分子遺傳學與基因治療

全文

評論文章
缺鋅及其對大腦的影響:最新進展

維賈伊·庫馬爾1,*Ashok Kumar2Sandeep Kumar辛格1(Sanjeev Kumar Tripathi3.,迪·庫馬爾4情景不禁啜泣辛格5Seema已經受理6

1印度北方邦勒克瑙SGPGIMS神經內科
2印度北方邦勒克瑙SGPGIMS醫學遺傳學係
3.印度北方邦坎瑙吉市GMC微生物學係客座教授
4印度北方邦法紮巴德R.M.L.阿瓦德大學博士研究生院化學係
5Bheem Rao Ambedkar Bihar大學,Muzaffarpur, Bihar,印度
6Jhunjhunwala學位學院,Dr. R.M.L. Avadh大學,印度北方邦法紮巴德

*通訊作者:印度勒克瑙226014,桑傑甘地醫學研究生院神經學係維賈伊·庫馬爾,電話:+91- 522-2494162;傳真:91-522-2668017;電子郵件:vijaykumarcbt@gmail.com


摘要

目的:研究鋅的臨床作用及鋅在人體健康、衰老和免疫衰老過程中的作用。

簡介:鋅具有多種生理過程,如生長發育、免疫係統的維持和組織修複。它的缺乏可以在衰老過程中發揮作用,在一些與年齡有關的慢性疾病的病因,如動脈粥樣硬化,神經係統退行性疾病,免疫衰老和癌症。它還參與許多內穩態機製的維持,作為許多酶、蛋白質和信號轉錄因子的生物活性的結構和調節催化劑離子,以及細胞增殖和基因組穩定性。本文就鋅的生理特性及其可能的保護作用作一綜述。鋅有多種抗氧化劑的作用;一個細胞器穩定器;一個抗凋亡劑;還有抗炎劑。本文還將綜述鋅作為抗氧化劑對氧自由基的保護作用及其在神經退行性疾病和其他炎症性疾病中的意義。

圖形抽象

結論:鋅仍然是一個重大的公共衛生問題。鋅離子缺乏會導致生長不正常、免疫力低下等症狀。建議劑量的鋅在藥物治療中是有用的。

關鍵字

鋅;大腦;老化;抑鬱症;缺乏;氧化應激

簡介

鋅(Zn)是人類和動物的重要微量元素,參與體內許多代謝和信號通路。它在各種生理功能中發揮重要作用,如有絲分裂細胞分裂、免疫係統活性、蛋白質和核酸的合成,並作為酶或金屬蛋白的輔助因子[1,2]。人體大約含有2克鋅,主要存在於睾丸、肌肉、肝髒和腦組織中。在大腦中,鋅在海馬體、杏仁核、大腦皮層、丘腦和嗅皮層中濃度最高。它是大腦中主要的金屬離子之一,有助於調節神經發生、神經元遷移和分化,從而形成認知發展和維持健康的大腦功能。鋅可以從所有食物中獲得,但一些重要的膳食來源包括紅肉、家禽、魚、其他海鮮、豆類、堅果、全穀物和乳製品[3-12]。

鋅的生物學功能

鋅在生物化學和生理功能方麵的重要作用已得到公認。它是一種含量豐富、分布普遍的微量元素。它在許多蛋白質中具有結構、功能和組合作用,如水解酶、轉移酶、氧化還原酶、連接酶、異構酶和裂解酶。在結構上,鋅存在於不同的蛋白質結構域。鋅可以調節蛋白質的活性,如受體和酶,這些蛋白質參與了許多過程的調節,包括大分子的合成,信號級聯和基因轉錄的調節,以及運輸過程。鋅作為細胞內信號轉導的第二信使最近被認識到。鋅還通過調節氧化還原穩態、DNA修複、合成和甲基化等多種作用參與維持基因組的穩定性。此外,鋅在神經係統的細胞間信號傳導中發揮作用,是一種神經遞質[6-8,13-17]。

鋅在人體健康中的作用

在生長發育遲緩、肝腫大、脾腫大、性腺功能減退和嚴重缺鐵性貧血的患者中認識到鋅對人體的重要性。缺鋅患者有嚴重的免疫功能障礙,常死於機會性感染。缺鋅會導致體液和細胞介導的免疫反應功能障礙,並增加對感染的易感性。它還與腹瀉疾病有關,有治療兒童急性腹瀉的療效報道。補充鋅可降低兒童腹瀉和肺炎死亡率。也有關於其他疾病如威爾遜氏病、慢性丙型肝炎、麻風病、利什曼病和普通感冒的益處報告[3,6,17-24]。

營養性缺鋅在發展中國家很常見,許多慢性疾病如風濕性關節炎、糖尿病和癌症中都存在條件缺鋅,這些疾病與慢性炎症和氧化應激有關。許多研究表明,缺鋅會增加炎症細胞因子和氧化應激的濃度,誘導細胞凋亡和內皮細胞功能障礙[6,8,23,25-29]。鋅在體內平衡、免疫功能、氧化應激、細胞凋亡和衰老中起著至關重要的作用,重大的公共衛生問題與缺鋅有關。在許多慢性疾病中,包括動脈粥樣硬化、幾種惡性腫瘤、神經係統疾病、自身免疫性疾病、衰老、與年齡相關的退行性疾病和威爾遜氏病,並發缺鋅可能使臨床特征複雜化,影響不良的免疫狀態,增加氧化應激,並導致炎症細胞因子的產生。在這些疾病中,氧化應激和慢性炎症可能起著重要的致病作用。因此,在任何情況下都必須評估鋅的狀況並糾正缺鋅現象,因為鋅的獨特性質可能對這些疾病有顯著的治療作用。本文綜述了鋅作為一種多用途微量元素,在體內平衡、增殖和凋亡中的生物學作用,以及在免疫和慢性疾病中的作用,如癌症、糖尿病、抑鬱症、威爾遜病、阿爾茨海默病和其他年齡相關疾病中的作用。

一般來說,鋅是人類健康,特別是老年人健康所必需的微量營養素。鋅在體內平衡、免疫功能、氧化應激、細胞凋亡和衰老中具有重要作用。在許多慢性疾病中,包括動脈粥樣硬化、幾種惡性腫瘤、神經係統疾病、自身免疫性疾病、衰老、與年齡相關的退行性疾病和威爾遜氏病,並發缺鋅可能使臨床特征複雜化,影響不良的免疫狀態,增加氧化應激,並導致炎症細胞因子的產生。在這些疾病中,氧化應激和慢性炎症可能起著重要的致病作用。因此,重要的是評估鋅的狀況並糾正缺乏症,因為鋅的獨特性質可能對這些疾病有顯著的治療效果[3,4,20,22,30]。

內穩態的鋅

在正常情況下,體內平衡控製正在進行,以避免鋅的過量積累或缺乏。這種內穩態源於參與鋅的攝取、排泄和細胞內儲存/運輸的不同蛋白質的同步調節作用。這些蛋白質包括膜轉運蛋白(ZnT和Zip)和金屬硫蛋白(MT),它們控製著細胞內鋅的水平。有趣的是,ZnT和MT的改變最近在衰老和AD中都有報道。鋅的細胞內穩態是由一種稱為金屬硫蛋白(MT)的緩衝蛋白調節的,它作為鋅的存儲和運輸蛋白(ZnT和ZIP家族)[14- 17,23,31-38]。

缺鋅

眾所周知,人類兒童缺鋅會導致侏儒症、智力和身體發育遲緩、免疫功能障礙和學習障礙。最近的研究表明,分泌的鋅2 +在信息處理、突觸可塑性、學習和記憶中起著重要作用。事實上,鋅2 +已被證明在海馬體中對誘導長期增強至關重要,長期增強是一種突觸信息存儲的形式,它已成為記憶形成機製的一個眾所周知的範例。缺鋅還會對免疫係統產生不利影響,增加氧化應激,增加炎症細胞因子的產生。然而,盡管鋅的重要性,過量的鋅具有神經毒性,並與神經退行性疾病有關。本研究的目的是綜述鋅含量與其神經保護作用之間關係的觀察性研究結果。懷孕期間的缺鋅會導致後代的特殊損傷,這種損傷已經在動物模型中觀察到,但也可能出現在人類身上。據報道,在自閉症譜係障礙(ASD)患者中,缺鋅的發生率與同齡的健康對照組相比顯著增加。這種低水平的鋅通常伴隨著銅超載而發生,據報道,銅/鋅比與自閉症相關症狀的嚴重程度有關[12,17,27,33,39-47]。

大腦中的鋅

鋅在大腦中含量豐富,尤其在聽覺腦幹、嗅球、杏仁核、海馬體和大腦皮層中含量豐富。它在許多細胞過程中起著關鍵作用,包括神經傳遞、酶活性、基因調節、蛋白質的結構維護和穩定。由於鋅在神經元內的廣泛作用,細胞內鋅的濃度受到嚴格控製。大腦中大部分(80-90%)的鋅與金屬結合蛋白結合,剩下的部分則包裹在大量興奮神經元亞群的突觸囊泡中。這種突觸或泡狀鋅以活性依賴性的方式釋放,並可調節多種神經遞質受體的激活,包括NMDA、AMPA、GABAA和甘氨酸受體,以及電壓依賴性離子通道[34,36,48,49]。

鋅和神經退行性疾病

鋅是人體必需的微量元素,對中樞神經係統功能的重要性日益受到人們的重視。鋅代謝失調的改變已被認為是幾種神經疾病發展的關鍵因素。在中樞神經係統中,鋅以兩種形式存在:第一種是與蛋白質緊密結合,第二種是在突觸前囊泡中發現的遊離的胞質或胞外形式。在正常情況下,從突觸囊泡中釋放的鋅可以調節電離性和代謝性突觸後受體。而在創傷性腦損傷、中風或癲癇等臨床情況下,鋅過量流入神經元已被發現會導致神經毒性和突觸後神經元損傷。另一方麵,越來越多的證據表明,鋅的缺乏,而不是過量,會增加患神經疾病的風險。事實上,缺鋅已被證明會影響神經發生,增加神經元凋亡,從而導致學習和記憶障礙。目前的研究表明,鋅缺乏會增加神經退行性疾病的風險,影響神經發生,增加神經元凋亡,從而導致學習和記憶障礙。這將鋅缺乏與大腦老化、抑鬱症、帕金森氏症和阿爾茨海默氏症聯係起來。據推測,飲用水中無機銅攝入量的增加可能在阿爾茨海默病的發病機製中起重要作用。 The elevation of the levels of Zn leads to a decrease of copper levels. A clinical essay indicates more improvement of symptoms in patients suffering from depression supplemented with Zn and antidepressants than in those who were administered a placebo and anti-depressants [15,16,36,50,51].

鋅和血腦屏障

缺鋅可能在增加血腦屏障或中樞神經係統的血管係統的通透性方麵發揮作用,該血管係統保護大腦免受各種有毒物質和外來物質的傷害。這種滲透性被認為在氧化應激時期急劇增加,例如體內的細菌或病毒感染。充足的鋅被認為可以通過其抗氧化特性保護這一屏障。

鋅與腦部疾病

多種腦部疾病都與鋅含量降低有關;這些疾病包括精神分裂症、酗酒、威爾遜氏病和匹克氏病。鋅被用於治療其中一些疾病,包括威爾遜氏病和某些類型的精神分裂症。

鋅在阿爾茨海默病中的作用

大腦某些部位的鋅含量升高與阿爾茨海默病有關。疾病的進展與大腦不同部位的鋅含量增加有關,但也與其他區域的鋅含量降低有關。目前還不清楚阿爾茨海默氏症患者大腦中的鋅水平發生了什麼變化,鋅的重新分配可能足以導致疾病惡化。這種再分配指的是鋅在大腦中不常見的區域的存在,這種情況可能會發生,例如,創傷性腦損傷。

鋅在肝豆狀核變性中的作用

在威爾遜氏病(有毒牛奶突變體)的小鼠模型中,由於蛋白質降解降低,肝髒MTs積累,這似乎提供了一些保護,免受肝髒高銅水平的影響。在肝豆狀核變性中,鋅治療不會加重患者的臨床症狀和/或實驗室檢查結果。然而,它確實改善了患者的一些臨床症狀。雖然服用鋅有一些副作用,但都沒有那麼嚴重。因此,醋酸鋅是一種推薦的治療方法,用於Wilson 's病患者的長期治療[4,8,40,52,53]。

鋅作為抗氧化劑

鋅是一種極好的抗氧化劑。抗氧化劑的作用是通過與自由基結合和中和來清除對人體細胞造成損害的自由基。鋅在抵消高鐵的破壞作用方麵特別好。鋅還能對抗引起全身炎症的自由基。微量元素鋅在抵抗活性氧和氮的胞質防禦中連接在一起。鋅-超氧化物歧化酶催化超氧化物歧化成氧和過氧化氫。後者和其他氫過氧化物隨後被硒化酶穀胱甘肽過氧化物酶(GPx)還原。鋅離子可能刺激保護性細胞應激信號通路,如抗凋亡的磷酸肌醇激酶-3-激酶/Akt級聯,並可能穩定蛋白質,從而使其不容易氧化。鋅離子在生物學中的一個重要功能是穩定蛋白質。鋅2 +氧化還原在生物係統中是惰性的嗎?因此,鋅在CuZn - SOD中的作用通常被認為是一種穩定成分。鋅2 +能夠通過[1]誘導應激反應,刺激mtf -1依賴的轉錄,激活應激響應信號級聯,如MAPK和PI3K/Akt。它還能穩定蛋白質硫醇。鋅2 +還可能穩定鋅蛋白中的硫醇,包括金屬硫蛋白和鋅指轉錄因子[54-56]。

鋅因其抗炎、抗氧化和其他特性而具有動脈粥樣硬化保護功能。補充鋅會降低人類動脈粥樣硬化的炎症生物標誌物。綜上所述,本研究顯示,在補充6個月後,鋅增加了老年受試者的抗氧化能力,降低了CRP、炎症細胞因子、粘附分子和氧化應激標記物,減少了THP-1細胞和HAECs中TNF-α、IL-1β、VCAM-1和MDA+HAE的生成,NF-κB活化,增加了A20和PPAR-α,提示鋅可能由於其抗炎和抗氧化功能而具有動脈粥樣硬化保護作用[6,32,57-60]。

氧化應激是許多慢性疾病的重要誘因。鋅是一種有效的抗炎和抗氧化劑。補鋅可導致炎性細胞因子的下調。鋅保護細胞免受自由基的氧化損傷。這可能是由於以下幾個因素:通過穩定細胞膜結構,維持足夠水平的MTs(自由基清除劑),作為超氧化物歧化酶(SOD)的基本成分,作為硫醇的保護劑,防止化學基團與鐵之間的相互作用形成自由基,以及作為NADPH氧化酶(自由基的有效清除劑)的抑製劑。MTs的作用是在進入細胞質後緩衝細胞質中的鋅,到目前為止,細胞內臨時儲存鋅似乎是MTs的唯一功能。在輻射、重金屬、脂質過氧化或活性氧存在時,MTs發揮著關鍵的保護作用(由於它們的氧化還原特性)。

在長期減少攝入或過度的未補償性損失後,缺鋅已在動物和人類中被描述過,並與氧化損傷水平增加有關,包括脂質、蛋白質和DNA氧化增加。長期缺乏鋅會使機體更容易受到氧化應激引起的損傷。更具體地說,鋅缺乏增加線粒體和微粒體膜的脂質過氧化水平和紅細胞膜的滲透脆弱性,而鋅的存在防止脂質過氧化;因此,鋅在保護細胞免受氧化應激方麵起著重要作用。最近的研究報道,金屬硫蛋白代表細胞鋅和細胞氧化還原狀態之間的聯係。在高氧化應激條件下,細胞氧化還原狀態的變化導致金屬硫蛋白釋放鋅,這是硫化物/二硫化物交換的結果。在有壓力的情況下,抗氧化劑對於調節釋放自由基的反應是絕對必要的[3,6,29,37,48,61-66]。鋅通過增加ROS誘導黑素瘤細胞凋亡,這種作用可能是通過ROS依賴性誘導p53和FAS/ FAS配體[60]介導的。

補充鋅的治療效果

鋅對發展中國家兒童的嬰兒腹瀉和急性呼吸道感染的治療具有有益作用,鐮狀細胞病患者和老年人的死亡率、發病率和感染率均有所下降,這是由於鋅在細胞介導免疫功能中發揮了重要作用。鋅在減少老年性黃斑變性進展方麵非常有效,並在許多患者中預防了失明。另一份報告發現,服用鋅的受試者死亡率顯著下降。鋅的攝入與克羅恩病(CD)的風險呈負相關,但與潰瘍性結腸炎(UC)的風險無關[66]。

神經保護的鋅

鋅(Zn)是一種必需的過渡d區元素。它是一種螯合治療藥物,同時具有多種神經保護作用。缺鋅以及大腦中鋅的再分配與更高的發病率有關。缺鋅對兒童的精神影響尤其大。據美國國立衛生研究院醫學圖書館稱,兒童體內鋅含量不足會導致學習能力下降、冷漠、嗜睡和智力遲鈍。過度活躍的兒童也可能缺鋅。由於鋅在大腦發育中的重要作用,孕期和哺乳期的缺鋅與兒童神經係統的先天性異常有關[42,67-70]。

鋅和抑鬱

抑鬱症是一種常見的精神障礙,與功能障礙、嚴重殘疾、發病率和死亡率有關。臨床研究表明,重度抑鬱症或單相抑鬱症患者血清鋅水平明顯低於非抑鬱症患者。部分患者血清鋅水平與抑鬱症嚴重程度呈負相關[50,71,72]。

鋅在大腦衰老中的作用

衰老是一個不可避免的過程,與病理特征的進展相關,如:氧化應激、細胞代謝改變、核酸損傷或異常形式的蛋白質沉積。缺鋅通常是膳食中鋅攝入量不足的結果。因此,鋅具有抗炎性能,低鋅狀態與感染易感性增加有關,細胞內鋅已被發現在免疫細胞信號傳遞中發揮關鍵作用。衰老的特征是免疫反應的逐步失調。因此,鋅被認為是一個很好的因素,可以重塑一些與年齡相關的變化,也可以通過減少炎症導致健康的衰老。另一方麵,在衰老過程中補充鋅可以改善免疫功能,降低感染死亡率。

上麵介紹的一些研究表明,鋅不僅在治療中有用,而且在與其他治療藥物聯合使用時也有用。在鋅和患者治療的背景下,其他重要的方麵是金屬螯合藥物,其積極作用在AD中特別強調。然而,大多數這些藥物的缺點是由於大腦中其他重要的二價金屬離子的螯合而產生的副作用。因此,隻有當腦鋅水平預期具有神經毒性作用時,才應使用螯合治療[26,73]。

近年來,鋅穩態調節蛋白如轉運蛋白和MTs在相關文獻中得到越來越多的重視,表明它們可能在神經退行性疾病的病理生理過程中發揮著重要作用。因此,需要更多的研究來充分了解外周缺鋅或過量鋅對這些蛋白的影響。

腦屏障係統,即血腦屏障和血腦脊液屏障,對腦內鋅的穩態至關重要。鋅通過這兩個屏障供應到大腦。大量的鋅在神經元和神經膠質細胞中作為鋅金屬蛋白存在。大腦中大約10%的鋅(可能是離子鋅)存在於突觸囊泡中,可能在突觸神經傳遞中起內源性神經調質作用。大腦中鋅的循環比肝等外周組織慢得多。然而,飲食中的鋅缺乏會影響大腦中的鋅穩態。富含鋅的泡狀區域,如海馬體,對飲食中的鋅缺乏有反應,這會導致大腦功能障礙,如學習障礙和嗅覺障礙。杏仁核神經元末端釋放的鋅螯合作用可逆地幹擾了嗅覺識別。另一方麵,由於缺鋅,癲癇發作的易感性也會增強,而這種易感性可能會降低水泡狀鋅的含量。因此,大腦中的鋅穩態與神經元活動密切相關。 Even in adult animals and probably adult humans, adequate zinc supply is important for brain functions and prevention of neurological diseases [26,73].

大腦鋅的功能

鋅在發育中的和成人的大腦(和其他器官係統)中所起的作用,部分是因為鋅是80種不同哺乳動物酶的基本催化成分。其中許多酶,如DNA和RNA聚合酶、組蛋白脫乙酰酶和DNA連接酶,顯然是正常DNA複製和細胞增殖所需要的。其他依賴鋅的酶,包括金屬蛋白酶和許多中間代謝脫氫酶,也在正常中樞神經係統功能中發揮重要作用。此外,鋅在被稱為鋅指蛋白的DNA結合轉錄因子家族中起著重要的結構作用。核受體,如那些在大腦中調節視黃酸、維生素D、甲狀腺激素、糖皮質激素和雌激素的轉錄作用的受體,都是鋅指蛋白。已知所有這些受體都能調節與細胞增殖、大腦發育和神經發生有關的關鍵基因[34,36,48,49,74]。

除了與酶、轉錄因子和其他蛋白質結合的鋅外,約20%的中樞神經係統鋅以遊離形式存在,並與穀氨酸能神經元的突觸前囊泡有關。盡管含有遊離鋅的神經元存在於大腦的許多區域,包括皮質、杏仁核和嗅球,但海馬體的神經元似乎含有最高濃度的遊離鋅。鋅作為一種活動依賴的內源性ampa亞型穀氨酸受體(AMPARs)調節劑,調節穀氨酸突觸中的快速興奮性神經傳遞和可塑性[74]。

結論

鋅是機體中最重要的微量元素之一,具有催化、結構和調節三大生物學作用。它是一種與令人滿意的生長、健康和幸福相容的多功能金屬。它對各種蛋白質和細胞成分的結構和功能至關重要,在人體生理中起著重要作用,從參與免疫係統的正常功能到細胞生長、細胞增殖、細胞凋亡,以及許多鋅結合蛋白的活性。然而,鋅在主要神經係統疾病中也起著重要的病理生理作用,如阿爾茨海默氏病、癌症、衰老、糖尿病、抑鬱症和威爾遜氏病。與缺鋅有關的重大公共衛生問題。許多研究人員已經使用鋅補充劑作為一種強大的治療工具,試圖影響各種疾病的結局。因此,重要的是評估鋅的狀況,糾正一些慢性疾病的缺鋅,如神經係統疾病、自身免疫疾病和衰老。

從上述結果可以明顯看出,鋅穩態可能在精神和神經退行性疾病的病理特征的開始和傳播中起著重要作用。首先,由於缺鋅在精神和神經退行性疾病患者中普遍存在,應考慮采取適當的預防措施,特別是在老年人中。相反,即使鋅補充劑在治療或預防抑鬱或衰老症狀方麵有有益效果,鋅補充劑使用者也應過度謹慎,避免過量服用[1,2,6,26,27,42,43,45]。

微量元素穩態的改變可能與癡呆的病理有關,特別是阿爾茨海默病(AD)。鋅是許多蛋白質的結構或功能成分,參與許多相關的生理功能。鋅的內穩態在老年人中受到影響,目前的證據表明,AD中鋅的細胞和全身分布發生了改變。雖然鋅和其他金屬與AD病理的關係尚不清楚,但旨在恢複微量元素穩態的治療方法正在臨床試驗中進行測試。補充鋅不僅對AD患者有潛在的益處,而且還能改善老年糖尿病患者的血糖控製。補充鋅還提示在1型糖尿病[29]的發病中可能發揮保護作用。然而,當計劃補充鋅時,選擇的遺傳多態性可能會改變個人的鋅攝入量的研究結果應該被考慮在內。這篇綜述將集中於目前關於AD的病理和保護機製的知識,以強調未來的研究可能使新的和改進的治療方法的發展。

大腦衰老的特征是結構、化學和基因變化,導致認知能力下降和神經功能受損。此外,衰老本身也是一些神經退行性疾病的風險因素,最顯著的是阿爾茨海默病(AD)。許多與衰老和衰老相關的疾病相關的病理變化被部分歸因於大腦中活性氧(ROS)的增加和不受控製的產生。ROS是各種細胞過程的生理副產物,通常被酶和抗氧化劑解毒,以幫助維持神經元內穩態。然而,細胞損傷可導致過多的ROS產生,觸發氧化應激狀態,可導致神經元細胞死亡。活性氧和細胞內鋅密切相關,因為活性氧的產生可導致通常結合金屬的蛋白質氧化,從而導致胞質間隔內鋅的釋放。同樣,鋅不僅能損害線粒體功能,導致ROS過量產生,還能激活多種線粒體外ROS生成信號級聯。因此,大量關於ros產生源造成的氧化性神經元損傷的報道似乎也需要鋅。我們認為,鋅調節失調是神經元中一個常見的,也許是無處不在的有害氧化過程的組成部分。本文綜述了目前在氧化應激和年齡相關神經退行性變中鋅代謝障礙驅動信號級聯的研究成果,重點關注AD,以強調在氧化神經元損傷中細胞內金屬釋放的關鍵作用[9,28,58,59,75-77]。

鋅不僅是大腦發育所必需的,也是大腦功能所必需的。大腦中的鋅穩態受到大腦屏障係統的嚴格調節,不容易被飲食中的鋅缺乏所破壞。然而,Timm染色顯示的組織學活性鋅易受缺鋅影響,提示鋅池++可因缺鋅而減少。海馬體也容易受到大腦缺鋅的影響。另一方麵,缺鋅會導致腎上腺皮質的糖皮質激素分泌異常,這是在海馬體細胞外鋅濃度下降之前觀察到的。海馬區富含糖皮質激素受體,糖皮質激素分泌異常改變海馬區功能。缺鋅可引起神經心理症狀,影響認知能力。它也可能加重神經係統疾病的穀氨酸興奮性毒性。糖皮質激素分泌異常與這些缺鋅症狀有關。此外,鋅含量的下降++在缺鋅時,Pool可能與糖皮質激素協同作用。從鋅的敏感性判斷++大腦中鋅池的缺乏症,有可能是鋅的減少++外周組織中的糖皮質激素池引發糖皮質激素異常分泌。為了了解鋅作為信號因子的重要性,本文以實驗動物的數據為基礎,分析缺鋅時海馬功能變化、異常行為和病理生理變化之間的關係。

參考文獻
  1. Prasad AS(1991)鋅在人體健康中的作用。Bol Asoc Med P R 83: 558-560。[Ref。
  2. Prasad AS(1995)鋅:概述。營養11:93 - 99。[Ref。
  3. Chasapis CT, louterou AC, Spiliopoulou CA, Stefanidou ME(2012)鋅與人類健康:最新進展。Arch Toxicol 86: 521-534。[Ref。
  4. DiGirolamo AM, Ramirez-Zea M(2009)鋅在孕產婦和兒童心理健康中的作用。beplay最新下载美國臨床雜誌89:940S-945S。[Ref。
  5. Frassinetti S, Bronzetti G, Caltavuturo L, Cini M, Croce CD(2006)鋅在生活中的作用:綜述。環境病原毒理學雜誌25:597-610。[Ref。
  6. Prasad AS(2009):鋅在免疫、氧化應激和慢性炎症中的作用。Curr Opin clinr Nutr Metab Care 12: 646-652。[Ref。
  7. 林巴赫·G, Markant A, Pallauf J, Krämer K(1996)[鋅——一種必需微量元素的更新]。瑞士日報35:123-142。[Ref。
  8. Shankar AH, Prasad AS(1998)鋅與免疫功能:對感染抵抗力改變的生物學基礎。美國臨床醫學雜誌68:447s -463。[Ref。
  9. Chan S, Gerson B, Subramaniam S(1998)銅、鉬、硒和鋅在營養和健康中的作用。臨床檢驗醫學18:673-685。[Ref。
  10. Dixon LB, Winkleby MA, Radimer KL (2001) Radimer:食物不足和食物充足家庭成人的膳食攝入量和血清營養素存在差異:第三次全國健康和營養調查,1988-1994年。J Nutr雜誌131:1232-1246。[Ref。
  11. Ervin RB, Kennedy-Stephenson J(2002)第三次全國健康和營養檢查調查中老年人補劑和非補劑使用者的礦物質攝入量。J Nutr 132: 3422-3427。[Ref。
  12. Prasad AS(1983)人體缺鋅的臨床、生化和營養譜:最新進展。Nutr Rev 41: 197-208。[Ref。
  13. Sharif R, Thomas P, Zalewski P, Fenech M(2012)鋅在基因組穩定性中的作用。Mutat Res 733: 111-121。[Ref。
  14. 王曉燕,王曉燕,王曉燕,等(2005)[鋅在情感障礙發病機製及治療中的作用]。精神科Pol 39: 899-909。[Ref。
  15. Stelmashook EV, Isaev NK, Genrikhs EE, Amelkina GA, Khaspekov LG,等(2014)鋅和銅離子在阿爾茨海默病和帕金森病發病機製中的作用。生物化學學報(英文版)27(4):391-396。[Ref。
  16. Tyszka-Czochara M, Grzywacz A, gdula - argasikowska J, Librowski T, wilikovsky B,等(2014)鋅在中樞神經係統疾病發病和治療中的作用。鋅穩態對中樞神經係統正常功能的意義。化學學報71:369- 377。[Ref。
  17. andrew RC(1992)精神分裂症缺鋅理論的新進展。性別決定係統是生殖缺鋅的作用部位。醫學假設38:284-291。[Ref。
  18. 王曉燕,王曉燕,王曉燕,等。(2010)鋅對神經細胞增殖和凋亡的調節作用。神經毒性文獻17:1-14。[Ref。
  19. Aggarwal R, Sentz J, Miller MA(2007)鋅在預防兒童腹瀉和呼吸係統疾病中的作用:一項meta分析。兒科119:1120 - 1130。[Ref。
  20. Bajait C, Thawani V(2011)鋅在小兒腹瀉中的作用。印度藥典雜誌43:232-235。[Ref。
  21. Basnet S, Mathisen M, Strand TA(2015)口服鋅與兒童常見感染的最新進展。中華微量元素醫學雜誌31:163-166。[Ref。
  22. Black RE, Fischer Walker C(2012)鋅在兒童健康和生存中的作用。雀巢堅果研究所車間Ser 70: 37-42。[Ref。
  23. Bonaventura P, Benedetti G, Albarède F, Miossec P(2015)鋅及其在免疫和炎症中的作用。汽車immun Rev 14: 277-285。[Ref。
  24. Kalita J, Kumar V, Misra UK, Ranjan A, Khan H (2014) Wilson病及其無症狀兄弟姐妹的氧化應激、細胞因子和穀氨酸的研究。中華神經免疫學雜誌32(4):561 - 562。[Ref。
  25. Beck FW, Prasad AS, Kaplan J, Fitzgerald JT, Brewer GJ(1997)實驗性鋅缺乏症患者細胞因子產生和T細胞亞群的變化。美國物理雜誌272:E1002-E1007。[Ref。
  26. 鋅:一種抗氧化和抗炎劑:鋅在衰老退行性疾病中的作用。中華微量元素醫學雜誌28:364-371。[Ref。
  27. Prasad AS, Beck FW, Grabowski SM, Kaplan J, Mathog RH(1997)缺鋅:頭頸癌患者和非癌症患者細胞因子產生和t細胞亞群的變化。美國醫師協會109:68-77。[Ref。
  28. Wintergerst ES, Maggini S, Hornig DH (2007) Hornig,選擇性維生素和微量元素對免疫功能的貢獻。Ann Nutr Metab 51: 301-323。[Ref。
  29. Valera P, Zavattari P, Sanna A, Pretti S, Marcello A,等。(2015)鋅和其他金屬缺乏與1型糖尿病風險:高危撒丁島的生態研究。PLoS One 10: e0141262。[Ref。
  30. Cummings JE, Kovacic JP(2009)鋅在健康和疾病中的普遍作用。美國獸醫急救急救中心(聖安東尼奧)19:215-240。[Ref。
  31. Kambe T(2013)[哺乳動物鋅轉運體生理功能綜述與最新進展]。日本石榮成68:92-102。[Ref。
  32. Karagulova G, Yue Y, Moreyra A, Boutjdir M, Korichneva I(2007)細胞內鋅對心肌缺血/再灌注的保護作用與蛋白激酶C亞型的保存有關。J Pharmacol Exp Ther 321: 517-525。[Ref。
  33. Krebs NF(2013)兒科臨床缺鋅和鋅過量的最新進展。Ann Nutr Metab 62: 19-29。[Ref。
  34. Sekler I, Moran A, Hershfinkel M, Dori A, Margulis A, et al.(2002)與螯合鋅相比,鋅轉運體ZnT-1在小鼠大腦中的分布。神經科學雜誌447:201-209。[Ref。
  35. 瓦特NT, Whitehouse IJ, Hooper NM(2010)鋅在阿爾茨海默病中的作用。老年癡呆症雜誌2011:971021。[Ref。
  36. 王曉燕,王曉燕,王曉燕(2000)Zn(2+)對腦疾病神經損傷的影響。藥理進展21:395-401。[Ref。
  37. Wiseman DA, Sharma S, Black SM(2010)升高的鋅通過破壞穀胱甘肽代謝誘導內皮細胞凋亡:ADP轉位器的作用。Biometals 23: 19-30。[Ref。
  38. 黃沛平,何娥(2012)鋅及其在年齡相關性炎症和免疫功能障礙中的作用。Mol Nutr Food Res 56: 77-87。[Ref。
  39. Black RE(2003年)發展中世界的缺鋅、傳染病和死亡率。J螺母133:1485S-1489S。[Ref。
  40. Hambidge KM, Krebs NF(2007)缺鋅:一個特殊的挑戰。雜誌137:1101-1105。[Ref。
  41. 張曉燕,張曉燕,張曉燕(1997)微量鋅對人體生長發育的影響。中華熱帶兒科雜誌43:192- 198。[Ref。
  42. Prasad AS(1996)婦女、嬰兒和兒童缺鋅。J Am Coll堅果15:113-120。[Ref。
  43. Prasad AS(2000)缺鋅對Th1和Th2細胞因子轉移的影響。J感染病毒182補充1:S62- S68。[Ref。
  44. Prasad AS(2002)鐮狀細胞病患者缺鋅。中華醫學雜誌75:181-182。[Ref。
  45. Prasad AS(2003)缺鋅。BMJ 326: 409 - 410。[Ref。
  46. Prasad AS(2004)缺鋅:其表征和治療。Met Ions Biol Syst 41: 103-137。[Ref。
  47. Solomons NW(1998):輕度人體缺鋅會導致細胞介導免疫和體液免疫之間的不平衡。堅果Rev 56: 27-28。[Ref。
  48. Pekun TG, Hrynevich SV, Waseem TV, Fedorovich SV(2014)鐵、鋅和還原型穀胱甘肽在低pH誘導大鼠大腦突觸體氧化應激中的作用。Springerplus 3: 560。[Ref。
  49. Singla N, Dhawan DK(2012)鋅在大鼠腦鋁誘導的碳水化合物代謝改變中的調節作用。中國神經科學雜誌,32(5):698-705。[Ref。
  50. Szewczyk B, Kubera M, Nowak G(2011)鋅在抑鬱症神經退行性炎症通路中的作用。神經精神藥理學生物精神病學35:693-701。[Ref。
  51. 李寧(2007)鋅在肌萎縮性側索硬化症中的作用。肌養菌側硬化8:131-143。[Ref。
  52. Dal Peraro M, Vila AJ, Carloni P, Klein ML(2007)鋅含量對B1金屬-內酰胺酶催化效率的影響。美國化學學報129:2808-2816。[Ref。
  53. Kamer B, wcom.cn/sowicz W, Pyziak K, kmer - bartosikowska A, gromadzikowska J,等(2012)硒和鋅在嬰幼兒食物過敏發病機製中的作用。Arch medical science 8: 1083-1088。[Ref。
  54. (2003)美國營養協會和加拿大營養學家的立場:素食。美國飲食學會103:748-765。[Ref。
  55. Johnson AR, Munoz A, Gottlieb JL, Jarrard DF(2007)高劑量鋅增加泌尿生殖係統並發症住院率。《中國醫學雜誌》177:639-643。[Ref。
  56. Moncayo R, Kroiss A, Oberwinkler M, Karakolcu F, Starzinger M, et al.(2008)硒、維生素C和鋅在良性甲狀腺疾病中的作用以及硒在惡性甲狀腺疾病中的作用:在亞急性和無症狀甲狀腺炎、乳頭狀和濾泡癌中發現低硒水平。BMC endorddisord 8: 2。[Ref。
  57. Sreedhar B, Subramaniyan R, Nair KM(2004)口服鐵補充過程中鋅對腸道過氧化損傷的保護作用。生物化學與生物物理學報318:992-997。[Ref。
  58. Tuzcu M, Sahin N, Dogukan A, Aslan A, Gencoglu H,等。(2010)吡啶甲酸鋅對順鉑致大鼠腎毒性的保護作用。任雜誌20:398-407。[Ref。
  59. Yoshihara D, Fujiwara N, Ookawara T, Kato S, Sakiyama H,等。(2009)穀胱甘肽S-轉移酶A4在銅/鋅超氧化物歧化酶基因去模小鼠中的保護作用。放射生物學雜誌47:559-567。[Ref。
  60. Provinciali M, Pierpaoli E, Bartozzi B, Bernardini G(2015)鋅誘導人黑色素瘤細胞凋亡,增加活性氧、p53和FAS配體。抗癌文獻35:5309-5316。[Ref。
  61. Cruz KJC, de Oliveira ARS, Marreiro DDN(2015)鋅在糖尿病中的抗氧化作用。世界糖尿病雜誌6:333-337。[Ref。
  62. 葛洛歐,杜索特,杜德達,Turgeon J, Ménard C,等。(2010)銅鋅超氧化物歧化酶在缺血誘導的骨髓內皮祖細胞新生血管形成中的作用。動脈血栓血管生物學雜誌30:2173- 2181。[Ref。
  63. 康義軍,周錚(2005)鋅防治酒精性肝病。醫學26:391-404。[Ref。
  64. Sahin K, Sahin N, Kucuk O, Hayirli A, Prasad AS(2009)熱應激家禽飼糧鋅的作用研究進展。家禽科學88:2176-2183。[Ref。
  65. Wages PA, Silbajoris R, Speen A, Brighton L, Henriquez A, et al. (2014) H2 - O2在鋅暴露對人氣道上皮細胞氧化作用中的作用。氧化還原生物3:47 -55。[Ref。
  66. Ananthakrishnan AN, Khalili H, Song M, Higuchi LM, Richter JM,等(2015)鋅攝入量與克羅恩病和潰瘍性結腸炎的風險:一項前瞻性隊列研究。國際流行病學雜誌44:1995-2005。[Ref。
  67. Bhutta ZA, Bird SM, Black RE, Brown KH, Gardner JM,等(2000)口服鋅治療發展中國家兒童急性和持續性腹瀉的療效:隨機對照試驗的綜合分析。Am J clint natr 72: 1516-1522。[Ref。
  68. Brooks WA, Santosham M, Naheed A, Goswami D, Wahed MA,等(2005)孟加拉國城市低收入人群中每周補鋅對2歲以下兒童肺炎和腹瀉發病率的影響:隨機對照試驗。《柳葉刀》366:999 - 1004。[Ref。
  69. 王曉燕,王曉燕,王曉燕(2009)[鋅在兒童多動障礙治療中的作用]。克羅地亞醫學學報63:307-313。[Ref。
  70. Leonard MB, Zemel BS, Kawchak DA, Ohene-Frempong K, Stallings VA(1998)鐮狀細胞病兒童血漿鋅的狀態、生長和成熟。中華兒科雜誌32:467-471。[Ref。
  71. Broun ER, Greist A, Tricot G, Hoffman R(1990)鋅攝入過量。鐵母細胞性貧血和骨髓抑製的可逆原因。《美國醫學會雜誌》264:1441 - 1443。[Ref。
  72. 黃文華,黃文華(2005)。鋅與抑鬱症的關係。一個更新。Pharmacol Rep 57: 713-718。[Ref。
  73. Fabris N, Mocchegiani E(1995)鋅、人類疾病和衰老。老齡化(米蘭)7:77 -93。[Ref。
  74. Kalappa BI, Anderson CT, Goldberg JM, Lippard SJ, Tzounopoulos T(2015)突觸釋放鋅對AMPA受體的抑製作用。美國科學院學報112:15749-15754。[Ref。
  75. Lansdown AB, Mirastschijski U, Stubbs N, Scanlon E, Agren M(2007)鋅在傷口愈合中的理論、實驗和臨床方麵。傷口修複再生15:2 -16。[Ref。
  76. Sasaki H, Akamatsu H, Horio T(2000)銅、鋅超氧化物歧化酶對uvb誘導的人角質形成細胞HaCaT損傷的保護作用。J Invest Dermatol 114: 502-507。[Ref。
  77. Sidhu P, Garg ML, Dhawan DK(2004)鋅對鎳誘導大鼠肝毒性的保護作用。生化互動150:199-209。[Ref。

在此下載臨時PDF

PDF

條信息

Aritcle類型:評論文章

引用:Kumar V, Kumar A, Singh SK, Tripathi SK, Kumar D,等(2016)缺鋅及其對大腦的影響。Int J分子基因與Ther基因1(1):doi http://dx.doi.org/10.16966/2471- 4968.105

版權:©2016 Kumar V,等。這是一篇開放獲取的文章,根據創作共用署名許可協議(Creative Commons Attribution License)發布,該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製,前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2015年10月29日

  • 接受日期:2015年11月05

  • 發表日期:2016年1月09