Možno, že keď ste sa kúpali v mori, tak ste zauvažovali nad tým, čo všetko tá voda obsahuje. Neviem, či vám napadlo, koľko je v nej rozpusteného zinku. Aj v morskej vode je jeho koncentrácia značne vysoká - 0,01 miligramu v jednom litri.
Základné chemické a fyzikálne vlastnosti
Zinok (lat. zincum, nem. Zink) je chemický prvok v periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Zn a protónové číslo 30. Je to mäkký, ľahko taviteľný kov. Čistý zinok je striebrobiely až modrobiely mäkký kov, ktorý sa na vzduchu rýchlo pokrýva šedobielou vrstvičkou oxidu zinočnatého ZnO, čím sa chráni pred ďalším pôsobením okolia. Za normálnej teploty je veľmi krehký, a preto sa musí spracovávať pri zvýšenej teplote.
Zinok je mäkký ľahko taviteľný kov, používa sa od stredoveku. Slúži priemyselne ako súčasť rôznych zliatin, používa sa pri výrobe farbív i liekov, ale jeho prítomnosť v potrave je nevyhnutná aj pre správny vývoj ľudského organizmu.
Historické a etymologické poznámky
Zinok ako kov bol známy už od nepamäti. Tak ako mnoho iných prvkov aj tento dostal svoje pomenovanie v Nemecku. Zink je odvodený od slova zubatý alebo rohatý. Jeho čistú formu ľudia nespoznali tak ako pri medi, zlate, striebre či iných kovoch, priamo z prírody, keďže tieto kovy sa v nej vyskytujú aj v rýdzej podobe, ale v podobe zliatin a zlúčenín. Najznámejšou zliatinou bola mosadz, ktorá má široké uplatnenie a je známa od nepamäti.
Výskyt v prírode a suroviny
V zemskej kôre je pomerne bohato zastúpený. Priemerný obsah činí približne 100 mg/kg. Hlavným minerálom a rudou pre priemyselnú výrobu zinku je sfalerit, chemicky sulfid zinočnatý ZnS. Ďalším minerálom zinku je smithsonit (predtým kalamín), uhličitan zinočnatý ZnCO3 a oxid zinočnatý - zinkit. Vzácne sa v prírode môžeme stretnúť aj elementárnym, kovovým zinkom. Baníci sa najčastejšie stretávali so zinkom v podobe minerálu sfaleritu ZnS.
Prečítajte si tiež: Zemská Kôra: Zinok a Hliník
Zinok v prírode veľmi často sprevádza olovo a aj u nás je to tak. Z nášho okresu poznáme dve náleziská polymetalického charakteru, kde sa ťažil aj zinok. Prvé je v katastri obce Slovenská Ľupča. Ložisko Stráža sa nachádza na úbočí vrchu Stráž. Na ploche približne 600 x 100 m sa nachádzajú zvyšky po banských kutacích prácach. Ich hĺbka nebola veľká, dosahovala maximálne 30 m. Druhým polymetalickým náleziskom je lokalita Drienok pri Ponikách.
Kedy sa tu začalo ťažiť, nevieme, ale predpokladá sa, že baníkov sem pritiahlo zlato, ktoré sa tu ťažilo už v 14. storočí. Z písomných dokladov je ťažba doložená už v roku 1604, ale už o päť rokov ju zastavili. História zaznamenala mnoho pokusov o jej obnovenie, ale všetky boli neúspešné. Posledné pokusy boli začiatkom 20. storočia. V rokoch 1957 až 1968 tu bol vykonaný intenzívny geologický prieskum, ale jeho výsledky boli tiež nepriaznivé. Hlavným prvkom, ktorý sa tu ťažil, bolo olovo. Zinok sa ťažil ako jeho verný sprievodca. Okrem týchto dvoch prvkov sa ťažilo aj striebro a spomínané zlato. Pomer obsahu olova voči zinku sa odhaduje od 5:1 do 10:1. Maximálna koncentrácia olova v rude dosahuje 20 %, ale takáto hranica je skôr ojedinelá.
Zliatiny a priemyselné využitie
Zinok sa pomerne často využíva ako ochranný povlak na kovoch, najčastejšie na železe. Jeho zliatina s meďou, ako sme už spomínali, sa nazýva mosadz a s meďou a striebrom sa nazýva nové striebro. Ďalšou skupinou zliatin, ktoré majú dobré mechanické vlastnosti, sú zliatiny s hliníkom.
Biologická úloha zinku
Zinok je aj veľmi významný biogénny prvok. Je súčasťou niektorých enzýmov. Biologická úloha zinku v ľudskom tele je dlhodobo známa, ale klinické prejavy jeho deficitu boli identifikované neskôr. Zn je nevyhnutný, základný prvok, pretože je integrálnou súčasťou mnohých metaloenzýmov v tele a podieľa sa na biologických funkciách.
Zinok stabilizuje a ochraňuje integritu bunkových membrán redukciou tvorby voľných radikálov a prevenciou lipidovej peroxidácie. Takisto je nevyhnutný pre imunitný systém. Zúčastňuje sa syntézy proteínov, bunkovej reprodukcie, hojenia rán a hrá podstatnú úlohu pri fertilite. Zn zastáva kľúčové funkcie v organizme. Zinok tvorí súčasť viac ako 3 000 bielkovín v ľudskom tele, 300 enzýmov, nukleárnych faktorov, hormónov. Má funkciu katalytickú, štruktúrnu - ako súčasť bunkových membrán a enzýmov, regulačnú - pri génovej expresii (účinkuje ako transkripčný faktor a má úlohu signalizačnú), pôsobí pri uvoľňovaní hormónov ako neurotransmiter.
Prečítajte si tiež: Komplexná starostlivosť o pohybový aparát: Walmark Vápnik Horčík Zinok
Úloha pri imunitnej funkcii a hojení
Suplementácia Zn má veľmi široké použitie od redukcie trvania malárie až po liečbu ťažkých respiračných a črevných ochorení. Suplementácia Zn znižuje incidenciu infekcií u dospelých. Efekt liečby Zn bol sledovaný hladinou cytokínov a oxidatívneho stresu. Zn v perorálnej aplikácii je účinný v procese hojenia rán, vredov predkolenia u pacientov s deficitom Zn. Podieľa sa na regulácii migrácie keratinocytov - stimuluje epitelizáciu. Zúčastňuje sa na regulácii apoptózy cytoprotektívnym účinkom sprostredkovaným svojím antioxidačným pôsobením a zvýšením odolnosti proti bakteriálnym toxínom.
Zn je súčasťou mnohých enzýmov, vrátane metaloproteináz, ktoré sa podieľajú na samočistiacich procesoch odumretých tkanív (v angl. auto-debridement). V topickej aplikácii poskytuje aj priamy antibakteriálny účinok v mieste rán, čím bráni ich superinfekcii, uľahčuje ich čistenie (odstraňovanie nekrotického tkaniva) zvyšovaním kolagénolytickej aktivity. Odporúčaná liečba je 20 - 50 mg Zn denne počas štyroch týždňov, potom sa pokračuje dávkou 15 - 30 mg.
Inflammation: Immune Response to Tissue Injury or Infection
Klinické prejavy nedostatku zinku
Získaná karencia Zn je častejším medicínskym problémom než vrodená. Dlhotrvajúci deficit tohto prvku sa môže spájať s častými infekciami, nehojacimi sa ranami, retardáciou rastu, anorexiou, anémiou, fotofóbiou, hypogonadizmom, oneskorenou pubertou, alteráciou mentálneho statusu. Získaný deficit Zn sprevádza dermatologická symptomatológia.
Klinické znaky nedostatku Zn na koži varírujú a závisia od jeho sérovej hladiny. Etiologicky signifikantne nízka hladina Zn rezultuje do kožných zmien vrodeného ochorenia, prejavujúceho sa už v detskom veku - acrodermatitis enteropathica, ktorého jedinou príčinou je nedostatok Zn. Ide o autozomálne recesívne podmienenú malabsorpciu Zn, pri ktorej už bolo identifikovaných viac než 20 mutácií. Jednou z nich je mutácia v géne SLC39A4 lokalizovanom na chromozóme 8q24.3, ktorý kóduje prenášač Zn - proteín ZIP4, ktorý je dysfunkčný. Vznik kožných prejavov nastáva v priebehu niekoľkých dní až týždňov po ukončení dojčenia. Materské mlieko čiastočne nahrádza vrodený deficit Zn.
Lézie sú ekzematózne, ošupujúce sa, vznikajú vezikuly, buly, pustuly. Klinické prejavy majú vzhľad obarenej kože, progredujú, tvoria sa ragády. Dochádza k sekundárnej bakteriálnej a mykotickej superinfekcii. Často býva prvým prejavom angulárna cheilitída, neskôr paronychia. Ak sa pacient nelieči, ochorenie progreduje, vytvárajú sa erodované lézie, dochádza k macerácii kože, alopécii a fotofóbii.
Prečítajte si tiež: Synergické účinky jódu, zinku a vitamínu D
Nižšia hladina Zn, tzv. hypozinkémia, sa prezentuje menej jasnými klinickými prejavmi, z čoho vyplýva, že býva často nediagnostikovaná. Kožné prejavy pri získanom deficite Zn sú rovnaké, len miernejšie než pri vrodenej forme. Rozpoznanie variability kožných lézií je nutné na identifikáciu ochorení spôsobených deficitom Zn. Laboratórne testy môžu byť nápomocné, avšak terapeutická odpoveď je zlatým štandardom potvrdenia diagnózy. Samotná laboratórna hodnota Zn v sére nie je dôveryhodná, pretože aktivita ochorenia nemusí bezpodmienečne korelovať s jej hodnotou. Doplnenie Zn do organizmu rezultuje do rýchlej odpovede zhojením.
Dermatologické súvislosti a liečba akné
V literárnych zdrojoch, ktoré sa venujú medicínskej úlohe Zn, sú uvedené štúdie, ktoré objasňujú súvislosť karencie Zn a systémových ochorení. V dermatológii zohráva daný deficit negatívnu úlohu pri ochorení psoriasis pustulosa, kedy je vhodné dodať 30 - 90 mg Zn denne, ďalej pri vitiligu aj atopickej dermatitíde, pri ochoreniach spojených s poruchou imunity.
Profesorka B. Drenoová vo svojej štúdii Zinok a akné pozorovala zmeny počtu papúl a pustúl v tvárovej oblasti pri perorálnej liečbe acne vulgaris s dávkou 30 mg elementárneho Zn denne (vo forme glukonátu Zn) po jednom a dvoch mesiacoch liečby.
Vplyv na vlasy, nechty a endokrinné súvislosti
Zmena kvality vlasov a ich vypadávanie, iniciálne okcipitálne, strata pigmentu, suchosť, lámavosť (štrukturálne anomálie) vedú k fragilite a alopécii. Preriednutie obočia i mihalníc sú taktiež symptómom nedostatku Zn. Spomalí sa rast nechtov, sú lámavé, objaví sa leukonychia, štiepenie.
Koncentrácia Zn vo vlasoch je spoľahlivejším ukazovateľom jeho množstva. Normálne hodnoty sú v rozsahu 150 - 240 μg/g vlasov. Úroveň nižšia ako 70 µg/g svedčí o jeho nedostatku. Množstvo Zn, ktoré sa dostáva ku koreňu vlasu, ovplyvňuje aj rýchlosť rastu vlasov. Súvislosť s endokrinopatiou štítnej žľazy je zrejmá. Hypotyreóza je častá a relatívne jednoducho diagnostikovateľná príčina difúzneho vypadávania vlasov. Zn a ďalšie stopové prvky, ako je Cu a selén, sú potrebné pre syntézu hormónov štítnej žľazy a ich nedostatok môže mať za následok hypotyreózu. Naopak, hormóny štítnej žľazy sú nevyhnutné pre vstrebávanie Zn, a preto hypotyreóza môže mať za následok získaný nedostatok Zn. Vypadávanie vlasov z dôvodu hypotyreózy sa nezlepší napriek správnej hormonálnej substitúcii, ak sa nedoplní liečba Zn.
Diagnostika a doplnenie zinku
V organizme dospelého muža (s váhou 70 kg) sa nachádza 1,4 - 2,3 g (21 - 35 mmol) Zn. Laboratórne testy môžu byť nápomocné, avšak terapeutická odpoveď je zlatým štandardom potvrdenia diagnózy. Sérové hladiny Cu majú tendenciu kolísať nepriamo so sérovými hladinami Zn a bolo navrhnuté, že pomer Zn-Cu môže byť použitý ako index Zn. Normálne hodnoty Zn možno získať aj v jeho subklinickom nedostatku. Zníženie hladiny Zn môže znamenať posun Zn z plazmy do iného orgánu.
Odporúčaná dávka je 12,5 - 25 mg Zn pre dospelých a dospievajúcich nad 12 rokov veku. Odporúčaná liečba je 20 - 50 mg Zn denne počas štyroch týždňov, potom sa pokračuje dávkou 15 - 30 mg. Aby bola liečba Zn úspešná, je dôležitý aj spôsob jeho podávania. Tablety sa majú zapiť dostatočným množstvom tekutiny.
Toxicita a interakcie
Zn je pre organizmus bezpodmienečne potrebný - konzekvencie jeho nedostatku sú nám známe, avšak je nutné poznať aj prejavy, ktoré sprevádzajú výnimočnú intoxikáciu zinkom pri jeho nadmernom perorálnom príjme. Nedostatok Zn interdisciplinárne spôsobuje zhoršenie zraku pri diabetes mellitus. Zn je súčasťou inzulínového jadra: šesť molekúl inzulínu tvoriacich hexamér sa viaže na dva atómy Zn.
Prehltnutie mince (1 centu USD), ktorá obsahovala 97 % Zn, malo za následok poškodenie žalúdočnej sliznice u detí a psov. Napriek tomu, že Zn sa považuje za relatívne netoxický, pri príjme per os môže spôsobiť prejavy ako nauzea, vracanie, epigastrická bolesť, letargia a únava, a to pri extrémne vysokom prijme - 100 až 300 mg denne a viac (inhalácia v priemysle kovov).
Súbežné užívanie solí Fe, Cu a vápniku môže znižovať vstrebávanie Zn. Zn znižuje vstrebávanie antibiotík - tetracyklínov, ofloxacínu a iných chinolónov, norfloxacínu, ciprofloxacínu. Jedlá s vysokým obsahom fytínov môžu tiež znižovať vstrebávanie Zn.
Vybrané klinické poznámky a odkazy
Doplnenie Zn do organizmu rezultuje do rýchlej odpovede zhojením. Pozitívna odpoveď na liečbu v prípade podozrenia zostáva zlatým štandardom diagnostiky. V literatúre sú uvedené štúdie a prehľady: Kumar P, Lal NR, Mondal AK et al. Zinc and skin: a brief summary; Bhowmik D, Chiranjib K, Kumar PS. A potential medicinal importance of zinc in human health and chronic disease; Lansdown AB, Mirastschijski U, Stubbs N et al. Zinc in wound healing: Theoretical, experimental, and clinical aspects; Prasad AS, Beck FW, Bao B et al. Zinc supplementation decreases incidence of infections in the elderly: effect of zinc on generation of cytokines and oxidative stress a ďalšie.
| Aspekt | Kľúčové informácie |
|---|---|
| Atómové číslo / symbol | 30 / Zn |
| Farba a vzhľad | Striebrobiely až modrobiely kov, na vzduchu pokrytý ZnO |
| Hlavné minerály | Sfalerit (ZnS), smithsonit (ZnCO3), zinkit (ZnO) |
| Priemerný obsah v zemskej kôre | ~100 mg/kg |
| Koncentrácia v morskej vode | 0,01 mg/l |
| Biologická úloha | Komponent enzýmov, imunitná funkcia, hojenie rán, syntéza proteínov |
| Odporúčaná suplementácia | 12,5-25 mg (dospelí), terapeuticky 20-50 mg denne |
tags: #zinok #periodicka #tabulka