Escrito por: Andreas M. Grabrucker - Lead of the Bio Materials Cluster Of the Bernal Institute
, Leonardo Linares - Research and Nutritional Services (Poultry) - Zinpro Corporation
A importância do zinco para os organismos vivos foi reconhecida pela primeira vez em 1869 em pesquisas sobre um fungo (Aspergillus niger). Mais tarde, descobriu-se que o zinco é essencial para o desenvolvimento adequado de plantas, animais e humanos.
Por exemplo: No âmbito celular, o zinco tem um papel no controle da proliferação, desenvolvimento e homeostase das células. Isso não só afeta o crescimento em geral, mas também o desenvolvimento neurocomportamental do indivíduo. Além disso, o zinco desempenha um papel importante no sistema imunológico, nos processos curativos de lesões; entre centenas de outros.
O enterócito
Enterócitos são células epiteliais localizadas na superfície das vilosidades do intestino delgado (Figura 1). As membranas celulares dos enterócitos voltadas ao lúmen dobram-se em microvilosidades para aumentar a área de superfície disponível aos processos absortivos. Os enterócitos são chamados de células polares, pois sua morfologia tem um lado apical – voltado ao lúmen do trato GI – claramente distinto de um lado basal, onde as funções secretórias são desempenhadas, culminando na liberação de nutrientes para a corrente sanguínea.
Os enterócitos, que compreendem mais de 80% das células epiteliais do intestino delgado, têm uma alta taxa de reposição e renovam-se frequentemente. Essas células, mediam a absorção de zinco e são responsáveis pela absorção de uma variedade de outros nutrientes.
As proteínas dos alimentos só podem ser absorvidas após serem digeridas em aminoácidos ou di e tripeptídeos por enzimas proteolíticas no lúmen do trato GI. A membrana plasmática luminal dos enterócitos contém transportadores de aminoácidos (Figura 1)
Quatro tipos de transportadores de aminoácidos, dependentes de sódio, mediam a absorção de aminoácidos básicos, neutros ou ácidos. Na membrana basolateral do enterócito, há mais transportadores que exportam aminoácidos para o sangue (Figura 1). Porém, bem diferente da utilização de íons metálicos (Figura 1), a rota de absorção de aminoácidos é difícil de saturar pois a demanda por este nutriente é alta. E a absorção de aminoácidos é minimamente antagonizada por outros elementos da dieta (Figura 2).
Absorção
Os teores intracelulares de zinco são rigorosamente regulados por proteínas ligadoras e transportadores de zinco de vários tipos, que garantem sua absorção e transporte.
O zinco da dieta e da maioria dos suplementos é disponibilizado como íons de zinco livres para o trato GI; que são levados por transportadores para dentro dos enterócitos no duodeno e jejuno.
Há pelo menos 14 tipos de transportadores ZIP e 10 tipos de ZnT diferentes nas células humanas.
Os transportadores ZIP e ZnT parecem ter papéis opostos no controle dos teores celulares de zinco. Os ZIP aumentam o teor de zinco intracelular ao promover absorção (importação) de zinco do ambiente extracelular – como o lúmen do trato GI (Figura 1) ou ao mediar a liberação de zinco das reservas intracelulares.
Por sua vez, os ZnT mediam o e fluxo (exportação) de zinco de dentro das células para o líquido extracelular – como o plasma sanguíneo (Figura 1) ou ao “sequestrar” zinco para dentro de vesículas intracelulares.
No lado apical, os transportadores ZIP absorvem zinco livre para dentro da célula (Figura 1). O transportador ZIP4, por exemplo, exerce um papel muito importante nesse processo.
Mutações no ZIP4 podem causar acrodermatitis enteropathica (AE), um raro distúrbio genético recessivo em humanos que leva a uma grave deficiência de zinco. Numa alimentação pobre em zinco, a quantidade de ZIP4 na membrana plasmática dos enterócitos aumenta para maximizar a absorção de zinco. Além disso, outros transportadores ZIP, como o ZIP2, podem contribuir para a absorção de zinco.
No caso de uma alimentação rica em zinco, os transportadores podem ser saturados e ter quantidade reduzida na superfície celular, protegendo o corpo de efeitos tóxicos de uma sobrecarga de zinco; apesar da toxicidade ser rara. Uma situação mais comum é a deficiência de zinco causada por baixos teores na dieta, ou, mais provavelmente, por antagonistas da sua absorção (Figura 2).
A absorção de zinco pode ser afetada por fibras, ácido fítico, ácido fólico, ferro e outros metais bivalentes, como cobre e cálcio; que podem se ligar ao zinco, tornando-o indisponível aos seus transportadores.
Pesquisas recentes mostraram que o zinco de fontes ZPM (Zinpro Performance Minerals®) aciona uma rota alternativa de absorção/transporte, utilizando os transportadores de aminoácidos. As formas inorgânicas e orgânicas de zinco utilizam os transportadores de íons metálicos.
No citoplasma de células que absorvem zinco, podem ser encontradas proteínas ligadoras de zinco. Uma classe dessas proteínas é a das metalotioneínas. Aqui é importante ser dito que, altas concentrações de metalotioneínas não quer dizer que teremos mais zinco metabolicamente disponível.
No lado basal do enterócito, proteínas transportadoras específicas facilitam a liberação de zinco para a circulação sanguínea. O transportador ZnT1 exerce um papel muito importante nesse processo ao transpor zinco livre através da membrana basolateral. No trato GI, o sistema circulatório (Figura 1) leva o zinco diretamente para o fígado, onde é liberado na circulação sistêmica e redistribuído a outros tecidos.
O processo de absorção de zinco por esses transportadores pode ser afetado por outras moléculas, como já citado (Figura 2). Portanto, a biodisponibilidade do zinco (e de outros microminerais metálicos) sempre tem que ser mensurada considerando outros componentes da dieta. O ácido fítico, encontrado principalmente em plantas, consegue se ligar a minerais e tornar-se fitato.
Porém, o conteúdo de ácido fítico pode variar muito entre diferentes plantas e partes, como sementes e folhas. Acredita-se que o ácido fólico, que é encontrado principalmente em verduras, afeta a absorção de zinco por meio da formação de um quelato insolúvel.
Além de ter fontes naturais, o ácido fólico é um suplemento nutricional comum para humanos. Por exemplo, o ácido fólico é comumente receitado para mulheres gestantes para garantir o bom desenvolvimento do bebê.
O zinco ZPM (Zinpro Performance Minerals®) é também menos vulnerável a antagonistas na dieta, como ferro, cobre, cálcio, ácido fítico e ácido fólico. Isso não acontece com fontes inorgânicas e orgânicas de zinco, por causa de sua forma molecular e da utilização de íons metálicos para a absorção.
Por terem tamanhos e cargas parecidas, os metais bivalentes podem competir pelos mesmos transportadores de zinco. Portanto, outros microminerais, principalmente quando combinados com zinco em suplementos com altos teores, podem diminuir a absorção de zinco.
Utilizando rotas de absorção alternativas Numa dieta típica, a biodisponibilidade do zinco é de somente 20 a 30% e pode diminuir ainda mais na presença de antagonistas (Figura 2). Em situações em que há saturação total de transportadores de zinco, por altas concentrações de íons de zinco ou de outro metal bivalente no lúmen, é importante oferecer uma fonte de zinco que utilize rotas alternativas de absorção/transporte para evitar a diminuição da sua disponibilidade.
Por ter uma estrutura geral semelhante à dos aminoácidos, o zinco de fontes ZPM é captado por transportadores de aminoácidos, e consequentemente utiliza uma rota de absorção menos saturada.
Além disso, os íons de zinco contidos no complexo de zinco ZPM são protegidos contra fatores antagonistas na dieta. O zinco de fontes ZPM é ligado a diferentes aminoácidos, como glutamato, metionina e lisina, para formar ZnGlu, ZnMet, ZnLys, etc. Utilizados em combinação, vários transportadores que transportam diferentes tipos de aminoácidos podem ser selecionados.
Os complexos ZPM resistem ao baixo pH do estomago, não se dissociam, e são absorvidos intactos (mineral-aminoácido); conforme demonstrado em diversas publicações científicas. Nesses estudos, foram detectadas diferenças significativas em relação à suplementação com zinco de outras fontes. Num estudo, enterócitos humanos foram expostos a suplementação com zinco inorgânico e zinco de fontes ZPM. A absorção de zinco livre oriundo de fontes inorgânicas foi significativamente prejudicada nas células com mutação genética do transportador de zinco mais importante, ZIP4.
Porém, com zinco de fontes ZPM, teve sua absorção nessas células semelhante à de células com ZIP4 íntegros. Ou seja, o zinco de fontes ZPM pode entrar nas células, independentemente do ZIP4 (clássico transportador) estarem comprometidos. Além disso, células simuladoras de enterócitos expostas a zinco inorgânico e altos teores de ácido fítico, ácido fólico, cálcio e cobre, tiveram menos absorção de zinco, pois estes antagonizaram a absorção de zinco livre.
Por sua vez, o tratamento dessas células com zinco de fontes ZPM não teve a absorção afetada na presença de antagonistas.
Ademais, experimentos utilizando técnicas de bloqueio de aminoácidos, com altas concentrações de aminoácidos para saturar seus transportadores, confirmaram que o zinco de fontes ZPM utiliza rotas de transportadores de aminoácidos.
Com esses altos teores de aminoácidos, a absorção de zinco de fontes ZPM foi menor, por competir com os aminoácidos pela captação. Ao contrário, o zinco inorgânico livre nesses experimentos não teve sua absorção afetada, porque utiliza transportadores ZIP (em vez de transportadores de aminoácidos).
A estrutura química do zinco de fontes ZPM possibilita sua liberação (assim que estiver dentro das células ou na circulação sistêmica) de tal forma que o zinco consegue exercer suas funções fisiológicas praticamente independente do sistema de transporte envolvido em sua absorção.
Por exemplo, altos teores de zinco livre fornecido por suplemento de zinco inorgânico desencadeia uma resposta homeostática que eleva os teores de ZnT1 para promover a exportação do zinco captado nos enterócitos para a circulação sanguínea. Uma resposta semelhante pode ser observada após o fornecimento de zinco utilizando fontes ZPM.
Conclusões Como um micromineral vital e dado que não há grandes reservas acessíveis em momentos de baixa disponibilidade de zinco, uma suplementação constante faz-se necessária. Mas lembrando que a biodisponibilidade do zinco oriundo da dieta sofre diversas interferências, como já mencionado.
Os nutricionistas têm um papel importante de definir a melhor estratégia de suplementação. Na maioria das vezes, não é só atender as necessidades de mantença do animal e sim, ter como objetivo a melhora do desempenho, saúde e bem-estar.
Além disto, é importante estar atento ao uso da melhor fonte; conhecer as diferenças entre elas, desde a qualidade, entendendo os processos biológicos, até as comprovações científicas.
Os suplementos de zinco de fontes ZPM conseguem utilizar rotas alternativas de transporte, como os sistemas de absorção de aminoácidos. Por terem demanda significativamente maiores, os aminoácidos têm substancialmente mais transportadores do que qualquer micromineral. Com certeza esta disponibilidade de transportadores influencia a eficiência do transporte.
Mesmo não tendo sido discutido neste artigo, um outro fator que parece afetar a eficiência da absorção é o aminoácido ao qual o micromineral é ligado, havendo aminoácidos que são absorvidos mais eficientemente que outros. Portanto, uma seleção de zinco de fontes ZPM pode levar a uma alta taxa de absorção por sua diversidade de transportadores. Faça a melhor escolha!
Por: Andreas M. Grabrucker, Departamento de Ciências Biológicas, Bernal Institute, Universidad de Limerick, Limerick (Irlanda) e Leonardo Linares, Zinpro Corporation, Eden Prairie, Minnesota (Estados Unidos)
