Funkcije

Cink je mineral koji je prisutan u svim tjelesnim tkivima i tekućinama te ima mnoge uloge koje se mogu grupirati u 3 glavne skupine – katalitička, strukturalna i regulatorna funkcija.

Cinkova katalitička funkcija vezana je uz činjenicu da je cink esencijalna komponenta nekoliko stotina enzima koji sudjeluju u sintezi i razgradnji ugljikohidrata, masti i protein te nukleinskih kiselina, kao i u metabolizmu drugih mikronutrijenata. Većinom se radi o metaloenzimima gdje se cink inkorporira u njihovu proteinsku strukturu te djeluje kao katalizator ili stabilizator. Pritom, cink sudjeluje u reakcijama svih 6 važnih grupa enzima: oksidoreduktaze, transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze i ligaze. Cink se u navedenim enzimima veže na aktivno mjesto enzima te ulazi u interakciju s molekulom koja ulazi u reakciju. Cinkovi metaloenzimi uključeni su u metabolizam nukleinskih kiselina, proteina, ugljikohidrata, lipida i vitamina. Za neke druge enzime, cink se veže privremeno, te služi samo kao aktivator.

Osim što je komponenta važnih enzima, cink stabilizira strukturu nekih drugih molekula poput neenzimskih proteina, određenih hormona, transkripcijskih faktora, nukleinskih kiselina i malih regulatornih molekula.  Njegova stabilizacijska funkcija ujedno je i jedna od glavnih uloga cinka budući da stabilizira stanične membrana čime posljedično doprinosi održavanju cjelovitosti stanica i organa. Održavanjem stabilnosti stanične membrane djeluje i na stanične receptore koji signaliziraju mnoge akcije u stanici. To bi značilo da ukoliko je stabilnost membrane na bilo koji način promijenjena, stanični receptori mogu postati više odnosno manje aktivni. Jedan od primjera preaktivnosti receptora je sekrecija superoksida i drugih reaktivnih kisikovih vrsta. To znači da, održavajući membransku strukturu, cink ujedno djeluje kao neposredni antioksidans. Neke od antioksidativnih aktivnosti cinka navedeni su u nastavku:

• Povećanje sinteze te inhibicija razgradnje metalotioneina
• Sudjeluje u održavanju aktivnosti superoksid dismutaza
• Inaktivira nepoželjnu aktivaciju upalnih stanica
• Limitira unutarstaničnu proizvodnju slobodnih radikala
• Promovira apsorpciju i smanjuje degradaciju vitamina E

Cink također ima vrlo važnu ulogu u transkripciji polinukleotida, odnosno u procesu ekspresije gena.  Cink se veže na specifična mjesta na DNA, odnosno na histidinske i cisteinske ostatke stvarajući tako takozvane “zinc fingers” čija je uloga stabilizacija proteinskih struktura. Velik broj hranjivih tvari poput vitamina A i vitamina D te hormona poput steroida, inzulinu slična čimbenika rasta 1 (IGF-1), hormona rasta te drugih, imaju utjecaj na ekspresiju određenih gena jer se mogu vezati na specifične “zinc fingers” koji se vežu na specifična mjesta na DNA. Tako značajna uloga u osnovnim funkcijama organizma vjerojatno objašnjava esencijalnost cinka za sve životne oblike.

Regulatorna funkcija cinka najčešće se veže uz njegove dvije najvažnije regulatorne funkcije. Prva je regulacija protein metalotioneina (MT). MT je mali protein koji veže metale, a karakterizira ga visok sadržaj cisteina te jak afinitet za teške metale.  To je nespecifični ligand koji veže ili otpušta metalne ione odnosno donira metale ciljnim apometalotioneinima kao čto su “zinc fingers” i enzimi, sudjeluje u detoksifikaciji i zaštiti od oksidacije. Može služiti kao i kratkotrajni rezervoar za pohranu različitih metala. Transkripcija MT-a može biti aktivirana različitim metalima, među kojima se nalazi i cink. Druga važna regulatorna funkcija cinka vezana je uz modulaciju apoptoze, odnosno smrti stanice. In vitro istraživanja su pokazala da je apoptoza inducirana u stanicama koje su kultivirane u mediju koji ne sadrži cink. Točan mehanizam kojim cinkovi ioni sudjeluju u prevenciji ili redukciji apoptoze nije u potpunosti jasan.