Zinco: O Metal Estrutural
Por Que Zinco É Diferente do Ferro e Cobre
Zinco (Zn) — Metal de Transição, Grupo 12, Z=30:
- Estado único: Apenas Zn²⁺ biologicamente (d¹⁰ — orbital d completo → sem capacidade redox)
- Zn²⁺ é redox-INATIVO: Não faz reações Fenton (ao contrário de Fe²⁺ e Cu⁺)
- Portanto: Zinco é seguro como cofator estrutural/catalítico sem risco de gerar radicais livres
Segundo oligoelemento mais abundante no corpo:
- ~2-3g totais no adulto de 70kg
- Músculo: 57% | Ossos: 29% | Fígado: 5% | Pele: 4% | Resto: 5%
Mais de 300 enzimas dependentes de Zn²⁺:
- SOD1 (Cu/Zn-Superóxido Dismutase): Zn tem papel estrutural (não catalítico); Cu faz a reação
- Anidrase Carbônica: CO₂ + H₂O ↔ H⁺ + HCO₃⁻ (rapidíssima, 10⁶ reações/seg); fundamental para transporte de CO₂ e pH sanguíneo
- Carboxipeptidase A: Protease pancreática digestora de proteínas
- Álcool Desidrogenase: Oxidação de etanol → acetaldeído (NAD⁺ dependente)
- MMPs (Metaloproteinases de Matriz): Degradação de colágeno/ECM — essenciais na cicatrização e remodelamento ósseo
- RNA Polimerases (I, II, III): Transcrição do DNA em RNA — Zn no sítio ativo
- Fosfatase Alcalina: Hidrólise de fosfato; marcador de dano hepático e doença óssea
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Dedos de Zinco
Zn²⁺ Como Âncora Estrutural em Fatores de Transcrição
Zinc Fingers (Dedos de Zinco):
- Domínio proteico pequeno (~25-30 aa) estabilizado por Zn²⁺
- Tipos: Cys₂His₂, Cys₄, Cys₂Cys₂-RING, GATA, PHD, LIM
- >2.000 proteínas humanas têm zinc fingers = ~8% do proteoma
- Zn²⁺ coordena Cys e/ou His → estabiliza dobramento de β-sheet + α-hélice → domínio liga DNA
Exemplos importantes de proteínas com zinc fingers:
- TP53 (p53): Tumor suppressor, mais mutado em cânceres; zinc finger em domínio de ligação ao DNA
- Receptores nucleares: Receptor de estrogênio (ERα/ERβ), receptor de androgênio (AR), receptor de vitamina D (VDR) — todos com zinc fingers
- SP1: Fator de transcrição ubíquo
- GLI1/2/3: Via Hedgehog (embriogênese, câncers basais)
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Absorção e Transporte de Zinco
Transportadores ZnT e ZIP
Família SLC30A (ZnT) — Exportam Zn²⁺ para fora do citossol:
- ZnT1 (SLC30A1): Exporta Zn²⁺ do enterócito para corrente sanguínea (basolateral)
- ZnT2 (SLC30A2): Exporta Zn²⁺ para vesículas/lisossomos
- ZnT3: Neurônios glutamatérgicos; vesículas sinápticas → Zn nos sinapses
- ZnT4: Vesículas trans-Golgi, exocrine pancreas
- ZnT8 (SLC30A8): Células β pancreáticas; armazena Zn dentro das vesículas de insulina (insulina é cristalizada com 2 Zn²⁺ por hexâmero); Polimorfismo em ZnT8 → risco de diabetes tipo 2
Família SLC39A (ZIP) — Importam Zn²⁺ para o citossol:
- ZIP4 (SLC39A4): Principal transportador de absorção intestinal de Zn (enterócito apical)
- Mutação em ZIP4 → Acrodermatite Enteropática (ver abaixo)
- ZIP8, ZIP14: Absorção renal e hepática; também transportam Mn²⁺ e Cd²⁺
No Plasma:
- Zn²⁺ circula ligado a proteínas: 80% à albumina (principal transportador); 18% à α2-macroglobulina; 2% como Zn²⁺ livre
- Não existe proteína específica de transporte de Zn no plasma (ao contrário de transferrina para Fe)
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Zinco e Imunidade
O Timo Depende de Zinco
Timo e Timulina:
- Timulina (Facteur Thymique Sérique, FTS) = nonapeptídeo produzido pelo epitélio tímico
- Timulina REQUER Zn²⁺ para atividade biológica (1 Zn²⁺ por molécula)
- Funções da timulina: Maturação de linfócitos T no timo
- Deficiência de Zn → menos timulina ativa → menos linfócitos T maduros → imunodeficiência
Efeitos da Deficiência de Zn na Imunidade:
- Linfopenia (especialmente células T)
- Menos produção de IL-2 (proliferação de T) e IFN-γ (Th1)
- Mais susceptibilidade a infecções por patógenos intracelulares
- Cicatrização comprometida
Intervenções com Zinco (OMS):
- Suplementação de Zn em crianças deficientes (países em desenvolvimento): Reduz mortalidade por diarreia aguda em ~25% e pneumonia em ~41% (Bhutta et al., Cochrane 2007)
- OMS recomenda Zn como adjuvante em tratamento de diarreia infantil (10-20mg/dia por 10-14 dias)
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Acrodermatite Enteropática
Deficiência Hereditária de Zinco
Acrodermatite Enteropática (AE):
- Hereditariedade: Autossômica recessiva
- Mutação: Gene ZIP4 (SLC39A4)
- Mecanismo: ZIP4 mutado → enterócito não absorve Zn do lúmen intestinal
- Manifestações (aparecem ao desmamar — leite materno tem fator que facilita absorção alternativa):
- Dermatite periorificial e acral (ao redor de boca, olhos, ânus; nas mãos e pés) - Alopecia (queda de cabelo) - Diarreia crônica - Atraso de crescimento - Irritabilidade, letargia, depressão imune
Diagnóstico: Zinco plasmático < 70 µg/dL (normal: 70-120 µg/dL) Tratamento: Suplementação vitalícia de sulfato/gluconato de zinco oral (1-3 mg Zn elementar/kg/dia)
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Zinco e Cicatrização
Wound Healing depende de Zn:
- MMPs (MMP-1, MMP-2, MMP-9): Remodelamento da ECM — Zn no sítio ativo de catálise
- Síntese de colágeno: Prolil hidroxilase (precisa Fe²⁺) mas também precisa de Zn em etapas regulatórias
- Proliferação de fibroblastos: Síntese de DNA (RNA polimerases, timidina cinase) depende de Zn
- Epitelização: Migração de queratinócitos requer Zn local
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Referências
- Cousins RJ. "Zinc." In: Present Knowledge in Nutrition, 9th ed. Washington DC: ILSI Press; 2006.
- Haase H, Rink L. "Multiple impacts of zinc on immune function." *Metallomics.* 2014;6(7):1175–1180.
- Vallee BL, Falchuk KH. "The biochemical basis of zinc physiology." *Physiol Rev.* 1993;73(1):79–118.
- Bhutta ZA, et al. "Prevention of diarrhea and pneumonia by zinc supplementation in children in developing countries." *J Pediatr.* 1999;135(6):689–697.
- Kury S, et al. "Identification of SLC39A4, a gene involved in acrodermatitis enteropathica." *Nat Genet.* 2002;31(3):239–240.
- Chasapis CT, et al. "Zinc and human health: an update." *Arch Toxicol.* 2012;86(4):521–534.