Что такое цинк и для чего он нужен?

Меры предосторожности в применении цинка

При чрезмерном употребления цинка могут начаться серьезные проблемы!

Даже полностью несбалансированное питание не может спровоцировать существенный избыток цинка. Зачастую превышение нормальной его концентрации вызывается приемом лекарственных препаратов, а также БАДов, которые содержат цинк в своем составе. Явного избыток цинка наблюдается у пациентов, которые принимали более 150 мг цинка в день.

Вторая вероятная причина избытка цинка в организме — это большое количество поступления цинка в организм, к примеру, в процессе контакта с соединениями микроэлемента в условиях производства. В некоторых случаях опасность может представлять упаковка некоторых напитков и продуктов. Так, зафиксированы случаи отравления цинком в результате употребления пищи, которая хранилась в цинковых или в оцинкованных контейнерах.

Чрезмерное потребление цинка также может быть вредно. В этом случае возможно понижение уровня хорошего холестерина (HDL) и, как следствие, увеличение вероятности развития сердечно-сосудистого заболевания.

Более того, избыточное количество цинка в течение продолжительного периода времени может привести к нарушению минерального баланса и вызвать изменения веществ, участвующих в кальциевом обмене: кальцитонина, гормона, увеличивающего запасы кальция в костях и остеокальцина, важнейшего белка, необходимого для укрепления кости.

Симптомы избытка цинка:

Снижение работы иммунной системы, развитие аутоиммунных реакций;
патологические состояния ногтей, кожи, волос;
боли в области желудка, тошнота;
понижение уровня кадмия, меди, железа в организме;
нарушения работы печени, поджелудочной железы, простаты;
давящая боль в груди, сухой кашель;
озноб, сонливость.

Потенциальная польза

Цинк жизненно важен для многих аспектов здоровья и связан с различными полезными эффектами.

Может улучшить иммунную функцию

Многие лекарства, отпускаемые без рецепта, и натуральные содержащие цинк средства способны усиливать иммунную функцию и бороться с воспалением.

Один обзор 18 исследований, оценивающих влияние цинка на простуду, показал, что прием цинка в течение первых 24 часов после начала симптомов уменьшил их продолжительность в среднем примерно на один день ().

Цинк также может действовать как антиоксидант, помогая уменьшить воспаление и защищать от хронических заболеваний, таких как болезни сердца, рак и сахарный диабет (, ).

Одно исследование с участием 50 пожилых людей показало, что прием 45 мг глюконата цинка в течение одного года уменьшил несколько маркеров воспаления и снизил частоту инфекций ().

Может способствовать контролю уровня сахара в крови

Цинк хорошо известен своей ролью в контроле сахара в крови и секреции инсулина. Инсулин является гормоном, ответственным за транспортировку сахара из крови в ткани ().

Некоторые исследования показывают, что цинк помогает поддерживать стабильный уровень сахара в крови и улучшает чувствительность вашего организма к инсулину.

В одном обзоре сообщалось, что препараты цинка были эффективны для улучшения как краткосрочного, так и долгосрочного контроля сахара в крови у людей с сахарным диабетом ().

Другие исследования показывают, что цинк может помочь снизить резистентность к инсулину, что может улучшить способность вашего организма эффективно использовать инсулин для поддержания нормального уровня сахара в крови (, ).

Помогает бороться с прыщами

Добавки цинка часто используются для улучшения здоровья кожи и лечения распространенных заболеваний кожи, таких как акне (угревая сыпь и прыщи) ().

Было выявлено, что сульфат цинка особенно полезен для уменьшения симптомов тяжелой формы акне ().

Трехмесячное исследование с участием 332 человек показало, что прием 30 мг был эффективен при лечении воспалительного акне ().

Использование добавок цинка также часто предпочитают другим методам лечения, поскольку они недороги, эффективны и связаны с гораздо меньшим количеством побочных эффектов ().

Может улучшить здоровье сердца

Болезнь сердца является серьезной проблемой, на которую приходится примерно 33% смертей во всем мире ().

Некоторые исследования показывают, что прием цинка может уменьшить некоторые факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и может даже снизить уровень триглицеридов и холестерина.

Обзор 24 исследований показал, что добавки цинка помогли снизить общий уровень холестерина и уровень «плохого» холестерина ЛПНП, а также триглицеридов в крови, которые потенциально могут помочь в профилактике заболеваний сердца ().

Кроме того, одно исследование с участием 40 молодых женщин показало, что более высокий уровень потребления цинка был связан с более низкими уровнями систолического артериального давления (верхнее значение) ().

Тем не менее исследования, оценивающие влияние добавок на артериальное давление, ограничены ().

Другое исследование предполагает, что низкий уровень сывороточного цинка может быть связан с более высоким риском развития ишемической болезни сердца, но результаты остаются неубедительными ().

Замедляет дегенерацию желтого пятна

Дегенерация желтого пятна (макулы) является распространенным заболеванием глаз и одной из основных причин потери зрения во всем мире ().

Добавки цинка часто используются для замедления прогрессирования возрастной макулярной дегенерации (макулодистрофии) и помогают защитить от потери зрения и слепоты.

Одно исследование с участием 72 человек с макулодистрофией показало, что ежедневный прием 50 мг сульфата цинка в течение трех месяцев замедлял прогрессирование заболевания ().

Аналогичным образом, в другом обзоре из 10 исследований сообщалось, что прием добавок цинка был эффективным в снижении риска прогрессирования прогрессирующей дегенерации желтого пятна ().

Тем не менее другие исследования, представленные в обзоре, показали, что цинковые добавки сами по себе могут не вызывать значительного улучшения зрения и должны сочетаться с другими вариантами лечения, чтобы максимизировать результаты ().

В спорте

Цинк в спорте, особенно, в бодибилдинге имеет важное значение при наборе мышечной массы, так как входит в состав анаболических гормонов, от которых во многом зависит результат в бодибилдинге. К тому же ученые определили, что во время занятий спортом цинк расходуется в больших количествах, а диета людей, занимающихся спортом, как правило, содержит недостаточное количество цинка

Вот почему стоит принимать цинк в виде добавок и витаминно-минеральных комплексов.

При изучении кумулятивного эффекта физических нагрузок ученые обнаружили: содержание цинка в плазме значительно снижается после 5 месяцев интенсивных тренировок.

Цинк необходим для сотен процессов, протекающих в организме, включая обеспечение нормальной работы рецепторов вкуса и обоняния, регулирование роста и ускорение заживления ран.

Цинк — это важный минерал для людей, испытывающих большую физическую нагрузку. В процессе занятий цинк способствует очищению крови от накапливающейся в ней молочной кислоты. Кроме того, добавки с цинком (25 мг в день) защищают иммунитет в периоды интенсивной физической нагрузки.

Функции и действие цинка

Переоценить пользу химического элемента невозможно. Цинк — неизменный участник тысяч процессов, которые происходят в организме. Действие Zn в следующем:

Влияние на ощущение вкуса и запаха. Ученые пришли к выводу, что Zn связан с участками мозга, отвечающими за обоняние и ощущение вкуса. Вот почему нехватка вещества проявляется сбоями в работе вкусовых рецепторов, а также приводит к снижению остроты нюха. В таких случаях назначается дополнительный прием цинксодержащих продуктов или специальных препаратов.
Улучшение памяти. Рассматривая вопрос, для чего нужен цинк, стоит отметить роль этого металла в вопросе укрепления памяти. Регулярное поступление Zn вместе с продуктами питания и добавками активизирует мозговую деятельность, ускоряет передачу сенсорных импульсов, повышает работоспособность «серого вещества». При этом исследования доказали, что его нехватка приводит к ухудшению памяти.
Укрепление иммунной системы. Цинк важен для иммунитета человека. Его действие направлено на стимуляцию и укрепление общих защитных сил организма. Вот почему Zn часто назначается в сочетании с аскорбиновой кислотой. Вместе они быстрее помогают в борьбе с простудой и гриппом. Влияние цинка на организм человека настолько велико, что в случае его приема на начальном этапе болезни, удается быстрей побороть инфекции.
Улучшение зрения. Научным путем доказано, что Zn играет не последнюю роль в работе сетчатки и главного ее элемента — макулы. Регулярное поступление элемента в рацион гарантирует оптимальную концентрацию вещества в тканях и крови, защиту от болезней глаз. Так, для быстрого снятия раздражения требуется прием 30 мг Zn в сутки на протяжении месяца.
Омоложение кожи. Благодаря благотворному влиянию на внешний слой эпидермиса, Zn получил звание главного витамина красоты. Его действие направлено на улучшение цвета и внешнего вида кожи. Доказано, что минерал — главный участник переработки жирных кислот, влияющих на процесс регенерации. Кроме того, цинк в организме человека регулирует выработку кожного сала — компонента многих косметических мазей.
Укрепление ногтей. Чтобы понять, хватает ли в организме Zn, достаточно оценить состояние ногтевых пластин. Минерал участвует в синтезе белка и, как следствие, обеспечивает правильный рост ногтевых пластин и тканей. Если ногти ломкие и слабые, то это говорит о необходимости что-то изменить в рационе, добавить в него цинкосодержащие продукты.
Улучшение состояния волос. Одно из наиболее важных действий Zn (в первую очередь для женщин) — ускорение процесса роста волос, улучшение их внешнего вида. Опыт показал, что выпадение волос легко предупредить путем приема препаратов с Zn или с помощью специальных диет.
Нормализация гормональной системы. Цинк для организма — главный регулятор гормональной системы. Благодаря его участию производится утилизация и продуцирование инсулина. Действие Zn направлено на защиту клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. Кроме того, металл участвует в обменных процессах, происходящих в семенниках, яичниках, гипофизе, щитовидной железе и прочих органах человека.
Улучшение усвояемости витаминов. В случае поступления минерала в полном объеме в организмом лучше принмиается ретинол и токоферол.
Помощь в формировании ребенка. Медики знают, чем полезен цинк для женщины в период беременности. Доказано, что достаточное поступление элемента в кровь гарантирует нормальное формирование костей, сердечной мышцы, головного мозга, глаз, неба, легких и прочих органов у ребенка. Кроме того, стабильное поступление Zn в период вынашивания ребенка снижает риск выкидыша.
Ускорение деления клеток. Исследования показали, что цинк — главный участник производства ДНК. Кроме того, элемент участвует в нормализации структуры клеток — ДНК, рибосом и РНК. По этой причине поступление минерала обязательно для регенерации костей, ногтей и волос.

Где искать цинк

Месторождения в мире (разведанные и подтвержденные) обещают, что цинком человечество обеспечено на 40 лет вперед.

Запасы в природе (в порядке уменьшения) распределены следующим образом:

Россия;
Австралия;
Китай;
Перу;
Мексика;
Казахстан;
США;
Индия.

Данные могут отличаться по разным статистическим источникам.

Мелкие месторождения имеют около 70 стран, но далеко не везде металл добывают.

Добыча в России возможна в Крыму, на Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке. Несмотря на огромный потенциал в запасах, Россия имеет не более 3% мировой добычи, да и потребляет металла мало. В основном он идет на экспорт.

Важно: запасы и добыча — две большие разницы. Лидирует в добыче Китай, Австралия сильно уменьшила добычу

В мировой добыче цинка доля нашей страны занимает всего 2%.

Свойства металла

Наш хрупкий герой — переходный металл синевато-белого цвета. На воздухе быстро окисляется, темнеет от пленки оксида.

В таблице Менделеева этот химический элемент находится в 12 группе (по старой классификации во II группе четвертого периода).

Особенности цинка:

атомный номер 30;
атомная масса 65,38 г/моль;
металлический блеск;
непрозрачность;
плотность 7,14 г/см3;
структура кристаллической решетки гексагональная.

Химические свойства цинка обусловлены его «темпераментом». До щелочноземельных металлов ему далековато, но в реакции он вступает охотно. В реакциях проявляет степени окисления 0; +2.

Цинк хороший восстановитель и активный металл.
Наш герой охотно реагирует с разбавленной азотной кислотой, с концентрированными серной и азотной кислотами.
С галогенами в присутствии паров воды может воспламениться.
С растворами щелочей образует гидрокомплексы.
При температуре красного каления (550-600°С) вступает в реакцию с водой, с сероводородом. При реакции выделяется водород.

Взаимодействие с металлами происходит в расплавленном состоянии, но это мало касается химических реакций.

Свойства атома
Название, символ, номер	Цинк / Zincum (Zn), 30
Атомная масса (молярная масса)	65,38(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	3d10 4s2
Радиус атома	138 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	125 пм
Радиус иона	(+2e) 74 пм
Электроотрицательность	1,65 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-0,76 В
Степени окисления	0; +2
Энергия ионизации (первый электрон)	905,8(9,39) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	7,133 г/см³
Температура плавления	419,6 °C
Температура кипения	906,2 °C
Уд. теплота плавления	7,28 кДж/моль
Уд. теплота испарения	114,8 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,4 Дж/(K·моль)
Молярный объём	9,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=2,6648 c=4,9468 Å
Отношение c/a	1,856
Температура Дебая	234 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 116 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-66-6

Физические свойства цинка:

Температуры плавления и кипения равны соответственно 427 и 907 ºС.
Нагрев до 100-150 градусов дает возможность прокатки и вытягивания металла; чем больше примесей в металле, тем более хрупким он становится.
Хотите услышать «оловянный крик» — сгибайте и разгибайте пруток или металлическую пластинку. Правда, на крик это мало похоже, скорее треск или скрип. Но для незамысловатого фокуса на вечеринке сойдет.

В природе металл состоит из пяти изотопов:

Zn64;
Zn66;
Zn67;
Zn68;
Zn70.

Смесь металлов — это сплав

Сплавы для промышленного использования содержат Zn-Al и Zn-Al-Cu. Почти всегда в состав добавляется магний (не более 0,1%). Сплавы цинка делятся на антифрикционные и литейные.

Марки антифрикционных сплавов: ЦАМ9-1,5; ЦАМ10-5.
Литейные марки: ЦА4, ЦА4М1, ЦА30М5.

Он нужен человеку

Сферы применения нашего героя очень широки, будь то чистый металл, его соединения или сплавы.

В порошкообразном состоянии он используется в качестве восстановителя во многих химических процессах. Это очистка растворов цинкового купороса, осаждение золота из растворов.

Цветное телевидение использует соединения металла в качестве люминофоров; основные цвета на экране (синий, красный, зеленый) дают ZnS·Ag, ZnSe·Ag, Zn3(PO4)2·Mn.

Сульфид цинка, активированный серебром, применяют в радиолокации.

Головной болью потребителей изделий из металлов (особенно черных) является ржавчина. Тут отлично помогает покрытие защитным металлом.

Способы оцинкования метизов и крепежа:

Горячий способ оцинкования. Считается самым надежным методом. Подходит для дорожных ограждений, строительных лесов, конструкционных деталей мостов, крепежных изделий. Заключается в очистке, обезжиривании, травлении с последующей промывкой. Затем изделие помещают в ванну с жидким металлом. От времени нахождения в расплаве зависит толщина и прочность покрытия.
Холодное оцинкование. Просто, удобно, практично. Наносим кисточкой или из краскопульта краску, содержащую до 95% цинка. Можно просто окунуть деталь в краску. Это надежный метод, дает хорошие результаты. Преимущества метода: просто нанести покрытие, легко исправить повреждения, экономичность.
Термодиффузионный способ. Довольно молодой и самый перспективный (по мнению специалистов) метод оцинкования. Подготовленные метизы помещают в контейнер, заполненный защитной смесью, в печь. Контейнер в печи несколько часов вращают, поворачивают.

Плюсы метода: защитный слой образуется даже в труднодоступных местах.

Минус — ограничение температуры эксплуатации изделия (не более 370 градусов).

Познавательно: водопровод в Австралии был защищен от ржавчины холодным цинкованием в 50-х годах прошлого века. До сих пор покрытие не обновлялось — нужды не было.

Применение металла в строительстве естественно. Нержавеющие прочные крыши всегда «в тренде».

Батарейки, аккумуляторы содержат цинк. Многие химические источники тока содержат металл в отрицательном электроде.

Соединения металла пользуются спросом. Хлорид цинка применяют в производстве фибры, как флюс для пайки. Полиграфия стала использовать для литер сплав, содержащий почти 95% цинка (остальное алюминий и магний). В позапрошлом веке начали использовать цинкографию для иллюстраций печатных книг. Книги с картинками всегда интереснее, правда?

Он нужен всем

Цинк как микроэлемент необходим организму человека. Это естественный иммуномодулятор, регулятор функций центральной нервной системы, антиоксидант.

Наш организм — это большая совершенная лаборатория, где ежеминутно проходят множество реакций. Наш герой участвует в десятках из них: синтез белков, выработка пищеварительных ферментов, правильный метаболизм кислот. Мало цинка — получайте массу проблем в разных «точках» тела. А решить их просто, всего-то дать себе, любимому, нужное количество нужного микроэлемента.

Беременным в первом триместре необходимы препараты нашего героя, иначе не избежать токсикоза и всех связанных с ним «прелестей жизни».

Важно: исследователи полагают, что некоторые виды шизофрении вызываются недостатком цинка, марганца и витамина В6.

Мужчины, это ваш металл

Журнал Men’s Health назвал цинк «основным микроэлементом для мужского полового здоровья». Роль недостатка металла в развитии половых дисфункций доказана.

Подросткам для правильного развития половых органов цинк необходим. Недостаток может привести к замедлению роста, росту молочных желез, изменению голоса.

Сексуально активные мужчины теряют со спермой значительный запас цинка, поэтому им необходимо пополнять запас металла.

Ученые считают, что цинк предотвращает развитие аденомы простаты.

Не забывайте, что алкоголь «вымывает» полезный микроэлемент из организма. Может, отсюда мудрая поговорка «рожденный пить … любить не может».

Важно: не принимайте вместе препараты цинка и селена, они в организме «убивают» один другого.

Виды добавок цинка

При выборе добавки с цинком вы, вероятно, заметите, что существует много разных видов.

Эти различные формы цинка по-разному влияют на здоровье.

Вот некоторые из них, которые вы можете найти на современном рынке:

Глюконат цинка: Это одна из наиболее распространенных форм цинка, которая часто используется в средствах от простуды, таких как пастилки и назальные спреи ().
Ацетат цинка: Как и глюконат цинка, ацетат цинка часто добавляют в леденцы от простуды для уменьшения симптомов и ускорения выздоровления ().
Сульфат цинка: В дополнение к предотвращению дефицита цинка, сульфат цинка снижает тяжесть акне ().
Пиколинат цинка: Некоторые исследования показывают, что ваш организм может усваивать эту форму лучше, чем другие виды цинка, включая глюконат и цитрат цинка ().
Оротат цинка: Эта форма связана с оротовой кислотой и является одной из наиболее распространенных видов цинковых добавок на рынке ().
Цитрат цинка: Одно исследование показало, что этот вид добавки цинка также хорошо усваивается, как глюконат цинка, но имеет менее горький, более привлекательный вкус ().

Поскольку глюконат цинка является одной из наиболее широко доступных и экономически эффективных форм цинка, он может стать хорошим вариантом для увеличения потребления без ущерба для вашего кошелька.

Однако, если вам удастся инвестировать немного больше, пиколинат цинка может стать лучшим выбором, так как он лучше усваивается.

Доступные в форме капсул, таблеток и таблеток для рассасывания, существует множество вариантов получения суточной дозы цинка – независимо от выбранного вами вида добавки.

Однако имейте в виду, что содержащие цинк назальные спреи связаны с потерей обоняния и их следует избегать (, ).

Биологическая роль

В организме взрослого человека содержится в среднем около 2 г цинка, в виде его соединений, который концентрируется преимущественно в мышцах, печени и поджелудочной железе. Более 400 ферментов содержат цинк. Среди них ферменты, катализирующие гидролиз пептидов, белков и сложных эфиров, образование альдегидов, полимеризацию ДНК и РНК. Ионы Zn2+ в составе ферментов вызывают поляризацию молекул воды и органических веществ, содействуя их депротонированию по реакции:

Zn2+ + H₂O = ZnOH+ + H+

Наиболее изучен фермент карбоангидраза — белок, содержащий цинк и состоящий примерно из 260 аминокислотных остатков. Этот фермент содержится в эритроцитах крови и способствует превращению углекислого газа, образующегося в тканях в процессе их жизнедеятельности, в гидрокарбонат-ионы и угольную кислоту, которая кровью переносится в легкие, где выводится из организма в виде углекислого газа. В отсутствие фермента превращение СО₂ в анион HCO₃— протекает с очень низкой скоростью. В молекуле карбоангидразы атом цинка связан с тремя имидазольными группами остатков аминокислоты гистидина и молекулой воды, которая легко депротонируется, превращаясь в координированный гидроксид. Атом углерода молекулы углекислого газа, на котором находится частичный положительный заряд, вступает во взаимодействие с атомом кислорода гидроксильной группы. Таким образом, координированная молекула СО₂ превращается в гидрокарбонат-анион, который покидает активный центр фермента, замещаясь на молекулу воды. Фермент ускоряет эту реакцию гидролиза в 10 миллионов раз.

Цинк:

необходим для продукции спермы и мужских гормонов
необходим для метаболизма витамина E.
важен для нормальной деятельности простаты.
участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста.
необходим для расщепления алкоголя в организме, так как входит в состав алкогольдегидрогеназы.

Содержание в продуктах питания

Рекомендуемая дневная норма цинка в рационе — 11 мг для мужчин и 8 мг для женщин.
Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка — в устрицах, тыквенных и подсолнечных семечках, кунжуте, мясе, сыре, овсяной крупе, бобовых, шоколаде.

Содержание цинка в продуктах на 100 г:

Орехи и семечки: тыквенные семечки — 10 мг, кунжут — 7 мг, семена подсолнечника — 5,3 мг, миндаль — 3 мг, грецкие орехи — 3 мг.
Мясо: говяжья печень — 4 мг, говядина — 3—8,4 мг, баранина — 2—6 мг, курица — 0,8—3,5 мг, свинина — 0,8—3,5 мг.
Бобовые: чечевица — 4,78 мг, арахис — 4 мг, горох — 1,2 мг, соевые бобы — 3 мг.
Молочные продукты: — 3—4 мг, мороженое, йогурт — 0,7—0,8 мг, молоко — 0,4 мг.
Злаки и хлеб: овёс — 3,97, пшеница — 3,46 мг, рожь — 2,65 мг, рис — 1 мг, хлеб — 0,7—1,5 мг, печенье — 0,5—1 мг, мука пшеничная — 0,8 мг.
Рыба и морепродукты: устрицы — 16—40 мг, анчоусы — 1,72 мг, осьминог — 1,68 мг, карп — 1,48 мг, икра — 1 мг, сельдь — 0,99 мг.
Овощи и фрукты: зелёный горошек — 1,24 мг, ростки бамбука — 1,10 мг, кукуруза (варёная, консервированная) — 0,5—0,6 мг, финики — 0,44 мг, малина — 0,42 мг, брокколи — 0,41 мг, свёкла — 0,35 мг, картофель — 0,29 мг, чёрная смородина — 0,27 мг, инжир, бананы — 0,15 мг, апельсины — 0,07 мг, грейпфрут — 0,07 мг, лимоны — 0,06 мг, яблоки — 0,04 мг.
Сладости: какао-порошок (неподслащенный) — 6,81 мг, шоколад — 2,3 мг, шоколадные конфеты — 1—2 мг, мёд — 0,22 мг.

Также цинк может присутствовать в минеральной воде.

Основные проявления дефицита цинка

Недостаток цинка в организме приводит к ряду расстройств. Среди них — раздражительность, утомляемость, потеря памяти, депрессивные состояния, снижение остроты зрения, уменьшение массы тела, накопление в организме некоторых элементов (железа, меди, кадмия, свинца), снижение уровня инсулина, аллергические заболевания, анемия и другие.

Для оценки содержания цинка в организме определяют его содержание в волосах, крови и её сыворотке.