La deficiencia de zinc se define como zinc insuficiente para satisfacer las necesidades del cuerpo o como un nivel de zinc en suero por debajo del rango normal. Sin embargo, dado que una disminución en la concentración sérica solo es detectable después del agotamiento a largo plazo o grave, el zinc sérico no es un biomarcador confiable para el estado del zinc.
Los síntomas comunes incluyen aumento de las tasas de diarrea. La deficiencia de zinc afecta la piel y el tracto gastrointestinal; cerebro y sistema nervioso central, sistemas inmunitario, esquelético y reproductivo.
La deficiencia de zinc en humanos es causada por una Ingesta dietética reducida, una absorción inadecuada, una mayor pérdida o una mayor utilización del sistema corporal. La causa más común es la ingesta dietética reducida. En los EE.UU., la cantidad dietética recomendada (RDA) es de 8 mg / día para las mujeres y 11 mg / día para los hombres.
La mayor concentración de zinc en la Dieta se encuentra en las ostras, carne, frijoles y nueces. El aumento de la cantidad de zinc en el suelo y, por lo tanto, en cultivos y animales es una medida preventiva efectiva. La deficiencia de zinc puede afectar hasta 2 mil millones de personas en todo el mundo.
Signos y síntomas
Piel, uñas y cabello
La deficiencia de zinc puede manifestarse como acné, eccema, xerosis (piel seca y escamosa), dermatitis seborreica, o alopecia (cabello delgado y escaso). También puede afectar o posiblemente prevenir la cicatrización de heridas.
Boca
La deficiencia de zinc puede manifestarse como ulceración oral no específica, estomatitis o recubrimiento de lengua blanca. Raramente puede causar queilitis angular (llagas en las comisuras de la boca).
Visión, olfato y sabor
La deficiencia severa de zinc puede alterar el sentido del olfato y el gusto. La ceguera nocturna puede ser una característica de la deficiencia severa de zinc, aunque la mayoría de los informes de ceguera nocturna y adaptación anormal a la oscuridad en humanos con deficiencia de zinc han ocurrido en combinación con otras deficiencias nutricionales (por ejemplo, Vitamina A ).
Sistema inmune
La función inmune deteriorada en personas con deficiencia de zinc puede conducir al desarrollo de infecciones respiratorias, gastrointestinales u otras, por ejemplo, neumonía. Los niveles de citocinas inflamatorias (p. Ej., IL-β, IL-, IL- y TNF-α ) en el plasma sanguíneo se ven afectados por la deficiencia de zinc y la suplementación con zinc produce una dosis dependiente respuesta en el nivel de estas citocinas.
Durante la inflamación, hay una mayor demanda celular de zinc y la Homeostasis de zinc deteriorada por la deficiencia de zinc se asocia con inflamación crónica.
Diarrea
La deficiencia de zinc contribuye a una mayor incidencia y gravedad de la diarrea.
Apetito
La deficiencia de zinc puede conducir a la pérdida de apetito. El uso de zinc en el tratamiento de la anorexia ha sido defendido desde 1979 por Bakan. Al menos 15 ensayos clínicos han demostrado que el zinc mejoró el aumento de peso en la anorexia. Un ensayo de 1994 mostró que el zinc duplicó la tasa de aumento de la masa corporal en el tratamiento de la anorexia nerviosa.
La deficiencia de otros Nutrientes como la tirosina, el Triptófano y la Tiamina podría contribuir a este fenómeno de «desnutrición inducida por la desnutrición». Un metaanálisis de 33 ensayos prospectivos de intervención con respecto a la administración de suplementos de zinc y sus efectos sobre el crecimiento de los niños en muchos países mostró que la administración de suplementos de zinc solo tuvo un efecto estadísticamente significativo sobre el crecimiento lineal y el aumento de peso corporal, lo que indica que otras deficiencias pueden haber estado presentes no fueron responsables del retraso del crecimiento.
La deficiencia de zinc puede causar anorexia al inhibir o perjudicar la liberación de neuropéptido-Y desde el núcleo paraventricular (PVN) que se requiere para la activación del receptor. Además, la deficiencia de zinc puede afectar la metabolización de la colecistoquinina. Se han medido niveles reducidos de péptido de galanina durante la deficiencia de Zn, lo que podría tener un papel en la disminución del apetito.
Los estudios mostraron que los niveles de ARNm de CGRP hipofisario se regulan positivamente durante la deficiencia de Zn mediante microarrays de ADNc. Un estudio mostró que los niveles de ARNm de serotonina aumentaron en ratas alimentadas con una dieta deficiente en Zn. ZD podría reducir la secreción de insulina y, por lo tanto, reducir la secreción de leptina.
Función cognitiva y tono hedónico
Las funciones cognitivas, como el aprendizaje y el tono hedónico, se ven afectadas por la deficiencia de zinc. Las deficiencias moderadas y más severas de zinc están asociadas con anormalidades de comportamiento, como irritabilidad, labilidad emocional, letargo, fotofobia y depresión (p. Ej., Con anhedonia ).
La suplementación con zinc produce una mejora rápida y dramática en el tono hedónico (es decir, nivel general de felicidad o placer) en estas circunstancias. Se ha informado que la suplementación con zinc mejora los síntomas del TDAH y la depresión.
Trastornos psicológicos
Se ha alegado que los niveles bajos de zinc en plasma están asociados con muchos trastornos psicológicos. La esquizofrenia se ha relacionado con la disminución de los niveles de zinc en el cerebro. La evidencia sugiere que la deficiencia de zinc podría desempeñar un papel en la depresión. La suplementación con zinc puede ser un tratamiento efectivo en la depresión mayor.
Crecimiento
La deficiencia de zinc en los niños puede causar un retraso en el crecimiento y se ha afirmado que es la causa del retraso del crecimiento en un tercio de la población mundial.
Durante el embarazo
La deficiencia de zinc durante el embarazo puede afectar negativamente tanto a la madre como al feto. Los estudios en animales indican que la deficiencia materna de zinc puede alterar tanto la secuencia como la eficiencia del proceso de nacimiento. Se ha documentado una mayor incidencia de parto difícil y prolongado, hemorragia, distocia uterina y desprendimiento de la placenta en animales con deficiencia de zinc.
Estos efectos pueden estar mediados por el funcionamiento defectuoso del estrógeno a través del receptor de estrógeno, que contiene una Proteína de dedo de zinc.Una revisión de los resultados del embarazo en mujeres con acrodermatitis enteropática informó que, de cada siete embarazos, hubo un aborto y dos disfunciones, lo que sugiere que el feto humano también es susceptible a los efectos teratogénicos de la deficiencia severa de zinc.
Sin embargo, una revisión sobre los ensayos de suplementación con zinc durante el embarazo no informó un efecto significativo de la suplementación con zinc en la supervivencia neonatal.
La deficiencia de zinc puede interferir con muchos procesos metabólicos cuando ocurre durante la infancia y la niñez, un momento de rápido crecimiento y desarrollo cuando las necesidades nutricionales son altas. El bajo nivel de zinc materno se ha asociado con menos atención durante el período neonatal y un peor funcionamiento motor.
En algunos estudios, la suplementación se ha asociado con el desarrollo motor en bebés con muy bajo peso al nacer y con una actividad más vigorosa y funcional en bebés y niños pequeños.
Sistema reproductivo
Se requiere zinc para producir testosterona. Por lo tanto, la deficiencia de zinc puede conducir a una reducción de la testosterona circulante, lo que podría conducir a la inmadurez sexual, hipogonadismo y retraso de la pubertad.
Causas
Deficiencia dietética
La deficiencia de zinc puede ser causada por una dieta alta en granos integrales que contienen fitato, alimentos cultivados en suelos deficientes en zinc o alimentos procesados que contienen poco o nada de zinc. Las estimaciones conservadoras sugieren que el 25% de la población mundial está en riesgo de deficiencia de zinc.
En los EE.UU., la cantidad dietética recomendada (RDA) es de 8 mg / día para las mujeres y 11 mg / día para los hombres. La dosis diaria recomendada para el embarazo es de 11 mg / día. La dosis diaria recomendada para la lactancia es de 12 mg / día. Para bebés de hasta 12 meses, la dosis diaria recomendada es de 3 mg / día.
Para niños de 1 a 13 años, la dosis diaria recomendada aumenta con la edad de 3 a 8 mg / día. La siguiente tabla resume la mayoría de los alimentos con cantidades significativas de zinc, enumerados en orden de cantidad por porción, sin fortificar. Tenga en cuenta que todas las 10 entradas principales son carne, frijoles o nueces.
Absorción inadecuada
La acrodermatitis enteropática es una deficiencia hereditaria de la proteína transportadora de zinc ZIP que resulta en una absorción inadecuada de zinc. Se presenta como retraso del crecimiento, diarrea severa, pérdida de cabello, erupción cutánea (con mayor frecuencia alrededor de los genitales y la boca) y candidiasis oportunista e infecciones bacterianas.
Numerosas enfermedades del intestino delgado que causan destrucción o mal funcionamiento de los enterocitos de la mucosa intestinal y malabsorción generalizada están asociadas con la deficiencia de zinc. Estos son: enfermedad de Crohn, mala absorción del intestino delgado y síndrome del intestino corto.
Otras causas son la infestación de anquilostomas, insuficiencia pancreática, nutrición parenteral exclusiva, dietas vegetarianas estrictas y anorexia nerviosa. Los medicamentos que incluyen penicilamina, varios diuréticos y valproato de sodio también pueden inhibir la absorción.
Pérdida incrementada
El ejercicio, el alto consumo de Alcohol y la diarrea aumentan la pérdida de zinc del cuerpo. Los cambios en la capacidad de absorción y permeabilidad del tracto intestinal debido, en parte, a patógenos virales, protozoarios o bacterianos también pueden alentar las pérdidas fecales de zinc.
Enfermedad crónica
El mecanismo de la deficiencia de zinc en algunas enfermedades no ha sido bien definido; Puede ser multifactorial.
La enfermedad de Wilson, la enfermedad de células falciformes, la enfermedad renal crónica, la enfermedad hepática crónica se han asociado con la deficiencia de zinc. También puede ocurrir después de una cirugía bariátrica, exposición al mercurio y tartrazina.
Aunque la deficiencia marginal de zinc a menudo se encuentra en la depresión, los niveles bajos de zinc podrían ser una causa o una consecuencia de los trastornos mentales y sus síntomas.
Metabolismo
La deficiencia de zinc puede deberse a una mayor demanda metabólica.
Mecanismo
Como los biosistemas no pueden almacenar zinc, es necesaria una ingesta regular. El consumo excesivamente bajo de zinc puede conducir a una deficiencia de zinc, lo que puede afectar negativamente la salud de un individuo. Los mecanismos para las manifestaciones clínicas de la deficiencia de zinc se aprecian mejor al reconocer que el zinc funciona en el cuerpo en tres áreas:
Catalítica, estructural y reguladora. El zinc (Zn) solo es común en su estado oxidativo 2, donde generalmente se coordina con la geometría tetraédrica. Es importante para mantener funciones celulares básicas como la replicación del ADN, la transcripción del ARN, la división celulary activaciones celulares.
Sin embargo, tener demasiado o muy poco zinc puede comprometer estas funciones.
En su función catalítica, el zinc es un componente crítico del sitio catalítico de cientos de tipos de metaloenzimas diferentes en cada ser humano. En su función estructural, el zinc se coordina con ciertos dominios de proteínas, lo que facilita el plegamiento de proteínas y la producción de estructuras como los «dedos de zinc».
En su función reguladora, el zinc está involucrado en la regulación de las nucleoproteínas y la actividad de varias células inflamatorias. Por ejemplo, el zinc regula la expresión de metalotioneína, que tiene múltiples funciones, como la compartimentación intracelular de zinc y la función antioxidante.Por lo tanto, la deficiencia de zinc da como resultado la interrupción de cientos de vías metabólicas, causando numerosas manifestaciones clínicas, que incluyen el crecimiento y el desarrollo deteriorados, y la interrupción de la función reproductiva e inmune.
Pra (antígeno 1 con pH regulado) es una proteína de candida albicans que elimina el zinc del huésped.
Diagnóstico
El diagnóstico puede comenzar con la sospecha de deficiencia heredada o adquirida en función de las características clínicas, se debe prestar atención a los factores de riesgo, incluida la prevalencia geográfica y la edad de presentación. Los estudios de suero y la colección ideal incluyen el uso de tubos de vacío sin zinc, agujas de acero inoxidable, evitar el contacto con tapones de goma, evitar la hemólisis, separar el plasma o el suero de las células en 45 minutos, el uso de anticoagulantes bajos en concentración de zinc, así como el Ayuno matutino Las muestras optimizan la precisión.
Los niveles normales de zinc están entre 70 y 250 ug / dl en adultos, y una deficiencia leve puede manifestarse clínicamente cuando los valores disminuyen de 40 a 60 ug / dl. Los niveles de zinc en la orina varían ampliamente y no son un marcador confiable para el estado agudo. El nivel de zinc en el cabello también es un marcador poco confiable en los cambios agudos.
La prueba de suero se puede hacer usando espectrometría de masas de plasma acoplada inductivamente a células de reacción dinámica.
Diagnóstico diferencial
El diagnóstico diferencial incluye otras múltiples deficiencias nutricionales que incluyen Biotina, Vitamina B2 (riboflavina) o deficiencia de Ácidos grasos esenciales.
La Deficiencia de biotina puede presentarse con hallazgos cutáneos similares, pero a menudo se manifiesta además con hipotonía, ataxia, convulsiones y pérdida auditiva. Esta deficiencia se cuantifica con la estimación de biotina sérica y el aumento de la excreción urinaria de ácido 3-hidroxiisovalérico.
La deficiencia de Riboflavina se presenta con afectación ocular y se confirma con una mayor actividad de la enzima glutatión reductasa de eritrocitos. Clínicamente, puede parecer similar al eritema migratorio necrolítico, dermatitis atópica, psoriasis y candidiasis. El eritema migratorio necrolítico está relacionado con tumores secretores de glucagón, y esto puede evaluarse mediante niveles de glucagón sérico superiores a 1000 pg / ml.
Tratamiento
El tratamiento comienza con reemplazo oral. Dos a 3 mg / kg por día a menudo curan todas las manifestaciones clínicas dentro de 1 a 2 semanas. Incluso en pacientes con acrodermatitis enteropática, una enfermedad de malabsorción, el reemplazo oral con 1 a 2 mg / kg por día sigue siendo el tratamiento estándar con suplementos de por vida.
Bebés prematuros
Para los recién nacidos prematuros con deficiencia de zinc, la lactancia materna normal suele ser suficiente para la corrección, y el déficit generalmente se resuelve en semanas sin síntomas clínicos. Sin embargo, la leche materna puede ser deficiente en zinc si se agotan las reservas de la madre. La Ingesta diaria recomendada para mujeres adultas lactantes aumenta de 11 mg por día a 12 mg por día.
Además, puede producirse una baja secreción materna por la mutación SLCA2. Si la secreción mamaria es baja, el bebé necesitará reemplazo suplementario.
Sobredosis
Puede producirse una sobrecorrección con suplementos y con dosis muy grandes puede causar efectos secundarios graves, como irritación gástrica con náuseas, vómitos y hemorragia gástrica. Además, la ingesta de zinc compite con la absorción de Cobre, y el tratamiento excesivo puede conducir a una Deficiencia de cobre;
Por lo tanto, los niveles de cobre pueden necesitar ser monitoreados mientras se reemplaza el zinc.
Clasificación
La deficiencia de zinc puede clasificarse como aguda, como puede ocurrir durante la nutrición parenteral total libre de zinc inapropiada prolongada; o crónica, como puede ocurrir en deficiencia dietética o absorción inadecuada.
Prevención
Se pueden usar cinco estrategias de intervención:
Agregar zinc al suelo, llamado biofortificación agronómica, que aumenta el rendimiento de los cultivos y proporciona más zinc en la dieta.
Agregar zinc a los alimentos, llamado enriquecimiento de alimentos. La República de China, India, México y otros 20 países, principalmente en la costa este de subsahariana de África, fortificar la harina de trigo y / o maíz harina con zinc.
Agregar alimentos ricos en zinc a la dieta. Los alimentos con la mayor concentración de zinc son proteínas, especialmente carnes de animales, siendo las más altas las ostras. Por onza, la carne de res, cerdo y cordero contienen más zinc que el pescado. La carne oscura de un pollo tiene más zinc que la carne ligera.
Otras buenas fuentes de zinc son las nueces, los granos integrales, las legumbres y la levadura. Aunque los cereales integrales y los cereales son ricos en zinc, también contienen fitatos quelantes que se unen al zinc y reducen su biodisponibilidad.
Reposición oral a través de tabletas (por ejemplo, gluconato de zinc) o líquido (por ejemplo, acetato de zinc). Se ha demostrado que la suplementación oral con zinc en bebés sanos de más de seis meses de edad reduce la duración de los episodios diarreicos posteriores en aproximadamente 11 horas.
Reposición oral a través de suplementos multivitamínicos / Minerales que contienen gluconato de zinc, sulfato o acetato. No está claro si una forma es mejor que otra.
Epidemiología
La deficiencia de zinc afecta a unos 2.200 millones de personas en todo el mundo. La deficiencia severa de zinc es rara, y se observa principalmente en personas con acrodermatitis enteropática, un defecto severo en la absorción de zinc debido a una deficiencia congénita en la proteína portadora de zinc ZIP en el enterocito.
La deficiencia leve de zinc debido a la ingesta dietética reducida es común. Estimaciones conservadoras sugieren que el 25% de la población mundial está en riesgo de deficiencia de zinc. Se cree que la deficiencia de zinc es la principal causa de mortalidad infantil.
Proporcionar micronutrientes, incluido el zinc, a los humanos es una de las cuatro soluciones a los principales problemas globales identificados en el Consenso de Copenhague de un panel internacional de economistas. La deficiencia endémica se puede ver principalmente en el sudeste asiático y África subsahariana.
La deficiencia de zinc también es frecuente en Irán, Egipto y Turquía, secundaria a la alta ingesta de fitato.
Historia
Los acontecimientos históricos importantes relacionados con la deficiencia de zinc comenzaron en 1869 cuando se descubrió que el zinc era esencial para el crecimiento de un organismo Aspergillus niger. En 1929 Lutz midió el zinc en numerosos tejidos humanos utilizando la técnica de ditizona y estimó que el zinc total del cuerpo en un hombre de 70 kg era de 2,2 gramos.
Se descubrió que el zinc era esencial para el crecimiento de las ratas en 1933.En 1939, se observó que los pacientes con beriberi en China habían disminuido los niveles de zinc en la piel y las uñas. En 1940, los niveles de zinc en una serie de autopsias encontraron que estaba presente en todos los tejidos examinados.
En 1942, un estudio mostró que la mayor parte de la excreción de zinc se realizaba a través de las heces. En 1950, se definió por primera vez un nivel de zinc sérico normal, y se descubrió que era de 17,3 a 22,1 micromoles / litro. En 1956 se descubrió que los pacientes cirróticos tenían niveles bajos de zinc en suero.
En 1963 se determinó que el zinc era esencial para el crecimiento humano, se describieron tres enzimas que requieren zinc como cofactor, y se publicó un informe de un hombre iraní de 21 años con retraso en el crecimiento, genitales infantiles y anemia que fueron revertidos por Suplementos de zinc.En 1972, se informaron quince miembros del ejército rechazados por Irán con síntomas de deficiencia de zinc:
Todos respondieron al zinc. En 1973 se describió el primer caso de acrodermatitis enteropática por deficiencia severa de zinc. En 1974, la Academia Nacional de Ciencias declaró que el zinc era un elemento esencial para los humanos y estableció una cantidad diaria recomendada. En 1978, la Administración de Alimentos y Medicamentos requirió que el zinc estuviera en fluidos de nutrición parenteral total.
En la década de 1990 hubo una atención creciente sobre el papel de la deficiencia de zinc en la morbilidad y mortalidad infantil en los países en desarrollo.En 2002, la proteína transportadora de zinc ZIP se identificó por primera vez como el mecanismo para la absorción de zinc en el intestino a través de la membrana basolateral del enterocito.
Para 2014, se han identificado más de 300 enzimas que contienen zinc, así como más de 1000 factores de transcripción que contienen zinc.
Se reconoció que el fitato eliminaba el zinc de los nutrientes que se daban al pollo y los cerdos en 1960. Sin embargo, no se reconoció que puede causar deficiencia humana de zinc hasta el trabajo de Reinhold en Irán en la década de 1970. Este fenómeno es fundamental para el alto riesgo de deficiencia de zinc en todo el mundo.
Suelos y cultivos
El zinc del suelo es un micronutriente esencial para los cultivos. Casi la mitad de los cultivos de cereales del mundo son deficientes en zinc, lo que conduce a bajos rendimientos de los cultivos. Muchos países agrícolas de todo el mundo se ven afectados por la deficiencia de zinc. En China, la deficiencia de zinc ocurre en alrededor de la mitad de los suelos agrícolas, afectando principalmente al arroz y al maíz.
Las áreas con suelos deficientes en zinc a menudo son regiones con deficiencia generalizada de zinc en humanos. Un conocimiento básico de la dinámica del zinc en los suelos, la comprensión de la absorción y el transporte de zinc en los cultivos y la caracterización de la respuesta de los cultivos a la deficiencia de zinc son pasos esenciales para lograr soluciones sostenibles al problema de la deficiencia de zinc en cultivos y humanos.
Biofortificación
La aplicación de fertilizantes de zinc en el suelo y en las hojas puede aumentar efectivamente el grano de zinc y reducir la proporción de fitato: zinc en el grano. Las personas que comen pan preparado con trigo enriquecido con zinc tienen un aumento significativo en el suero de zinc.
La fertilización con zinc no solo aumenta el contenido de zinc en los cultivos con deficiencia de zinc, sino que también aumenta el rendimiento de los cultivos. La nutrición equilibrada de los cultivos que suministra todos los Nutrientes esenciales, incluido el zinc, es una estrategia de gestión rentable.
Incluso con variedades eficientes en zinc, se necesitan fertilizantes de zinc cuando el zinc disponible en la capa superior del suelo se agota.
El fitomejoramiento puede mejorar la capacidad de absorción de zinc de las plantas en condiciones de suelo con baja disponibilidad química de zinc. La reproducción también puede mejorar la translocación de zinc, lo que eleva el contenido de zinc en las partes comestibles del cultivo en comparación con el resto de la planta.
Anatolia central, en Turquía, era una región con suelos deficientes en zinc y una deficiencia generalizada de zinc en humanos. En 1993, un proyecto de investigación descubrió que los rendimientos podrían aumentar de 6 a 8 veces y que la nutrición infantil aumentaría drásticamente a través de la fertilización con zinc.Se añadió zinc a los fertilizantes.
Si bien el producto se puso a disposición inicialmente al mismo costo, los resultados fueron tan convincentes que los agricultores turcos aumentaron significativamente el uso del fertilizante fortificado con zinc (1 por ciento de zinc) en unos pocos años, a pesar de la revaloración de los productos para reflejar el valor agregado del contenido.
Casi diez años después de la identificación del problema de deficiencia de zinc, la cantidad total de fertilizantes compuestos que contienen zinc producidos y aplicados en Turquía alcanzó un nivel récord de 300,000 toneladas por año. Se estima que los beneficios económicos asociados con la aplicación de fertilizantes de zinc en suelos con deficiencia de zinc en Turquía es de alrededor de US $ 100 millones por año.
La deficiencia de zinc en los niños se ha reducido drásticamente.