Zinco

Lo zinco, come gli altri sali minerali, appartiene alla categoria dei micronutrienti, si tratta di composti inorganici con funzioni regolatrici e plastiche. Nell’organismo sono reperibili nella forma solida o in soluzione (sottoforma di ioni o composti non dissociati) nei liquidi organici. Secondo la loro distribuzione percentuale in un individuo, sono divisi in: macrocostituenti, se rappresentano almeno lo 0,01% del peso corporeo totale; microcostituenti se rappresentano meno dello 0,01% del peso corporeo totale[1].

Appartengono ai macrocostituenti: calcio, fosforo, sodio, potassio, cloro, magnesio e zolfo. Rientrano nel gruppo dei microcostituenti: ferro, zinco, rame, selenio, cromo, iodio, fluoro, manganese, molibdeno e cobalto. Infine esiste una terza categoria di oligoelementi, definiti minerali traccia, per la loro scarsissima presenza nell’organismo e negli alimenti.

Lo zinco è un minerale essenziale presente naturalmente in alcuni alimenti, e disponibile come integratore alimentare. È coinvolto in molti aspetti del metabolismo cellulare, essenziale per l'attività catalitica di centinaia di enzimi e svolge un ruolo nell'ottimizzazione della funzione immunitaria, nella sintesi delle proteine e del DNA, nella guarigione delle ferite e nella segnalazione e divisione cellulare. Inoltre supporta la crescita e lo sviluppo durante la gravidanza, l'infanzia, l'adolescenza ed è coinvolto nel senso del gusto.

La quantità totale di zinco nel corpo è di circa 1,5 g nelle donne e 2,5 g negli uomini, principalmente immagazzinata nei muscoli scheletrici e nelle ossa. Il mantenimento dell'omeostasi dello zinco avviene attraverso l'assorbimento per mezzo della dieta, l'escrezione e il riassorbimento nel tratto gastrointestinale. I suoi livelli sierici sono comunemente utilizzati nella pratica clinica per valutarne il bilancio.

Le fonti alimentari più ricche includono carne, pesce, frutti di mare, uova e latticini. Anche fagioli, noci e cereali integrali lo contengono ma in una forma meno biodisponibile a causa della normale presenza di fitati. La sua assimilazione è ulteriormente contrastata se assunto assieme a grandi quantità di ferro e rame, che vengono assorbiti mediante il medesimo trasportatore (che risulterebbe potenzialmente saturo). Esistono naturalmente integratori specifici e alimenti arricchiti.

Poiché lo zinco ha molte funzioni, la sua carenza può avere effetti negativi sulla pelle, sulle ossa e sui sistemi digestivo, riproduttivo, nervoso e immunitario. Le manifestazioni da carenza possono variare a seconda dell'età, nei bambini può emergere perdita dei capelli, ritardo nella crescita e frequenti infezioni, in età adulta possono insorgere problemi riproduttivi. Nei paesi a basso reddito la carenza di zinco influisce sulla salute delle persone in gravidanza e nei bambini, aumentando il rischio di esiti avversi alla nascita.

Sono a rischio di carenza anche le persone con disturbi gastrointestinali, i vegetariani e i vegani a causa della minore biodisponibilità dello zinco nelle loro diete, le donne in gravidanza o in allattamento, e i soggetti con abuso di alcol. Nei pazienti con malattia infiammatoria intestinale o dopo interventi di chirurgia bariatrica la carenza di zinco è comune a causa della diminuzione dell'assorbimento o dell'aumento dell'escrezione.

Numerosi studi osservazionali hanno trovato un'associazione tra bassa assunzione di zinco e il rischio diabete di tipo 2, tuttavia le prove sull'efficacia degli integratori nella prevenzione o nel trattamento sono ancora controverse.

Oltre ai rischi determinati da una carenza, anche l’eccesso può portare a dei problemi, in particolare può manifestarsi nausea, capogiri, mal di testa, disturbi gastrici, vomito e perdita di appetito, possono verificarsi interferenze con l'assorbimento del rame, ridurre la funzione immunitaria e abbassare i livelli di colesterolo HDL. Le dosi molto elevate di zinco provenienti dagli integratori potrebbero anche interferire con l'assorbimento del magnesio e squilibrare il suo bilancio nel corpo. Inoltre lo zinco può interagire con alcuni farmaci e alcuni di questi possono a loro volta influenzare negativamente i livelli di zinco.

Lo zinco è dunque un micronutriente molto ben distribuito, essenziale per lo sviluppo prenatale e postnatale, presente in tutti i tessuti e i fluidi corporei come componente di oltre 2000 strutture proteiche, inclusi enzimi epigeneticamente attivi. Se lo zinco intracellulare è in un range di normalità, queste proteine operano in modo coordinato sull’epigenoma. Al contrario variazioni nei livelli o una carenza significativa possono portare a perturbazioni epigenetiche determinate dall’espressione proteica, aumentando il rischio di malattie croniche non trasmissibili come il cancro, il diabete e le malattie cardiovascolari con possibili conseguenze multigenerazionali o transgenerazionali[2]. L'omeostasi intracellulare dello zinco è sotto la stretta regolazione di due famiglie di trasportatori che sono pertanto importanti modulatori dell'epigenoma.

Effetti epigenetici e ricadute nell’ambito della PNEI: È stato osservato che pazienti depressi e anziani hanno livelli ridotti di zinco nel sangue, questo suggerisce un legame tra la carenza di zinco e alcune patologie neuropsichiatriche. Differenti studi hanno documentato l'efficacia della supplementazione di zinco in associazione con trattamenti standard o addirittura in monoterapia[3].

Il meccanismo d'azione dello zinco sembra essere quello di un antagonista del glutammato a livello dei recettori NMDA (N-Metil-D-Aspartato), aumentando così il BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), la plasticità neuronale e la neurogenesi.

Una analisi[4] delle revisioni scientifiche disponibili sullo zinco, fa emergere il suo ruolo eterogeneo in numerosi ambiti, tra questi si segnala che negli adulti un'assunzione elevata tramite la dieta è stata associata a una riduzione del rischio di tumori digestivi, tra cui tumori del colon e del pancreas. Tuttavia non c'è stata una riduzione del rischio di tumori alla prostata, allo stomaco e all'esofago; è stata associata anche a un minor rischio di diabete di tipo 2 (come precedentemente segnalato) e a miglioramenti nei livelli di colesterolo e capacità antiossidante. L'assunzione di zinco è stata associata a un ridotto rischio di depressione negli adulti e potrebbe avere effetti benefici sui sintomi depressivi.

Svolge un ruolo determinante anche per lo sviluppo dell’epitelio intestinale, con le sue numerose funzioni (in parte esaminate in relazione al sistema immunitario, alla permeabilità, al microbiota, ecc.) I processi di proliferazione cellulare, differenziamento e apoptosi sono cruciali per lo sviluppo intestinale e richiedono un'ampia varietà di enzimi dipendenti dallo zinco. È quindi evidente che la carenza, specialmente durante lo sviluppo embrionale dell'intestino, potrebbe portare ad alterazioni nella morfologia e nella composizione cellulare, con possibili ripercussioni funzionali.

Studi condotti su animali hanno evidenziato che l'integrazione di zinco durante gli ultimi mesi di gravidanza ha portato a un miglioramento dello sviluppo intestinale della prole, con un aumento dell'altezza delle villosità e del rapporto villosità/cripta nel digiuno (tratto dell’intestino), oltre a una maggiore conta di cellule caliciformi nell'ileo. Inoltre le difese intestinali sembravano essere migliorate. Il ruolo cruciale nella differenziazione delle cellule epiteliali intestinali avviene attraverso la regolazione di fattori di trascrizione zinco-dipendenti.

L’importanza delle strutture e delle funzioni intestinali è tale che, i dati della ricerca, evidenziano come almeno una parte delle disfunzioni associate al disturbo dello spettro autistico (ASD) sia correlata a problemi gastrointestinali, sebbene sia poco chiaro se i problemi gastrointestinali siano comorbilità o un meccanismo patogenetico causativo. È stato riportato più volte che i bambini con ASD soffrono frequentemente di problemi gastrointestinali come diarrea, stitichezza, gonfiore, dolore addominale e reflusso gastroesofageo[5]. Inoltre è stata riscontrata un'alterazione della funzione di barriera intestinale nei soggetti con ASD, insieme a un aumento della permeabilità intestinale. Un altro fattore contribuente ai problemi gastrointestinali nei soggetti con ASD potrebbe essere una composizione anormale del microbiota intestinale.

L’importanza sul fronte neurologico del tratto gastrointestinale è stata abbondantemente affrontata nei precedenti capitoli e si è visto che la modulazione del microbiota ivi presente può alterare la reattività cerebrale a un compito di riconoscimento emotivo in soggetti sani.

Anche nelle malattie infiammatorie intestinali vi è una maggiore propensione alla loro manifestazione clinica in soggetti più inclini a soffrire di disturbi psichiatrici come depressione e ansia rispetto alla popolazione generale. La carenza di zinco influisce gravemente su quasi tutti i componenti citati e sul sistema immunitario, anche quando la carenza è marginale.

In sintesi le anomalie gastrointestinali e la disfunzione del sistema immunitario associati a carenza di zinco sono processi strettamente correlati.

In risposta all'aumento della concentrazione di zinco si è osservata una variazione nei livelli di deacetilazione, metilazione e fosforilazione di H3 (una delle principali 5 proteine istoniche), inoltre lo zinco mostra la capacità di ridurre i livelli del marcatore anti-apoptotico Bcl-2 (Bcl-2 fa parte di una famiglia di geni coinvolti nei processi di morte cellulare programmata, e codificano proteine implicate nella regolazione della permeabilità della membrana mitocondriale) mentre aumenta i livelli del marcatore apoptotico caspasi-3[6].

Numerose evidenze hanno dimostrato che diversi enzimi chiave e proteine subiscono la compromissione delle loro funzioni portando a una disregolazione epigenetica in condizioni carenziali. Inoltre il deficit di zinco può aumentare la risposta infiammatoria e alterare lo stato di metilazione del DNA dei geni coinvolti nell'infiammazione. L'infiammazione a sua volta può influenzare l'attività di enzimi coinvolti nella metilazione del DNA e nella modifica degli istoni, portando a cambiamenti epigenetici che possono contribuire allo sviluppo di malattie croniche come il cancro e le malattie cardiovascolari[7].

Lo zinco svolge un ruolo essenziale nella regolazione dell'insulina e nella funzione delle cellule beta pancreatiche. Studi recenti hanno dimostrato che i polimorfismi a singolo nucleotide (si vedano i capitoli precedenti) comuni nel gene SLC30A8[8] conferiscono una suscettibilità al rischio di sviluppare il diabete di tipo 2. Evidenze sperimentali hanno indicato che l'espressione di questo gene, sia a livello di mRNA che di proteina, è ridotta nelle isole pancreatiche dei diabetici[9].