраст между 20 и 60 години. Проведено е последващо проучване на смъртността от свързани с възрастта заболявания между 218, 70+ годишни хора след 3,5 години.
Всички субекти със сърдечно-съдови заболявания са имали по-високи плазмени съотношения Cu/Zn от тези без, главно поради повишената плазмена Cu. При други субекти по-голямата част от свързания с възрастта спад изглежда се дължи на прогресивно намаляване на плазмения Zn. Проучването подчертава значението на нивата на цинк в тялото и вредните ефекти върху здравето, когато съотношението Cu/Zn е високо. (28)
Ефектите от високото съотношение Cu/Zn също могат да играят роля в образуването на рак. Проучване за измерване на плазмените Cu и Zn е проведено през 1978 г. върху 126 пациенти, 54 с карциноми, 40 от тях с карциноми на храносмилателни органи, 37 с доброкачествени лезии и 35 субекта без заболяване. Плазменото ниво на Cu се повишава, докато плазменото ниво на Zn намалява значително в групата с карцином на храносмилателните органи. Съотношението Cu/Zn е значително по-високо, отколкото в групата без заболяване. От това проучване се стига до заключението, че високото съотношение Cu/Zn може да бъде ценно за оценка на степента на карцинома и определяне на прогнозата на пациентите с рак. (29)
Изследвани са в по-нататъшно проучване група от 55 пациенти с рак на гърдата, 20 с доброкачествено заболяване на гърдата и 35 с рак на гърдата и допълнителни 30 контролни субекта. Средните серумни нива на мед са по-високи при рак на гърдата, отколкото при доброкачествено заболяване и контролите (167 μg/dl срещу 117,6 μg/dl). Серумните нива на мед също са значително по-високи при пациентите с по-напреднал рак на гърдата спрямо тези с ранен рак на гърдата (177,9 μg/dl срещу 130,4 μg/dl). Средните серумни нива на цинк са били понижени само при пациенти с напреднал рак на гърдата в сравнение с контролите. Съотношението Cu/Zn е повишено при пациенти с рак на гърдата, но не и при пациенти с доброкачествено заболяване на гърдата. Установено е, че серумните нива на мед и съотношението Cu/Zn могат да се използват като биохимичен маркер при пациенти с рак на гърдата. (30)
Проучване на 60 пациенти с псориазис е направено през 2005 г. и техните серумни нива на Cu и Zn са тествани и сравнени с 20 здрави контроли на подобна възраст. Средната възраст на пациентите е 31,6 години с продължителност на псориазиса от един месец до 18 години. Серумните нива на Zn при здравите контроли варират от 98-118 μg/dl (средно 106,6 μg/dl), докато при пациентите с псориазис диапазонът е 58-96 μg/dl (средно 74,28 μg/dl). Серумните нива на мед в контролите варират от 102-126 μg/dl (средно 115,14 μg/dl), докато при пациентите с псориазис варират от 122-160 μg/dl (средно 142,78 μg/dl). Разликата между двете групи е съществена, като пациентите с псориазис имат значително по-нисък цинк и по-високи нива на мед в сравнение със здравата контролна група. Съотношението Cu/Zn също е значително по-високо при пациентите с псориазис, като е 1,92 в сравнение с контролната група от само 1,08. Изследването заключава, че значително по-ниските нива на цинк и по-високите нива на мед могат да играят роля в прогресията на псориазиса и коригирането на този дисбаланс може да помогне при лечението на това заболяване. (31)
Заключение
Ролята на цинка и медта в организма е от изключителна важност. Цинкът е от съществено значение за здравата имунна функция, репродуктивната система, нормалния растеж и развитие и редица други функции в тялото. Освен това е основен минерал за производството на хормони и е антагонист на медта. Медта е необходима за здрава нервна система, кости, стави, кожа, кръвоносни съдове, регулиране на настроението и образуване на миелинова обвивка. Когато нивата станат твърде високи, особено когато цинкът е нисък, могат да се наблюдават токсични ефекти върху тялото.
Цинкът обикновено е нисък, когато медта е висока, тъй като медта има силен антагонистичен ефект върху цинка. Тъй като и медта, и цинкът се противопоставят взаимно, могат да възникнат здравословни проблеми, ако съотношенията не са балансирани и в двата случая. Ниското съдържание на мед и високото съдържание на цинк също могат да причинят широк спектър от неблагоприятни последици за здравето. Има редица изследвания, които показват как високото съотношение Cu/Zn има вредно въздействие върху психическото състояние на пациентите. Този дисбаланс изглежда допринася за много психични заболявания, включително шизофрения, тревожност, депресия и ADD.
Ефектите от излишната мед и ниския цинк също изглежда насърчават бързото окисление в тялото. Проучванията установяват, че пациентите в напреднала възраст с дегенеративно заболяване имат значително по-високи съотношения Cu/Zn, отколкото възрастните индивиди без хронично дегенеративно заболяване. Предразположеността към образуването на рак също е на лице при изследвани пациенти, които са имали високи съотношения Cu/Zn. Самият дисбаланс има окислително и биохимично разрушаващо действие върху тялото.
Джарод Купър – 2016 г