La importancia del zinc para los organismos vivos quedó establecida por primera vez en 1869 en una investigación sobre un hongo (Aspergillus niger). Más tarde, se descubrió que este microelemento era esencial para el desarrollo normal de las plantas y para el crecimiento de los animales y los seres humanos.
El enterocito
Los enterocitos son células epiteliales situadas en la superficie de las vellosidades del intestino delgado (figura 1). Las membranas celulares de los enterocitos que están orientadas hacia la luz se repliegan en microvellosidades para aumentar la superficie disponible para los procesos de absorción.
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Por ejemplo:
- En el ámbito celular, el zinc desempeña un importante papel en el control de la proliferación, desarrollo y homeostasis de las células. Esto no solo afecta el crecimiento en general, sino también el desarrollo neurocomportamental del individuo.
- Además, desempeña un papel importante en el sistema inmunitario, en los procesos curativos de lesiones, entre otros cientos.
Absorción
Las proteínas de los alimentos solo pueden absorberse después de haber sido digeridas por enzimas proteolíticas presentes en la luz del tracto digestivo, que las hidrolizan a aminoácidos, dipéptidos y tripéptidos. La membrana plasmática luminal del enterocito contiene transportadores de aminoácidos (figura 1).
- Cuatro tipos de transportadores de aminoácidos, dependientes de sodio, intervienen en la absorción de aminoácidos ácidos, básicos o neutros. En la membrana basolateral del enterocito existen otros transportadores que exportan aminoácidos a la sangre (figura 1).
- Sin embargo, a diferencia del uso de iones metálicos (figura 1), la vía de absorción de aminoácidos es difícil de saturar dado que la demanda de este nutriente es alta. Además, la absorción de aminoácidos se ve muy poco influida por otros elementos de la dieta (figura 2).
El contenido de zinc intracelular está estrictamente regulado por proteínas de unión y transportadores de diversos tipos, que garantizan su absorción y transporte.
Tanto el zinc de la dieta como la mayoría de los suplementos que liberan este mineral en el intestino están en forma de iones libres. Estos iones libres se unen a los transportadores de zinc que lo ingresan en los enterocitos en el duodeno y el yeyuno.
En los mamíferos, hay dos familias de transportadores de zinc:
- Las proteínas similares a Zrt e Irt (ZIP)
- Transportador de zinc (ZnT)
Existen al menos 14 tipos de transportadores ZIP y 10 tipos de ZnT distintos en las células humanas.
- Los transportadores ZIP y ZnT presentan funciones opuestas en el control de los niveles celulares de zinc. Los ZIP aumentan los niveles intracelulares de zinc al promover la captación de zinc (entrada) desde el medio extracelular, es decir, desde la luz del tracto digestivo (figura 1) o al intervenir en la liberación de zinc en la célula a partir de sus propias reservas.
- Por otro lado, los ZnT permiten que salga zinc (salida) de la célula al medio extracelular, como, por ejemplo, al plasma sanguíneo (figura 1). También promueven el secuestro del zinc en las vesículas intracelulares.
En el lado apical, los transportadores de ZIP captan zinc libre y lo introducen en la célula (figura 1).
El transportador ZIP4, por ejemplo, desempeña un importante papel en este proceso.
- Las mutaciones en ZIP4 pueden causar acrodermatitis enteropática (AE), una rara enfermedad genética autosómica recesiva en el ser humanos que lleva a una grave deficiencia de zinc.
- En una dieta pobre en zinc, el número de proteínas ZIP4 en la membrana plasmática de los enterocitos aumenta para maximizar la absorción del mineral. Además, otros transportadores de ZIP, como los ZIP2, también pueden contribuir a la absorción de zinc.
Una situación más común es la deficiencia de zinc causada por niveles dietéticos bajos. O, más probable, por antagonistas que interfieren en su absorción (figura 2).
Figura 1. El enterocito: comparación de la absorción mediante transportador de aminoácidos y mediante transportador de iones metálicos.
| Recientes investigaciones han demostrado que el zinc de las fuentes de Zinpro Performance Minerals® proporciona una vía alternativa de absorción y transporte del zinc a través de los transportadores de aminoácidos. Las formas orgánicas e inorgánicas del zinc utilizan los transportadores de iones metálicos. |
En el citoplasma de las células que absorben el zinc se pueden encontrar proteínas almacenadoras. Una clase de estas proteínas son las proteínas metalotioneínas.
Aquí cabe resaltar que las altas concentraciones de metalotioneínas no suponen que tengamos más zinc metabólicamente disponible.
En el lado basal del enterocito se encuentran unas proteínas transportadoras específicas que facilitan la liberación del mineral al torrente sanguíneo. El transportador ZnT1 cumple un papel muy importante en este proceso cuando transporta el zinc libre a través de la membrana basolateral.
En el tracto digestivo, la circulación sanguínea (figura 1) lleva el zinc directamente al hígado, donde es liberado a la circulación general y se redistribuye a otros tejidos.
El proceso de absorción por estos transportadores puede verse afectado por otras moléculas, como ya se ha mencionado. (figura 2). Por lo tanto, la biodisponibilidad de zinc (y de otros oligoelementos metálicos) debe calcularse siempre teniendo en cuenta otros componentes en la dieta. El ácido fítico, que se encuentra sobre todo en las plantas, puede unirse a los minerales y formar fitato.
Sin embargo, el contenido de ácido fítico es muy variable entre plantas e incluso entre distintas partes de estas, como las semillas o las hojas.
Se cree que el ácido fólico, presente fundamentalmente en verduras, puede interferir en la absorción de zinc debido a la formación de un quelato insoluble. Además de estar presente en fuentes naturales, el ácido fólico es un suplemento muy habitual en nutrición humana. Durante el embarazo, por ejemplo, el ácido fólico suele recetarse para asegurar el buen desarrollo del bebé.
Figura 2. Los transportadores de aminoácidos presentan menos interacciones antagonistas con otros ingredientes de la dieta en comparación con los transportadores de iones metálicos.
| Las fuentes ZPM son menos sensibles a la acción de antagonistas presentes en la dieta como hierro, cobre, calcio, ácido fítico y ácido fólico. No puede decirse lo mismo de las fuentes de zinc orgánico e inorgánico, cuya vía de absorción (a través de transportadores de iones metálicos) y forma molecular hacen que la absorción sea menos efectiva. |
- Debido a que tienen un tamaño y una carga similares, los metales divalentes pueden competir con el zinc por los mismos transportadores.
Por lo tanto, la presencia de otros oligoelementos, especialmente si se encuentran en grandes cantidades en suplementos en combinación con zinc, pueden reducir la absorción de este mineral.
Utilizar vías de absorción alternativas
En una dieta típica, la biodisponibilidad del zinc es de solo el 20 al 30 % y puede disminuir aún más en presencia de antagonistas (Figura 2). En situaciones en las que existe una saturación total de los transportadores, por altas concentraciones de iones de zn o de otro metal divalente en la luz, es importante ofrecer una fuente de Zn que utilice una vía de absorción y transporte alternativa para evitar la disminución de su disponibilidad.
Además, los iones de Zn presentes en el complejo de ZPM no se ven afectados por otros antagonistas de la dieta.
El zinc de las fuentes ZPM se formula unido a distintos aminoácidos, como el glutamato, la metionina y la lisina, para formar ZnGlu, ZnMet, ZnLys, etc. Al combinarlos, se pueden seleccionar varios transportadores para llevar los distintos tipos de aminoácidos.
Los complejos resisten bien al bajo pH del estómago, no se disocian y se absorben intactos (mineral-aminoácido); como se ha demostrado en diversas publicaciones científicas.
En estos estudios, se detectaron diferencias significativas con relación a la suplementación de zinc de otras fuentes.
En uno de estos estudios, los enterocitos humanos fueron expuestos a suplementación con zinc inorgánico y zinc de fuentes ZPM. La absorción de Zn libre procedente de fuentes inorgánicas se vio significativamente perjudicada en células con mutación genética en el transportador de Zn más importante, el ZIP4.
1- Sin embargo, con fuentes ZPM, tuvo su absorción en estas células similar a la de las células con ZIP4 intactos. Es decir, el zinc de fuentes ZPM puede entrar en las células, independientemente de si el ZIP4 (transportador clásico) está comprometido.
- Además, las células que simulan enterocitos expuestos al zinc inorgánico y a altos niveles de ácido fítico, ácido fólico, calcio y cobre tuvieron menos absorción de zinc, dado que estos elementos antagonizan la absorción de zinc libre.
2- A su vez, cuando estas células se expusieron al zinc de fuentes ZPM y a los antagonistas, la absorción de zinc no se vio afectada.
3- Además, los experimentos que utilizan técnicas de bloqueo de aminoácidos, con altas concentraciones de aminoácidos para saturar sus transportadores, confirmaron que el zinc de fuentes ZPM utiliza vías de transportadores de aminoácidos.
Con estos altos niveles de aminoácidos, la absorción de fuentes ZPM disminuyó debido a la interacción competitiva con los aminoácidos por su captación. Por el contrario, en estos experimentos, la absorción del zinc inorgánico libre no se vio afectada, porque esta fuente utiliza transportadores de ZIP (en lugar de transportadores de aminoácidos).
La estructura química de fuentes ZPM permite su liberación (una vez dentro de la célula o en la circulación general) de tal forma que el zinc pueda ejercer sus funciones fisiológicas prácticamente sin depender del sistema de transporte involucrado en su absorción.
Por ejemplo, niveles altos de zinc libre procedente de suplementos de zinc inorgánico desencadenarán una respuesta homeostática que aumentará los niveles de ZnT1 para activar las salida del zinc desde los enterocitos hasta el torrente sanguíneo. Al administrar zinc de las fuentes ZPM, la respuesta es similar.
Conclusiones
Como oligoelemento vital y dado que no hay grandes reservas accesibles en momentos de baja disponibilidad de zinc, es necesaria la suplementación constante. Pero recordando que la biodisponibilidad de zinc procedente de la dieta sufre varias interferencias, como ya se ha mencionado.
- Los nutricionistas desempeñan un importante papel al definir la mejor estrategia de suplementación. Por lo general, no se trata solo de satisfacer las necesidades de mantenimiento del animal, sino de mejorar el desempeño, la salud y el bienestar.
Además, es importante estar atento al uso de la mejor fuente; conocer las diferencias entre ellas, desde la calidad, entendiendo los procesos biológicos, hasta las evidencias científicas.
Los suplementos de zinc formulados con ZPM son capaces de utilizar una vía de transporte alternativa, como la vía de absorción de aminoácidos. Dado que la demanda de aminoácidos en el organismo es mucho más alta que la de oligoelementos, los transportadores de aminoácidos son mucho más numerosos. Esta disponibilidad de transportadores ciertamente influye en la eficiencia del transporte.
Aunque no se ha discutido en este artículo, otro factor que parece influir en la eficiencia de la absorción es el tipo de aminoácido al cual está unido el oligoelemento, ya que unos aminoácidos se absorben con mayor facilidad que otros. Por lo tanto, una selección de zinc de las fuentes ZPM puede conducir a un índice de absorción alto gracias a la diversidad de transportadores.
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