Cinkas (Zn)

 Cinkas yra esminė maistinė medžiaga, dalyvaujanti daugelyje biologinių procesų ir moduliuojanti daugiau nei 300 fermentų ir 2000 transkripcijos faktorių veiklą.[1] Pirmą kartą nustatytas dėl savo įtakos augimui ir vystymuisi, dabar suprantama, kad cinkas vaidina svarbų vaidmenį imuninėje veikloje, baltymų sintezėje, žaizdų gijimui, DNR sintezei ir ląstelių dalijimuisi.

 

Cinko svarba žmonių mityboje pirmą kartą išryškėjo septintojo dešimtmečio pradžioje, po to, kai retu sindromu sergantis pacientas buvo pristatytas daktarei Anandai Prasad, gydytojai, dirbančiai Širazo (Iranas) ligoninėje. Pacientas, 21 metų vyras ūkininkas, kuris buvo išbalęs, sustingęs, fiziškai ir lytiškai neišsivysčiusi, buvo panašus į 10 metų berniuką. Ūkininkas taip pat turėjo sunkios mažakraujystės požymių, jo nagai buvo šaukšto formos, o kepenys ir blužnis buvo labai padidėjusios. Per tris mėnesius į tą pačią ligoninę atvyko dar dešimt panašių simptomų turinčių pacientų.[2] Prasadas galiausiai nustatė, kad cinko trūkumas yra priežastinis veiksnys, o dabar, praėjus beveik 60 metų, Prasadas yra plačiai pripažintas kaip pirmaujantis cinko metabolizmo ekspertas pasaulyje.[3]

 

 Cinkas daugiausia randamas gyvūniniuose produktuose, tokiuose kaip jautiena, paukštiena ir vėžiagyviai. Austrėse yra didžiausias cinko kiekis maiste – 100 gramų porcijoje (maždaug šešiose austrėse) yra 39 miligramai. ).(Source: USDA) Dauguma amerikiečių cinko gauna valgydami jautieną ir paukštieną, kurių 100 gramų porcijoje yra maždaug 3–7 miligramai. Mažesniu mastu cinko taip pat yra riešutuose, pupelėse ir grūdų produktuose; tačiau šiuose maisto produktuose yra fitatų – natūralių augaluose esančių medžiagų, kurios slopina cinko ir kitų mineralų pasisavinimą ir taip sumažina mineralų biologinį prieinamumą. (Source: NIH) Apskaičiavimai rodo, kad Jungtinėse Valstijose gyvenantys suaugusieji per dieną gauna apie 12 miligramų cinko iš maisto, įskaitant natūralų cinko ir cinko pridėjimą [4].

 

 Rekomenduojamos cinko mitybos normos arba RDA skiriasi atsižvelgiant į sveikų žmonių amžių, lytį ir gyvenimo tarpsnį. Bendrieji poreikiai yra mažiausi kūdikystėje ir nuolat didėja suaugus. Nėštumas ir žindymas padidina moterų cinko poreikį dėl esminio cinko vaidmens augimo, vystymosi ir imuninio atsako procese.[5] Klinikiniai rodikliai, naudojami cinko poreikiui įvertinti, apima išskyrimo ir absorbcijos modelius. Fiziologiniai augimo trūkumo požymiai, tokie kaip augimo defektai, padidėjusi infekcijų rizika, viduriavimas, susilpnėjusi pažinimo funkcija, uždelstas žaizdų gijimas ir alopecija (plaukų nebuvimas kūno dalyse), paprastai nenaudojami poreikiams įvertinti, nes juos sunku kiekybiškai įvertinti.[6] Cinko RDA parodytos 1 lentelėje.

 1 lentelė. Rekomenduojamos cinko mitybos normos (Adaptuotas) Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academy Press, 2001.

 

 Siekiant sumažinti vario trūkumo riziką, nustatyta, kad 19 metų ir vyresniems suaugusiesiems didžiausias toleruojamas cinko kiekis yra 40 miligramų per dieną. Ūmus cinko suvartojimas, kai dozės viršija 50 miligramų per dieną, yra susijęs su virškinamojo trakto sutrikimais, pilvo skausmu, viduriavimu, pykinimu ir sumažėjusiu didelio tankio lipoproteinų, arba DTL, kiekiu.[7][8]

 

 Klasikinis sunkaus cinko trūkumo pasireiškimas stebimas žmonėms, turintiems genetinį sutrikimą acrodermatitis enteropathica, kuris sukelia sunkų cinko trūkumą dėl cinko pasisavinimo žarnyne sutrikimų. Žmonių, sergančių enteropatiniu akrodermatitu, cinko koncentracija serume yra maždaug 25 mikrogramai viename decilitre, o simptomai yra augimo ir pažinimo defektai, lėtinis viduriavimas, odos bėrimai, imunodeficitas, pablogėjęs žaizdų gijimas, skonio sutrikimai ir svorio netekimas ir kt. [9][10] Simptomų spektras, nustatytas žmonėms, turintiems sunkų cinko trūkumą, naudojamas apibūdinti lengvą ar vidutinio sunkumo cinko trūkumą pagal jų suvartojamą cinko kiekį.[11] Apytiksliai 4 procentai vaikų ir 8 procentai suaugusiųjų, gyvenančių Jungtinėse Valstijose, turi cinko trūkumo riziką. Išsivysčiusiose šalyse cinko trūkumas yra nedažnas, tačiau apytiksliai 2 milijardai žmonių visame pasaulyje jo suvartoja mažai.[12]

 

 Cinko koncentracijos serume populiacijos tyrimuose padėjo nustatyti ribas, skirtas nustatyti cinko trūkumą asmenims. Šios ribos pateiktos 2 lentelėje. Tačiau, nustatant cinko trūkumą ir jo paplitimą, kyla didelių iššūkių dėl įvairių klinikinių apraiškų, pasireiškiančių žmonėms, kuriems trūksta cinko.

2 lentelė. Cinko koncentracija serume, skirta cinko trūkumui nustatyti asmenims. Santrumpos: mcg, mikrogramai; dl, decilitras

 

 Paprastai manoma, kad Jungtinėse Valstijose gyvenančių žmonių suvartojamas cinko kiekis yra didesnis nei RDA visose amžiaus grupėse.[13] Žmonėms, kurie laikosi vegetariškos ar veganiškos dietos, vartoja alkoholį arba kuriems diagnozuotos tam tikros ligos, pvz., pjautuvinė anemija ar virškinimo trakto ligos, gali prireikti daugiau maisto nei sveikiems žmonėms arba tiems, kurie vartoja mėsą.[8]

 

Tyrimai rodo, kad vegetarai ir veganai gali turėti didesnę riziką susirgti cinko trūkumu, nes vengia mėsos produktų, kuriuose yra daug cinko. Be to, vegetarai paprastai valgo daugiau fitatų turinčio maisto, pavyzdžiui, grūdų ir ankštinių augalų, kurie suriša cinką ir mažina jo pasisavinimą. Vadinasi, vegetarams cinkui gali prireikti daugiau RDA nei žmonėms, kurie vartoja mėsą. Tačiau poreikiai gali labai skirtis priklausomai nuo bendros mitybos sudėties.

 

 Alkoholio vartojimas sumažina cinko absorbciją ir padidina jo išsiskyrimą su šlapimu.[14][15] Alkoholikai (kurie dažniausiai suvartoja daugiau nei trečdalį kalorijų alkoholio pavidalu) dažnai su maistu suvartoja nepakankamai cinko, palyginti su sveikaisiais, o kai kurie skaičiavimai rodo, kad nuo 30 iki 50 procentų alkoholikų turi cinko trūkumą.[16][14]Be to, žmonės, sergantys su alkoholiu susijusia kepenų liga dėl per didelio sveikų žmonių serumo, turi palyginti mažai cinko.

 

 Cinko trūkumas yra susijęs su lėtine kepenų liga, lėtine inkstų liga, pjautuvine ląstelių liga, diabetu, vėžiu ir virškinimo trakto ligomis.[1][18] Retrospektyviniai tyrimai rodo, kad 15–40 procentų žmonių, sergančių uždegimine žarnyno liga, turi cinko trūkumą, kuris yra susijęs su prastais klinikiniais rezultatais.[19][20] Beveik 1000 pacientų, sergančių uždegimine žarnyno liga (Krono arba opiniu kolitu), analizė parodė, kad cinko trūkumas buvo daugumoje pacientų ir padidino blogų klinikinių baigčių riziką. Pacientams, sergantiems Krono liga, kuriems trūko cinko, 44 ​​procentais dažniau prireikė hospitalizacijos, 103 procentais didesnė tikimybė, kad prireiks operacijos ir 50 procentų dažniau patirtų komplikacijų, susijusių su jų liga. Panašiai pacientams, sergantiems opiniu kolitu, kuriems trūko cinko, 114 proc. dažniau prireikdavo hospitalizuoti, 64 proc. dažniau prireiks operacijos ir 97 proc. dažniau patirtų komplikacijų.[21]

 

 Cinko kiekį sunku išmatuoti dėl kasdienių cinko koncentracijos serume svyravimų, nespecifinių biomarkerių, susijusių su cinko trūkumu, ir griežto homeostatinio cinko kiekio reguliavimo, kai cinko suvartojama nuo 5 iki 20 gramų per dieną.[22][23] Paprastai cinko būklė nustatoma išmatuojant cinko koncentraciją plazmoje arba serume iš kraujo mėginių naudojant paprastus ir lengvai prieinamus metodus. (Source: MayoClinic)  Normali cinko koncentracija serume svyruoja nuo 70 iki 100 mikrogramų decilitre.[24]

 

 48 tyrimų metaanalizė įvertino įvairių cinko būklės biomarkerių naudingumą, siekiant nustatyti, kaip geriausiai gauti cinko, kai jis yra papildytas arba išeikvotas. Analizės metu buvo nustatyti 32 galimi cinko biomarkeriai, įskaitant cinko koncentraciją serume, plaukuose, raudonuosiuose ir baltuosiuose kraujo kūneliuose; cinko išsiskyrimas su šlapimu ir išmatomis; ir fermentų veikla. Analizė parodė, kad cinko kiekis serume, cinko išsiskyrimas su šlapimu ir cinko kiekis plaukuose reikšmingai reagavo į cinko suvartojimo pokyčius, kurie ilgą laiką buvo už normos ribų, o kitų cinko biomarkerių išvados buvo neįtikinamos.[25]

 

 Nors cinko koncentracija serume yra standartinis cinko būklės matavimas, tiksliai įvertinti šį biologinį žymenį gali kilti problemų dėl koncentracijos serume svyravimų net 20 procentų per 24 valandas ir cinko persiskirstymo įvairiuose audiniuose patogeno poveikio metu.[26] [27] Kasdieninės cinko koncentracijos svyravimai gali būti dėl hormonų reguliatorių ir baltymų apykaitos. Be to, apžvalgos parodė, kad padvigubėjus cinko suvartojimui nuo 7 miligramų per dieną iki 14 miligramų per dieną, koncentracija serume pasikeitė tik 6 procentais, o tai būtų paklaida matuojant cinko kiekį serume.[28] Todėl cinko koncentracija serume gali skirtis priklausomai nuo paros laiko ir asmens sveikatos būklės. Plaukų kaita lėta; taigi cinko lygis plaukų mėginiuose gali būti naudingas nustatant ilgalaikį cinko būklę, tačiau neatspindi naujausių pokyčių, susijusių su cinko būkle su maistu. Be to, cinko suvartojimo su maistu būsena. Be to, cinko koncentracija plaukuose gali skirtis priklausomai nuo amžiaus, lyties ir plaukų augimo greičio. Reikia daugiau tyrimų, kad būtų galima nustatyti cinko trūkumo ribą naudojant plaukus.[29][30] Cinko išsiskyrimas su šlapimu yra glaudžiai susijęs su viso kūno cinko būkle, todėl tai yra vertingas cinko matas, tačiau išskyrimo lygiai nepateikia jautrios cinko būklės analizės.

 

 Norint patikimai ir efektyviai nustatyti asmenų cinko būklę, reikia identifikuoti naujus biomarkerius. Dabartiniai cinko transportavimo ir surišimo baltymų, tokių kaip metalotioneinas (aprašytas toliau) arba nuo cinko priklausomo fermentinio aktyvumo, tyrimai gali tapti geresniais metodais cinko būklei įvertinti.[31][32] Pavyzdžiui, fermentai, dalyvaujantys omega-6 riebalų rūgščių metabolizme, atrodo ypač jautrūs žmogaus cinko būklei.

 

 Cinkas pirmiausia absorbuojamas tuščiojoje žarnoje, antroje plonosios žarnos dalyje.[33] Jis patenka į enterocitus (žarnyno ląsteles) ir patenka į bendrą kraujotaką.

 

 Absorbuotas cinkas pirmiausia jungiasi su albuminu ir per portalo sistemą pernešamas iš žarnyno į kepenis. Tačiau cinkas egzistuoja kaip dvivalentis katijonas (teigiamai įkrautas jonas) ir negali patekti į ląsteles be transporterio. Cinko įsisavinimui reikalingas jonoforas, kuris yra molekulė, galinti pernešti jonus per lipidų membraną. Dvi pagrindinės baltymų šeimos palengvina cinko pasisavinimą ir išskyrimą: ZnT (SLC30) šeima ir ZIP (SLC39) šeima [34]. Apskritai, ZnT transporteriai išneša cinką iš ląstelių, o ZIP transporteriai importuoja cinką į ląsteles.[35] Metalo atsako elementą surišantis transkripcijos faktorius arba MTF-1 laikomas pagrindiniu korinio cinko jutikliu. MTF-1 reaguoja į viduląstelinį cinko lygį ir reguliuoja beveik 200 genų, įskaitant cinko pernešėjus ir surišančius baltymus, transkripciją.[36] Cinko pasiskirstymas ląstelėse yra toks: 50 procentų citoplazmoje, prijungtas prie baltymų arba atskirtas pūslelėse; 30–40 procentų branduolyje; ir 10 procentų ląstelės membranoje.[35] Metallotioneinai, metalus surišančių baltymų klasė, kontroliuoja cinko kaupimąsi ir išsiskyrimą ląstelėje.[37][36]

 

 Manoma, kad iš mišrios vaisių, daržovių ir mėsos dietos cinko pasisavinama apie 33 procentus; tačiau absorbcija gali būti net 20 procentų, priklausomai nuo konkretaus suvartojamo maisto.[6][38] Kūne yra maždaug 2–3 gramai cinko, didžiausias jo kiekis yra skeleto raumenyse (60 procentų) ir kauluose (30 procentų), o likusi dalis pasiskirsto įvairiuose kūno audiniuose. Manoma, kad cinko kiekis serume sudaro tik 0,1 procento – maždaug 2–3 miligramus – viso cinko telkinio.[36] Maždaug 75–85 procentai serumo cinko yra prijungti prie baltymo albumino, o likusi dalis – su alfa-2-makroglobulinu ir atskiromis aminorūgštimis.[39]

 

 Tyrimai rodo, kad yra atvirkštinis ryšys tarp cinko suvartojimo su maistu ir cinko absorbcijos žarnyne procento. Stabilių izotopų naudojimas parodė tiesioginį ryšį tarp didėjančio cinko suvartojimo su maistu ir išmatų išsiskyrimo. Panašiai, su maistu suvartojamo cinko sumažėjimas taip pat yra tiesiogiai susijęs su sumažėjusiu šlapimu ir išmatomis, organizmo atsaku palaikyti cinko homeostazę.[40][41][42] Šis reiškinys buvo įrodytas per 75 dienas trukusį medžiagų apykaitos tyrimą, kurio metu šeši jauni vyrai valgė dietą, kurioje buvo 16,5 arba 5,5 miligramų cinko per dieną. Suvartojus 16,5 miligramų cinko per dieną, cinko pasisavinimas buvo maždaug 25 proc. Tačiau, kai cinko suvartojama 5,5 miligramo per dieną, absorbcija padidėjo 53 procentais po 13 dienų, bet tik 49 procentais po 42 dienų.[43] Kitaip tariant, nepaisant to, ar suvartojamas nepakankamas ar per didelis cinko kiekis, organizmas pakoreguos cinko absorbcijos procentą, kad išlaikytų tikslius poreikius. 

 

 Cinko biologiniam prieinamumui įtakos gali turėti kartu vartojami kiti maisto komponentai. Fitatai ir geležis gali slopinti cinko absorbciją, o baltymai gali padidinti cinko absorbciją.[44]

 

Fitatas – natūrali medžiaga, daugiausia randama sėklose, riešutuose, ankštiniuose augaluose ir grūduose – yra pagrindinis cinko biologinio prieinamumo su maistu inhibitorius.[38] Paprastai grūdų gemalų ir sėlenų komponentai turi didžiausią fitato kiekį – iki 9 gramų fitato 100 gramų grūdų.[45] Didesnis fitato ir cinko santykis, pvz., 50 miligramų fitato ir 3 miligramai cinko, daugiausia randamo augalinės kilmės dietoje, gali sumažinti cinko pasisavinimą maždaug per pusę. (Source: WHO)(Source: ILSI) [46][47] 1 paveiksle parodyta, kaip didelis fitato suvartojimas sumažina cinko absorbciją.

1 pav. Fitatai trukdo cinko absorbcijai.

Nors fitatas slopina bendrą cinko pasisavinimą, gyvūninių baltymų papildymas augalinių baltymų pagrindu padidina cinko biologinį prieinamumą.[48][49]Be to, įrodymai rodo, kad cinko pasisavinimas iš gyvūninių baltymų yra net 46 procentais didesnis nei iš augalinių baltymų šaltinio, pavyzdžiui, sojos pupelių, greičiausiai dėl didesnio augalinių produktų kiekio. veganai, vartojantys daugiau grūdų ir ankštinių augalų, gali pasisavinti mažiau cinko, palyginti su tais, kurie valgo mišrią mitybą.

Maisto perdirbimo metodai, tokie kaip fermentacija, daiginimas ir mirkymas, gali suaktyvinti endogenines fitazes – fermentus, kurie skaido fitatą – ir padidinti cinko iš augalinių produktų biologinį prieinamumą.[51][52][53] Be to, in vitro tyrimai rodo, kad kvercetinas, augalinės kilmės dietinis junginys, palengvina cinko transportavimą į ląsteles.[54] Maisto produktai, kuriuose natūraliai yra kvercetino, yra svogūnai, žalioji arbata, obuoliai, uogos, ginkmedis, jonažolė, amerikietiškos šeivamedžio uogos ir grikių arbata.

Įrodymai rodo, kad papildomas geležies kiekis slopina cinko absorbciją.[55] Tyrimai su jaunomis sveikomis moterimis ir nėščiomis moterimis, kurios vartojo papildomas geležies dozes, didesnes nei 35 miligramus per dieną, parodė, kad moterų serume sumažėjo cinko koncentracija.[56][57][58][59] Vieno valgio tyrimas parodė, kad iki 5,585 miligramų viename decilitre vartojama geležies vandeninis tirpalas sumažino cinko absorbciją priklausomai nuo dozės. Kai geležis buvo papildyta aminorūgštimi histidinu arba pridedama prie kieto maisto, cinko pasisavinimas buvo paveiktas minimaliai.[60]Nors papildomas geležies kiekis gali padidinti cinko trūkumo riziką, geležies suvartojimas valgio metu arba su cinko ligandu, pvz., histidinu, gali panaikinti geležies slopinamąjį poveikį cinko absorbcijai.

Cinkas yra daugelio baltymų, dalyvaujančių genų reguliavime, DNR atstatyme, signalų perdavimu ir antioksidacine apsauga, kofaktorius ir struktūrinis komponentas.[61] Tai yra esminis antioksidanto fermento vario-cinko superoksido dismutazės komponentas ir gali sukelti kitų antioksidantų fermentų, tokių kaip metalotioneinai, ekspresiją.[62][63] DNR surišantis baltymas p53, kuris vadovauja įvairiems DNR pažeidimo atsako mechanizmams, reikalauja cinko, kad tinkamai funkcionuotų.[64][65] Taigi manoma, kad cinko trūkumas skatina oksidacinį stresą ir DNR pažeidimus. Klinikiniais tyrimais nustatyta, kad nepakankamas cinko suvartojimas padidina DNR pažeidimą, tačiau žalą galima panaikinti prisipildžius cinko.

Tyrimas, kuriame dalyvavo devyni sveiki vyrai nuo 19 iki 50 metų, parodė, kad dėl cinko trūkumo dietos padaugėjo DNR grandinės pertrūkių, tačiau DNR pažeidimas buvo sumažintas laikantis tinkamo cinko dietos. Tyrime dalyvavę vyrai dvi savaites valgė pakankamai cinko, suteikdami 11 miligramų cinko per dieną. Tada jie valgė skystą cinko išeikvojimą mažinančią dietą, kurioje buvo 0,6 miligramo cinko per dieną septynias dienas, ir mažai cinko turinčią dietą, kurioje yra 4 miligramai cinko per dieną, dar keturias savaites. Cinko išeikvojimas buvo reikšmingai susijęs su padidėjusiais DNR grandinės pertrūkiais vyrų kraujo ląstelėse, palyginti su tinkama cinko dieta. Kai vyrai atnaujino cinko turinčią dietą kartu su 20 miligramų papildomo cinko, DNR pažeidimo padidėjimas, pastebėtas dėl cinko išeikvojimo, sumažėjo.[66]

Atskiras atsitiktinių imčių kontroliuojamas tyrimas, kuriame dalyvavo 40 moterų nuo 18 iki 50 metų amžiaus, analizavo cinko papildų poveikį tarpląsteliniam DNR pažeidimui. Moterų vidutinė cinko koncentracija serume buvo 73,2 mikrogramai viename decilitre ir 17 dienų vartojo placebą arba 20 miligramų cinko per dieną. Tyrėjai nustatė, kad cinko papildytų moterų kraujo ląstelėse žymiai sumažėjo DNR grandinės pertraukos.[67]

Kitas tyrimas parodė, kad nedidelis 4 miligramų cinko padidėjimas gali sušvelninti DNR vienos grandinės pertraukas leukocituose, baltųjų kraujo kūnelių rūšyje. Tyrime dalyvavo 18 sveikų vyrų nuo 19 iki 45 metų, kurių cinko kiekis serume buvo normalus ir kurie šešias savaites vartojo saikingą cinko dietą, kurioje yra 6 miligramai cinko per dieną. DNR vienos grandinės pertraukos leukocituose per šį laikotarpį padidėjo, bet sumažėjo po to, kai vyrai keturias savaites atnaujino saikingą dietą, kurioje buvo 10 miligramų cinko per dieną. Šis nedidelis 4 miligramų cinko padidėjimas per dieną taip pat paskatino visuotinį baltymų, dalyvaujančių DNR atstatyme, antioksidacinėje gynyboje ir priešuždegiminėje veikloje, padidėjimą. Šie poveikiai pasireiškė nepasikeitus cinko koncentracijai serume, eritrocituose ar leukocituose, o tai rodo, kad nedideli cinko suvartojimo pokyčiai gali turėti įtakos DNR vientisumui.[68]

Cinkas moduliuoja daugelį imuninės sistemos aspektų ir yra būtinas tinkamai imuninei funkcijai. Tyrimai rodo, kad nedidelis cinko trūkumas maiste (paprastai kai cinko kiekis serume mažesnis nei 70 mikrogramų decilitre) pablogina imuninę funkciją dėl sumažėjusio imuninės sistemos aktyvumo ir reguliavimo.[69]

Klinikiniai ir mechaniniai tyrimai parodė, kad cinko trūkumas gali sukelti T ląstelių reguliavimo sutrikimą ir sumažinti bendrą T ląstelių skaičių.[70][71][72] T ląstelės yra imuninės ląstelės, kurios atlieka svarbų vaidmenį sunaikinant patogenus ir reguliuojant imuninį atsaką. T ląstelių funkcijas iš dalies reguliuoja nuo cinko priklausomas hormonas timulinas.[73] Timulinas skatina T ląstelių diferenciaciją ir mažina priešuždegiminių signalų reguliavimą, kartu padidindamas priešuždegiminių signalų išsiskyrimą.[74] Pelių lėtinio uždegimo modeliuose gydymas timulinu sumažino priešuždegiminį atsaką.[75][76] Klinikinio tyrimo metu cinko trūkumas dėl cinko apribojimo iki 3 miligramų per dieną atitiko mažesnį timulino kiekį ir sumažėjusį aktyvumą. Timulino aktyvumas buvo pakoreguotas papildant 50 miligramų cinko per dieną.[70]

Cinkas veiksmingai kovoja su tam tikromis bakterijomis, tokiomis kaip streptococcus pneumoniae, kurios gali sukelti pneumoniją, meningitą ir kitas sunkias infekcines ligas. Šioms bakterijoms reikia mangano, kad tinkamai veiktų, o in vitro tyrimas parodė, kad cinkas blokavo baltymų pernešėją bakterijose, atsakingose ​​už mangano importą.[77] Kita vertus, buvo nustatyta, kad makrofagai – imuninės ląstelės, kurios sugeria svetimas medžiagas, kad galėtų suskaidyti, sugautas bakterijas, tokias kaip streptococcus pneumoniae, veikia toksiška cinko koncentracija.[78]

Keli tyrimai in vitro nustatė, kad cinkas ir kiti junginiai, skatinantys cinko importą į ląsteles, yra RNR virusų inhibitoriai.[79][80][81][82] Viename tyrime cinkas buvo nustatytas kaip nuo RNR priklausomos RNR polimerazės – fermento, skatinančio RNR replikaciją iš RNR šablono – inhibitorius SARS-CoV-1 viruse. Cinkas yra teigiamai įkrautas jonas ir negali patekti į ląsteles be transporterio. Kaip aprašyta aukščiau, cinkui reikalingas jonoforas – molekulė, galinti pernešti jonus per lipidų membraną. Cinko jonoforas (piritionas) kartu su papildomu cinku slopino RNR polimerazės aktyvumą ir blokavo SARS-CoV-1 viruso replikaciją.[83] Be to, in vitro tyrimais nustatyta, kad kvercetinas turi antivirusinių savybių prieš SARS-CoV-1, taip pat kitus kvėpavimo takų virusus, tokius kaip rinovirusas, adenovirusas ir kiti koronavirusai.[84][85] Neseniai atliktoje bioinformatikos analizėje buvo patikrinta, ar nėra vaistų, kuriuos būtų galima pakartotinai panaudoti SARS-CoV-2 (COVID-19 sukeliančio viruso) gydymui, ir nustatyta, kad kvercetinas yra vienas iš trisdešimties galimų vaistų kandidatų.[86]

Cinkas padeda kontroliuoti infekcijas, užkertant kelią pertekliniams uždegiminiams signalams, kuriuos perduoda įgimta imuninė sistema. Uždegimas yra natūralus imuninės sistemos atsakas. Tačiau per didelis uždegimas gali sukelti nepageidaujamą žalą ląstelėms. Tyrėjai išsiaiškino, kad žmogaus monocitai – imuninės ląstelės rūšis – padidino cinko importą po to, kai atpažino patogeną. Nustatyta, kad cinko kiekio padidėjimas ląstelėse reguliuoja imuninį atsaką slopindamas priešuždegiminius signalus, tokius kaip lambda interferonai.[87] Tyrimas su pelėmis parodė, kad dėl endotoksinų sukeltos uždegiminės reakcijos pelėms, kurioms trūksta cinko, padaugėjo priešuždegiminių citokinų, palyginti su kontrolinėmis grupėmis.[88] Šis tyrimas parodė, kad cinkas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant imuninę sistemą, užkertant kelią pertekliniam uždegimui.

Cinko trūkumas gali sukelti imuninės sistemos reguliavimo sutrikimą, kuris yra dažnas vyresnio amžiaus žmonių bruožas.[89] Kai kurie mokslininkai apskaičiavo, kad vyresni nei 65 metų žmonės cinko suvartoja mažiau nei pusę rekomenduojamo kiekio.[90] Todėl cinko papildai gali sumažinti su amžiumi susijusį uždegimą ir imuninės sistemos sutrikimus.

Tyrime, kuriame dalyvavo 50 sveikų vyresnio amžiaus žmonių nuo 55 iki 87 metų amžiaus, dalyviams buvo suteiktas placebas arba 15 miligramų elementinio cinko kiekvieną dieną 12 mėnesių. Papildymo laikotarpiu vidutinis infekcijų dažnis tarp tų, kurie vartojo cinką, buvo 0,29 infekcijos vienam asmeniui, palyginti su placebo grupe, kuriai vidutiniškai buvo 1,4 infekcijos vienam asmeniui. Be to, dalyviams, kurie vartojo papildomą cinką, buvo mažesnis oksidacinio streso žymenų (malondialdehido, 4-hidroksialkenalių ir 8-hidroksideoksiguanino) kiekis serume po šešių mėnesių papildomo cinko vartojimo.[91]

"Tyrimas, kuriame dalyvavo 50 sveikų vyresnio amžiaus žmonių, parodė, kad 15 miligramų elementinio cinko kasdien sukelia 0,29 infekcijų per metus. Tie, kurie vartojo placebą, turėjo vidutiniškai 1,4 infekcijos per metus."

Atskiras atsitiktinių imčių kontroliuojamas tyrimas, kuriame dalyvavo 118 vyresnių nei 65 metų žmonių, įvertino cinko ir vitamino A papildų poveikį imuniniam atsakui. Dalyviai tris mėnesius kasdien gavo 800 mikrogramų vitamino A, 25 miligramus cinko sulfato (vien arba kartu su vitaminu A) arba placebą. Tie, kurie vartojo tik cinką, žymiai padidino T ląstelių populiacijų pogrupį (CD4+ T ląstelės ir citotoksinės T ląstelės). Tiems, kurie vartojo vitamino A, sumažėjo kai kurių išmatuotų imuninių ląstelių (CD3+ ir CD4+ T-ląstelių) skaičius[92] Reikia atlikti daugiau tyrimų, siekiant nustatyti, kokius imuninės sistemos aspektus galima pagerinti vartojant cinko papildų.

Pneumonija yra uždegiminė plaučių infekcija, pažeidžianti kvėpavimo funkciją. Pneumonija dažniausiai būna sunkesnė vaikams iki 5 metų ir vyresniems nei 65 metų suaugusiems (Šlatinis: NIH). Papildomas cinkas gali būti veiksmingas mažinant vaikų ir vyresnio amžiaus žmonių pneumonijos trukmę ir sunkumą.

„Daugiau nei 5000 vaikų metaanalizė parodė, kad vaikai, kurie papildomai vartojo cinką, turėjo 13 procentų mažesnę tikimybę susirgti plaučių uždegimu.

Tyrėjai iškėlė hipotezę, kad vyresnio amžiaus žmonių cinko trūkumas yra susijęs su susilpnėjusia imunine funkcija ir padidėjusiu jautrumu susirgti tokiomis ligomis kaip pneumonija.[93][94] Atsitiktinių imčių placebu kontroliuojamame tyrime dalyvavo daugiau nei 600 vyresnių nei 65 metų amžiaus dalyvių, kurie vienerius metus vartojo 200 IU vitamino E arba be jo per dieną kartu su kasdienine kapsule, kurioje yra 50 procentų RDA būtiniesiems mikroelementams, įskaitant cinką. Bandymo pabaigoje dalyviai buvo suskirstyti į dvi grupes: mažas cinko kiekis serume (mažiau nei 70 mikrogramų viename decilitre) arba normalus cinko kiekis serume (didesnis arba lygus 70 mikrogramų viename decilitre). Dalyviai, kurių cinko kiekis serume buvo normalus, plaučių uždegimo dažnis buvo 48 procentais mažesnis, palyginti su tais, kurių cinko kiekis serume buvo mažas. Be to, plaučių uždegimo trukmė tarp dalyvių sumažėjo beveik keturiomis dienomis, o antibiotikų vartojimas sumažėjo beveik trimis tiems, kurių cinko koncentracija serume yra normali, palyginti su tais, kurių koncentracija buvo maža.[95]

Atskiras atsitiktinių imčių, placebu kontroliuojamas tyrimas, kuriame dalyvavo 270 jaunesnių nei 2 metų vaikų, nustatė, kad kartu su standartiniu gydymu antibiotikais cinkas sumažino sunkia pneumonija sergančių vaikų atsigavimo laiką ir bendrą buvimą ligoninėje. Vaikai, kurie vartojo 20 miligramų cinko per dieną, patyrė 30 procentų trumpesnę sunkių simptomų trukmę, palyginti su placebu.[96] Šešių atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 5000 vaikų, metaanalizės metu buvo analizuojamas cinko papildų veiksmingumas 2–59 mėnesių vaikų pneumonijos profilaktikai. Analizė parodė, kad vaikai, kurie papildomai vartojo cinko, turėjo 13 procentų mažesnę tikimybę susirgti plaučių uždegimu.[97]

Vidutinis amerikietis kasmet patiria nuo dviejų iki trijų peršalimo epizodų.[98] Ekonominė peršalimo našta yra maždaug 25 mlrd. USD dėl produktyvumo praradimo ir medicininių išlaidų.[99] Įrodymai rodo, kad cinkas cinko pastilių pavidalu gali būti naudingas mažinant peršalimo trukmę.

Cinko pastilės paprastai parduodamos kaip nereceptinės priemonės nuo peršalimo. Tiek acetatas, tiek gliukonatas yra vandenyje tirpių druskų rūšys, paprastai naudojamos cinko pastilėse.[100] Trijų tyrimų, kuriuose dalyvavo beveik 200 pacientų nuo 20 iki 50 metų, kuriems buvo diagnozuotas peršalimas, metaanalizė įvertino cinko acetato pastilių veiksmingumą mažinant peršalimo trukmę. Analizė parodė, kad pacientai, kurie papildomai vartojo cinko 80–92 miligramų per dieną, pasveiko maždaug tris kartus greičiau, palyginti su tais, kurie cinko nevartojo, remiantis tipiniais peršalimo simptomais. Penktą papildymo dieną 70 procentų pacientų, vartojusių cinko acetato pastilių, pasveiko, remiantis tipiniais peršalimo simptomais, palyginti su 27 procentais placebą vartojusių pacientų.[101]

Atskira septynių atsitiktinių imčių tyrimų, kuriuose dalyvavo 575 dalyviai, metaanalizės metu buvo įvertintas cinko acetato pastilių ir cinko gliukonato pastilių veiksmingumas gydant peršalimą. Analizei atrinktuose tyrimuose cinko dozė svyravo nuo 80 iki 207 miligramų per dieną, trys bandymai buvo atlikti su cinko acetatu ir keturiais su cinko gliukonatu. Bendra septynių tyrimų analizė parodė, kad cinko papildai žymiai sumažino peršalimo trukmę 33 procentais. Trys tyrimai, kuriuose buvo naudojamas cinko acetatas, sumažino peršalimo trukmę vidutiniškai 40 procentų, tačiau keturi tyrimai, kuriuose buvo naudojamas cinko gliukonatas, sumažino peršalimo trukmę vidutiniškai 28 procentais. Skirtumas tarp dviejų rūšių pastilių buvo 12 procentinių punktų, tačiau šis skirtumas nebuvo statistiškai reikšmingas. Analizė taip pat nustatė, ar yra priklausomybė nuo dozės tarp papildų ir cinko pastilių poveikio. Penkiuose tyrimuose buvo naudojamos cinko dozės nuo 80 iki 92 miligramų per dieną, o dviejuose – nuo ​​192 iki 207 miligramų per dieną. Vidutinė peršalimo trukmė sutrumpėjo 33 procentais, kai dozės diapazonas buvo mažesnis, ir 35 procentais, kai dozės diapazonas buvo didesnis.[102]

Tyrimai, kurių metu buvo vartojamos mažesnės nei 75 miligramų dozės, buvo nesėkmingi siekiant sumažinti peršalimo trukmę. 13 placebu kontroliuojamų tyrimų metaanalizė skyrė tyrimus pagal dozę. Penkiuose tyrimuose bendra cinko paros dozė buvo mažesnė nei 75 miligramai, o 10 tyrimų naudojo cinko paros dozes, viršijančias 75 miligramus. Penkiuose tyrimuose, kurių metu buvo sunaudota mažiau nei 75 miligramai cinko, poveikio nenustatyta, o 10 tyrimų, kurių metu buvo panaudota daugiau nei 75 miligramai cinko, peršalimo ligos trukmė sumažėjo vidutiniškai 20 procentų. Trijuose iš 10 tyrimų, kurie buvo papildyti didesne nei 75 miligramų doze, buvo naudojamas konkrečiai cinko acetatas, o bendras rezultatas parodė, kad peršalimo ligos trukmė sumažėjo 42 procentais.[103]

Apibendrinant šias analizes daroma išvada, kad tiek cinko acetatas, tiek cinko gliukonatas veiksmingai sumažina peršalimo trukmę, o cinko acetatas gali būti veiksmingesnis. Be to, norint sutrumpinti peršalimo trukmę, reikia papildomai gauti bent 75 miligramus cinko per dieną.

Sepsis, gyvybei pavojinga uždegiminė būklė, kuri gali atsirasti dėl organizmo reakcijos į bakterinę ar virusinę infekciją, gali smarkiai sužaloti kelis audinius ar organus.  (Šaltinis: CDC)  Daugelyje tyrimų buvo pastebėta, kad pacientų, kuriems diagnozuotas sepsis, cinko koncentracija serume yra žymiai mažesnė nei sveikų žmonių. Šie stebėjimai paskatino mokslininkus ištirti cinko homeostazę ir cinko papildų poveikį sepsiui.

Pacientų, kuriems diagnozuotas sepsis, serume dažniausiai būna mažas cinko kiekis, kuris rodo pasekmių sunkumą.[104][105]Tyrimo metu buvo įvertinti 44 pacientai, iš kurių 22 buvo paguldyti į intensyviosios terapijos skyrių su sepsiu ir 22 sunkiai sergantys pacientai be sepsio, taip pat 12 sveikų donorų, siekiant nustatyti cinko koncentraciją serume, atsižvelgiant į ligos sunkumą. Sveikų žmonių cinko koncentracija buvo vidutiniškai 89,6 mikrogramai viename decilitre kraujo, kuri buvo normali (70–100 µg/dl)[24]. Patekus į intensyviosios terapijos skyrių, cinko koncentracija serume tarp sepsio nesergančių pacientų sumažėjo maždaug 36 proc., o tarp sepsiu sergančių pacientų – apie 44 proc.[106]

Atskirame tyrime, kuriame dalyvavo 44 pacientai, kuriems diagnozuotas chirurginiu būdu sukeltas sepsis, nustatyta, kad nuolat maža cinko koncentracija serume buvo susijusi su papildomu septiniu epizodu ir didesne mirtimi ligoninėje, palyginti su 18 chirurginių pacientų be sepsio ir 20 sveikų žmonių. Sveikų žmonių serume cinko koncentracija buvo maždaug 72,5 mikrogramai viename decilitre kraujo. Cinko koncentracija serume sumažėjo 36 procentais tarp chirurginių pacientų be sepsio ir sumažėjo 64 procentais tarp pacientų, kuriems diagnozuotas sepsis. Pastebėtina, kad aštuoni iš 44 pacientų, kuriems buvo diagnozuotas sepsis, mirė, o iš jų cinko koncentracija serume sumažėjo beveik 60 procentų praėjus 28 dienoms po priėmimo.[107]

Sepsiu sergančių žmonių serumo cinko koncentracijos sumažėjimas gali būti dėl mitybos imuniteto – biologinio reiškinio, kai šeimininkas išskiria mineralus, tokius kaip cinkas ar geležis, siekdamas sumažinti patogeno virulentiškumą. Infekcijos metu šių mineralų kiekis kraujyje greitai ir dramatiškai mažėja, todėl išbadinami pagrindinių maistinių medžiagų patogenai ir ribojamas ligos progresavimas bei sunkumas.[108]

Norėdami ištirti cinko persiskirstymą, mokslininkai du kartus per dieną davė endotoksino 12 sveikų dalyvių, kad sukeltų uždegiminį atsaką. Praėjus šešioms valandoms po endotoksino vartojimo, cinko koncentracija serume sumažėjo maždaug 46 proc., palyginti su pradine koncentracija. Tyrėjai padarė išvadą, kad cinkas buvo perskirstytas visame kūne, remdamiesi jų pastebėjimais, kad cinką surišančių baltymų kiekis serume ir išsiskyrimo su šlapimu lygis nepakito.[109]1

Tyrimai su pelėmis rodo, kad infekcijos metu cinkas pirmiausia persiskirsto kepenyse. Sukelto uždegimo pelių modeliai parodė padidėjusią cinko koncentraciją ir padidintą cinko transporterio ZIP14 bei cinką ląstelėje surišančio baltymo metalotioneino kiekį kepenyse.[110][111] Padidėjęs cinko kiekis kepenyse gali apsaugoti nuo infekcijų, kaip rodo tyrimai su pelėmis, rodantys, kad cinkas atliko apsauginį vaidmenį nuo infekcijos sukeltos lipidų peroksidacijos (lipidų skilimo, dėl kurio pažeidžiamos ląstelės) kepenyse.[112] Be to, kai kurie mokslininkai pasiūlė, kad cinko persiskirstymas sepsio metu perprogramuoja imuninę sistemą į greitą įgimtą imuninę reakciją, kad būtų sustiprinta tiesioginė šeimininko apsauga nuo patogeno.[113]

Kiti mokslininkai teigė, kad cinko papildymas sepsio metu gali paversti potencialiai nekenksmingą cinko dozę toksiška dėl albumino (cinką rišančio baltymo) sumažėjimo septinių epizodų metu. Pavyzdžiui, albumino koncentracija sumažėja sepsio metu ir, savo ruožtu, sumažina cinko surišimo gebėjimą kraujyje.[39] Tyrimas su kiaulėmis, sergančiomis endotoksinų sukeltu sepsiu, parodė, kad kiaulių cinko kiekis serume sumažėjo tiesiškai per keturias valandas po indukcijos. Po keturių valandų albumino kiekis žymiai sumažėjo, todėl sumažėjo cinko surišimo pajėgumas. Kai kiaulėms buvo pridėta 16,5 mikrogramų viename decilitre cinko, jų cinko koncentracija serume padidėjo.[114] Todėl cinko papildymas sepsio metu gali neutralizuoti maistinį imunitetą ir suteikti patogenams prieigą prie cinko.

Sepsio metu pastebėti drastiški cinko kiekio serume pokyčiai paskatino tyrėjus ištirti cinko papildų poveikį sepsio sunkumui ir rezultatams. Iki šiol cinko papildai buvo veiksmingi tik gydant naujagimių sepsį.

Keli tyrimai parodė, kad cinko papildymas sergant naujagimių sepsiu gali sumažinti ligos sunkumą ir sumažinti mirtį.[115][116][117] Keturių atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų, kuriuose dalyvavo 986 naujagimiai, kuriems diagnozuotas sepsis, metaanalizė padarė išvadą, kad cinko papildų vartojimas sumažino mirtingumą 52 procentais, palyginti su naujagimiais, kurie nebuvo gydomi cinku.[118] Viename iš tyrimų, kuriuose dalyvavo 614 naujagimių, kuriems diagnozuotas sepsis, buvo padaryta išvada, kad cinko papildai neturi jokios įtakos mirčių skaičiui.[119] Tačiau naujagimiams skiriama cinko dozė buvo 1 miligramas kilogramui kūno svorio per dieną, o teigiamų tyrimų metu buvo naudojami maždaug 3 miligramai kilogramui kūno svorio, duodama vieną ar du kartus per dieną. Todėl skirtinga dozė galėjo prisidėti prie prieštaringų rezultatų.

„Keturių atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų, kuriuose dalyvavo 986 naujagimiai, kuriems diagnozuotas sepsis, metaanalizė padarė išvadą, kad cinko papildai sumažino mirtingumą 52 procentais, palyginti su naujagimiais, kurie nebuvo gydomi cinku.

Cinko papildai taip pat buvo tiriami suaugusiems, kuriems diagnozuotas kateterinis sepsis arba pankreatitas, kurie buvo visiškai maitinami parenteraliniu būdu – skysčių šėrimo per veną būdas, siekiant užtikrinti tinkamą mitybą. Pacientai, kuriems buvo 40 metų, buvo atsitiktinai suskirstyti į tris dienas kasdien gauti 30 miligramų cinko arba placebo. Pacientų, vartojusių cinką, kūno temperatūra buvo 37,8 ℃, o pacientų be cinko – 37,4 ℃. Tyrėjai padarė išvadą, kad cinko papildai žymiai padidino kūno temperatūrą – tai rodo perdėtą uždegiminį atsaką.[120] Atsižvelgiant į tai, kad kūno temperatūra per dieną gali svyruoti iki 0,6 ℃, geriausiu atveju cinko papildai neturėjo įtakos rezultatams. (Šaltinis: University of Michigan)

Žmogaus imunodeficito virusas arba ŽIV skatina sisteminį uždegimą ir imuninės sistemos disfunkciją.[125] Ataskaitos rodo, kad nuo 30 iki 51 procento ŽIV užsikrėtusių žmonių, palyginti su sveikais žmonėmis, trūksta cinko.[126][127][128][129]

Cinko trūkumas yra susijęs su imuninės sistemos reguliavimo sutrikimu, kartu su C reaktyvaus baltymo, priešuždegiminio žymens, kiekio padidėjimu.[130] ŽIV užsikrėtusių žmonių C reaktyvusis baltymas yra nepriklausomas išgyvenamumo rodiklis ir yra susijęs su ligos progresavimu.[131][132] Tyrimas, kuriame dalyvavo 311 ŽIV užsikrėtusių žmonių nuo 18 iki 60 metų, parodė, kad C reaktyvaus baltymo koncentracijos padidėjimas buvo reikšmingai susijęs su sumažėjusia cinko koncentracija serume. Tų, kurių cinko koncentracija serume didžiausia (daugiau nei 80 mikrogramų decilitre), C reaktyviojo baltymo koncentracija buvo 44,2 proc. mažesnė, palyginti su tais, kurių cinko koncentracija buvo mažesnė nei 69 mikrogramai decilitre.[133]

Cinko papildai taip pat gali būti naudingi didinant CD4+ ląstelių kiekį ŽIV užsikrėtusiems žmonėms. CD4+ ląstelės yra baltieji kraujo kūneliai, kovojantys su infekcija ir naudojami kaip ŽIV ligos progresavimo biologinis žymeklis.  (Šaltinis: NCBI)  Tyrimo metu 231 ŽIV užsikrėtęs suaugusysis, turintis mažiau nei 75 mikrogramus cinko serumo decilitre, gavo arba cinko papildų (12 miligramų elementinio cinko moterims ir 15 miligramų vyrams), arba 15 miligramų vyrams. Tyrimo metu buvo išmatuotas imunologinis nepakankamumas, matuojamas CD4+ lygiu, nukritusiu žemiau 200 ląstelių viename kubiniame milimetre kraujo. Tyrimo dalyviai, kurie vartojo cinko papildus, keturis kartus rečiau patyrė imunologinį nepakankamumą, palyginti su tais, kurie vartojo placebą. Po 12 mėnesių viduriavimo dažnis tarp cinko papildą vartojusių dalyvių sumažėjo daugiau nei perpus, palyginti su vartojusiais placebą, ir poveikis išliko visą tyrimo laikotarpį.[134]

Šešių atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų, kuriuose dalyvavo ŽIV užsikrėtę vaikai, suaugusieji ar nėščios moterys, metaanalizės metu buvo analizuojamas cinko papildų veiksmingumas ir saugumas. Cinko papildų dozė tyrimų metu svyravo nuo 10 iki 100 miligramų per dieną nuo dviejų savaičių iki 18 mėnesių. Analizės autoriai nustatė, kad CD4+ ląstelių skaičius suaugusiems ir vaikams padidėjo vartojant cinko papildų, bet sumažėjo vartojant placebą arba be gydymo, nepaisant dozės ir trukmės, o tai rodo, kad cinkas gali užkirsti kelią imunologiniam nepakankamumui. Cinko papildai nesukėlė jokios naudos, palyginti su placebu, dėl kitų pasekmių, pvz., virusų kiekio, mirtingumo, ŽIV perdavimo iš motinos vaikui ir vaisiaus pasekmių, tokių kaip persileidimas, negyvas gimimas, vaisiaus mirtis ir naujagimių mirtis.[135]

Cinkas stabilizavo kūno svorį pacientams, kuriems diagnozuota 3 ir 4 stadijų AIDS, ir sumažino oportunistinių infekcijų, kurios dažniausiai atsiranda dėl susilpnėjusios imuninės sistemos, skaičių. Tyrimas, kuriame dalyvavo 35 3 stadijos pacientai ir 22 4 stadijos pacientai, kuriems 30 dienų buvo skiriama 200 miligramų cinko sulfato (46 miligramai elementinio cinko) arba placebo kartu su azidotimidinu (gydymu nuo ŽIV ir AIDS). Praėjus 120 dienų po papildymo, cinkas žymiai padidino 3 stadijos pacientų kūno svorį ir išlaikė 4 stadijos pacientų kūno svorį. Pacientai, vartoję placebą, prarado maždaug 2 kilogramus kūno svorio, nepriklausomai nuo stadijos. 3 stadijos pacientų CD4+ ląstelių skaičius padidėjo 15 proc., o 4 stadijos pacientų – 34 proc., palyginti su lygiu prieš papildymą. Priešingai, CD4+ ląstelių skaičius tarp tų, kurie vartojo placebą, sumažėjo 32 procentais 3 stadijos pacientams ir sumažėjo 40 procentų 4 stadijos pacientams, palyginti su pradiniu lygiu. Per 24 mėnesius nuo tyrimo pradžios oportunistinių infekcijų dažnis buvo žymiai mažesnis tarp tų, kurie vartojo cinko papildus. 4 stadijos sergantis pacientai 11 infekcijų (palyginti su 25 infekcijomis tarp tų, kurie vartojo placebą), o 3 stadijos pacientai turėjo tik vieną infekciją (palyginti su 13 infekcijų tarp vartojusiųjų placebą.[136]

Acne, spuogai yra lėtinė uždegiminė odos būklė, kuri atsiranda, kai negyvos odos ląstelės ir riebalai iš odos užkemša plaukų folikulus.[137] Plačios cinko funkcijos imuninėje ir uždegiminėje reguliacijoje gali turėti įtakos spuogų prognozei ir gydymui.[138]

Paauglių, sergančių 3 laipsnio acne vidutinio sunkumo, kuriems būdinga daug papulių ir pustulių, serume cinko kiekis buvo mažesnis nei paauglių be spuogų.[139][140] Vienoje apžvalgoje buvo analizuojami duomenys iš 12 tyrimų, kuriuose buvo išbandytas tik cinkas gydant spuogus. Aštuoniose iš tyrimų buvo padaryta išvada, kad cinkas buvo veiksmingas gydant spuogus, o keturiuose tyrimuose – ne. Geriamosios dozės svyravo nuo 30 iki 150 miligramų per dieną nuo šešių savaičių iki 12 mėnesių. Neaišku, kodėl rezultatai nesutampa, tačiau reikia atlikti daugiau tyrimų, siekiant nustatyti, kokio laipsnio cinko spuogai gali būti naudingi, kartu su tinkama doze. Kituose trijuose tyrimuose buvo naudojamas vietinis 1,2 procento cinko acetatas ir vietinis 4 procentų eritromicinas (antibiotikas), ir nustatyta, kad šis derinys žymiai pagerino spuogų atsiradimą, palyginti su placebu. Geriamojo cinko derinys su papildomais antioksidantais ir natūraliais junginiais, tokiais kaip azelaino rūgštis, varis, folio rūgštis, vitaminas C ir nikotinamidas, parodė reikšmingą pagerėjimą, palyginti su gydymu placebu.[138]

Cinko trūkumo vaikams pasekmės yra augimo sutrikimai ir padidėjęs sergamumas.[141] Apskaičiuota, kad apie 4 procentus pasaulinės mažų vaikų ligų ir mirties naštos besivystančiose šalyse gali lemti cinko trūkumas, daugiausia susijęs su nepakankamu cinko vartojimu ar pasisavinimu iš dietos.[142] Cinko papildai gali pašalinti cinko trūkumą vaikams.

Penkių tyrimų metaanalizė įvertino cinko papildų poveikį jaunesnių nei 6 mėnesių vaikų augimo rezultatams. Keturiuose tyrimuose cinkas buvo lyginamas su placebu, o viename – cinkas ir riboflavinas (vitaminas B), palyginti su vien riboflavinu. Visi tyrimai buvo papildyti 10 miligramų ar mažiau cinko mažiausiai šešis mėnesius. Cinko papildai teigiamai paveikė daugelį augimo rezultatų parametrų, įskaitant svorį pagal amžių ir svorį pagal ilgį, palyginti su placebu.[143]

Išsamioje 80 tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 205 000 vaikų nuo šešių mėnesių iki 12 metų, apžvalga išnagrinėjo cinko papildų poveikį ligų, augimo nepakankamumo ir mirties prevencijai. Analizė pastebėjo, kad 13 tyrimų, kuriuose buvo pranešta apie mirtingumą, santykinė mirties rizika vartojant cinko papildų šiek tiek sumažėjo, nors rezultatai buvo statistiškai nereikšmingi. 26 iš tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 15 000 vaikų, cinko papildai sumažino bet kokios priežasties viduriavimo riziką 13 procentų. Kai tyrimai buvo suskirstyti pagal dozes (mažiau nei 5 miligramai, 5–10 miligramų, 10–15 miligramų, 15–20 miligramų ir 20 miligramų ar daugiau per dieną), nebuvo nuoseklaus didėjančio ar mažėjančio poveikio viduriavimo dažniui, o analizuojant pagal tyrimo trukmę nebuvo jokio poveikio. 13 tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 8500 dalyvių, visų priežasčių sukeliamo viduriavimo paplitimas sumažėjo 12 proc., o vartojant didesnes nei 15 miligramų per dieną dozes, galimas didesnis poveikis. Vėmimas buvo šalutinis poveikis dėl cinko papildų.[144]

Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, viduriavimas sukelia maždaug 10 procentų jaunesnių nei penkerių metų vaikų mirčių. (Šaltinis: PSO) Viduriavimas taip pat buvo šalutinis stipraus cinko trūkumo poveikis, ypač genetinio sutrikimo acrodermatitis enteropathica atveju.[145] Įrodymai rodo, kad mechaninė cinko funkcija gydant viduriavimą iš dalies priklauso nuo jo gebėjimo išlaikyti virškinimo trakto membranų vientisumą, palaikyti vandens ir elektrolitų absorbciją ir sustiprinti imuninės sistemos aspektus.[146][147]

33 tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 10 800 vaikų nuo vieno mėnesio iki 5 metų, metaanalizė įvertino cinko papildų poveikį ūminiam ar nuolatiniam viduriavimui. Tyrimuose naudotos dozės svyravo nuo 5 iki 45 miligramų per dieną. Analizė parodė, kad cinko papildai sutrumpino vidutinę viduriavimo trukmę puse dienos, bet tik vyresniems nei šešių mėnesių vaikams. Poveikis buvo didesnis vaikams, turintiems netinkamos mitybos požymių, vidutiniškai sumažėjo maždaug viena diena. Visose amžiaus grupėse cinko papildai padidino santykinę vėmimo riziką daugiau nei 50 procentų. Autoriai padarė išvadą, kad cinko papildai gali būti naudingi sutrumpinant viduriavimo trukmę vyresniems nei šešių mėnesių vaikams, kuriems gresia cinko trūkumas.[148]

Atsitiktinių imčių placebu kontroliuojamas tyrimas, kuriame dalyvavo daugiau nei 42 000 vaikų nuo vieno iki 36 mėnesių amžiaus, atskleidė cinko papildų poveikį bendram mirtingumui. Maždaug vienerius metus vaikai gavo placebą arba 10 miligramų cinko per dieną, jei buvo vyresni nei vienerių metų, ir 5 miligramus cinko per dieną, jei jaunesni nei vieneri metai. Be to, visiems 12 mėnesių ir vyresniems vaikams kas 6 mėnesius buvo skiriama 200 000 TV vitamino A; vaikams nuo 6 iki 11 mėnesių buvo skirta 100 000 TV. Apskritai santykinė mirtingumo dėl bet kokios priežasties rizika, vartojant cinko papildų, sumažėjo 7 proc., tačiau rezultatai buvo statistiškai nereikšmingi. Tačiau, kai rezultatai buvo išanalizuoti pagal amžių, cinko papildai 12 mėnesių ir vyresniems vaikams sumažino vaikų mirčių skaičių 18 procentų.[149]

Apibendrinant, cinko papildų vaikams tyrimai rodo, kad papildai gali būti veiksmingi gerinant augimo rezultatus, sumažinant viduriavimo dažnį ir sumažinant vyresnių nei 12 mėnesių vaikų mirtingumą.

Cinkas per visą žmogaus gyvenimą smegenyse veikia įvairiai. Vystymosi metu cinkas reikalingas daugelio fermentų ir baltymų, būtinų neurogenezei, funkcijai.[150] Cinkas taip pat vaidina vaidmenį reguliuojant ryšį tarp neuronų.[151][152] Kai kurie mokslininkai teigė, kad cinko reguliavimo sutrikimas senėjimo metu gali prisidėti prie neurodegeneracijos. Cinko reguliavimo sutrikimas yra dažnas bruožas žmonėms, patyrusiems galvos smegenų traumą arba kuriems diagnozuota depresija.

„Dėl priežasčių, kurių mes dar visiškai nesuprantame, daugelis žmonių, sergančių 3 tipo toksišku potipiu [Alzhaimerio liga], turi mažą cinko kiekį serume, didelį vario ir cinko santykį ir žemą trigliceridų kiekį. - Dale'as Bredesenas,

Šiuo metu nėra sutarimo, ar cinko koncentracija smegenyse keičiasi Alzheimerio ligos progresavimo metu. Kai kurie tyrimai parodė, kad cinko koncentracija didėja sergant Alzheimerio liga, o kiti – atvirkščiai.[153] Mažesnė cinko koncentracija serume tarp Alzheimerio liga sergančių žmonių gali būti susijusi su mitybos trūkumais dėl pasikeitusių valgymo būdų ir elgesio, kuris gali pasireikšti sergant šia liga. Kaip alternatyva, kai kurie mokslininkai pastebėjo nenormalią cinko transporterių ekspresiją Alzheimerio liga sergančių pacientų smegenyse, o tai rodo, kad cinko persiskirstymas smegenyse gali paskatinti ligos progresavimą.[154][155][156] Be to, amiloidinės plokštelės (netinkamai susilankstytų baltymų agregatai, būdingi Alzheimerio ligai) išskiria cinką ir varį[157], o tyrimai in vitro parodė, kad cinkas gali skatinti amiloido-beta agregaciją.[158][159][160] Cinko vaidmuo sergant Alzheimerio liga tyrėjus suskirstė į dvi stovyklas: tuos, kurie mano, kad cinko persiskirstymas sukelia cinko trūkumą, arba tuos, kurie mano, kad jis sukelia toksiškumą. Dėl šios atskirties buvo atlikti klinikiniai tyrimai, kuriuose buvo tiriamas cinko papildymas arba cinko chelatavimas (metalo jonų surišimas su mažomis molekulėmis) Alzheimerio ligai gydyti.[161]

Tyrimas, kurio metu šeši Alzheimerio liga sergantys pacientai nuo 63 iki 72 metų amžiaus vartojo 15 miligramų cinko metionino – elementinio cinko ir aminorūgšties metionino komplekso – du kartus per dieną vienerius metus, parodė, kad pacientų pažinimo testų rezultatai buvo geresni, palyginti su pradiniais matavimais, tačiau per likusį metų laiką jie laikėsi numatytos trajektorijos.[162] Placebu kontroliuojamas tyrimas suteikė 60 Alzheimerio liga sergančių pacientų šešis mėnesius papildomai 150 miligramų cinko arba placebo. Pacientai, kuriems buvo suteiktas cinkas, parodė nedidelį, bet nereikšmingą pagerėjimą trijuose neuropsichologiniuose testuose. Seniausių pacientų (vyresnių nei 70 metų) pogrupio analizė atskleidė reikšmingą klinikinės demencijos ir Alzheimerio ligos įvertinimo pagerėjimą.[163]

Kai kurie įrodymai rodo, kad metalų chelatoriai gali būti naudingi gydant Alzheimerio ligą. Metalo chelatoriai yra mažos molekulės, galinčios prisijungti prie metalo jonų. Metalo baltymus silpninantys junginiai kliochinolis (PTB-1) ir antrosios kartos junginys PTB-2, kurie suriša ir išskiria varį ir cinką, buvo išbandyti atskirais 2 fazės klinikiniais Alzheimerio ligos tyrimais. Tyrimai parodė, kad šie du junginiai sumažino amiloido-beta baltymų kiekį serume ir turėjo reikšmingą poveikį žodiniam sklandumui ir darbinei atminčiai.[164][165] Tolesni tyrimai buvo sustabdyti dėl gamybos sunkumų naudojant PTB-1 ir tikėtina, kad nepakanka teigiamų duomenų apie PTB-2.[166] (Šaltinis: Alzforum)

Geresnis cinko homeostazės supratimas, gautas iš būsimų Alzheimerio liga sergančių pacientų tyrimų, galėtų padėti nukreipti cinko papildymo rekomendacijas ir naujų gydymo priemonių kūrimą.

Trauminis smegenų sužalojimas pakeičia daugelį medžiagų apykaitos aspektų ir gali padidinti cinko trūkumo riziką. Klinikinis tyrimas, kuriame dalyvavo 26 pacientai, patyrę galvos traumą, parodė, kad visi pacientai padidino cinko netekimą su šlapimu, o šie nuostoliai buvo ypač dideli tarp pacientų, kuriems buvo sunkesnė galvos trauma. Vidutinis didžiausias cinko netekimas su šlapimu padidėjo maždaug 1300 procentų, palyginti su normaliu žmogaus, vartojančio rekomenduojamą dietą, išskyrimu.[167]

Atsitiktinių imčių kontroliuojamas tyrimas, kuriame dalyvavo 68 pacientai, patyrę sunkią uždarą galvos traumą, įvertino, ar papildomas cinkas gali pagerinti neurologinį atsigavimą. Praėjus 72 valandoms po sužalojimo, pacientai buvo suskirstyti į dvi grupes, kurioms kasdien 15 dienų buvo sušvirkšta standartinė 2,5 miligramo cinko arba papildomai į veną 12 miligramų cinko. Kitus tris mėnesius pacientai vartojo placebą arba 22 miligramus geriamojo cinko. Pacientų Glazgo komos skalės balai, naudojami trauminį smegenų pažeidimą patyrusio asmens sąmonės lygiui įvertinti, 15 dieną papildomo cinko grupėje, palyginti su standartinio cinko grupe, žymiai pagerėjo. Praėjus mėnesiui po sužalojimo, 26 procentai standartinio cinko grupės pacientų mirė, tačiau tik 12 procentų cinko papildytų pacientų mirė. Tačiau keliems standartinio cinko grupės pacientams buvo atlikta smegenų operacija, kuri galėjo turėti įtakos mirčių skaičiui.[168]

Turimi klinikiniai įrodymai rodo, kad cinko papildymas gali būti naudingas kaip papildomas gydymas tiems, kurie patyrę trauminį smegenų pažeidimą, tačiau reikia daugiau tyrimų, kad būtų nustatyta geriausia cinko papildymo praktika. 

Depresijos etiologija vis dar nežinoma, tačiau plačiai manoma, kad ji yra daugiafaktorinė, atsirandanti dėl psichologinių, fiziologinių ir aplinkos aspektų santakos. Selektyvūs serotonino reabsorbcijos inhibitoriai arba SSRI, kartu su kognityvine elgesio terapija, paprastai yra pirmoji depresija sergančių žmonių gydymo linija. Atsakas į gydymą SSRI yra vidutiniškas ir įvairus, tačiau svyruoja nuo 40 iki 60 procentų, o remisijos rodikliai svyruoja nuo 30 iki 45 procentų.[169] Depresijos patofiziologija buvo susijusi su glutamato, tam tikros aminorūgščių rūšies, aktyvumo pokyčiais. Be to, vis daugiau įrodymų rodo, kad N-metil-D-aspartatas arba NMDA, glutamato receptorių tipas, atlieka svarbų vaidmenį neurobiologijoje ir depresijos gydyme.[170] Cinkas yra NMDA antagonistas ir buvo įvertintas dėl jo veiksmingumo kaip antidepresantų.

Placebu kontroliuojamame tyrime, kuriame dalyvavo 14 pacientų, kuriems diagnozuota didžioji unipolinė depresija, buvo patikrintas standartinio gydymo antidepresantais su papildomu cinku arba be jo poveikis. Keturiolika pacientų buvo gydomi standartiniu antidepresantu (tricikliais antidepresantais ir (arba) SSRI) ir 25 miligramais cinko arba placebo kasdien 12 savaičių. Cinko papildai reikšmingai sumažino dalyvių depresijos simptomus po šešių ir 12 savaičių, kai buvo vartojami papildai, palyginti su placebu, kaip parodyta 2 paveiksle.[171]

2 pav. Cinkas pagerina atsaką į gydymą antidepresantais (išmatuota pagal Beck Depression Inventory, BDI). [171]

Didesnio placebu kontroliuojamo tyrimo metu buvo tiriamas standartinio gydymo antidepresantais su papildomu cinku arba be jo poveikis 60 gydymui atsparių pacientų nuo 18 iki 55 metų, kuriems buvo diagnozuota depresija. Pacientai vartojo antidepresantą imipraminą ir 25 miligramus cinko arba placebą per dieną 12 savaičių. Tyrime padaryta išvada, kad dalyvių, vartojusių imipraminą ir cinką, depresijos balai žymiai sumažėjo, palyginti su pacientais, kurie vartojo imipraminą ir placebą.[172] Šie tyrimai rodo, kad antidepresantų poveikį galima sustiprinti cinko papildais.

Cinkas yra gausiausias mineralas, randamas žmogaus akyje, kur jis telkiasi fotoreceptoriuose – specializuotų tinklainės ląstelių klasėje, kuri paverčia šviesą elektriniais signalais.[173] Cinkas dalyvauja įvairiose akies veiklos srityse, įskaitant ląstelių metabolizmo, tinklainės vystymosi aspektus ir tarpininkauja tinklainei būdingų baltymų, būtinų regėjimui, funkcijai.[174] Kai kurie tyrimai siejo senėjimą su sumažėjusiu cinko kiekiu akyje, o tai gali sutrikdyti cinko homeostazę ir skatinti su amžiumi susijusias neurodegeneracines ligas.[175][176]

Su amžiumi susijusi geltonosios dėmės degeneracija yra viena iš pagrindinių regėjimo praradimo priežasčių, paveikianti daugiau nei 1,75 mln. žmonių Jungtinėse Valstijose ir 196 mln. žmonių visame pasaulyje.[177][17