Цинк (кровь, фотометрия): Комплексный клинический обзор
Цинк (Zn) является эссенциальным микроэлементом, вторым по распространенности в организме человека после железа, и играет незаменимую роль в сотнях метаболических процессов. Оценка его статуса имеет критическое значение в диагностике и мониторинге широкого спектра заболеваний как у взрослых, так и у детей. Фотометрический метод анализа концентрации цинка в сыворотке или плазме крови является одним из наиболее распространенных и доступных методов лабораторной диагностики. Настоящий обзор посвящен детальному рассмотрению биологической роли цинка, методологии его определения, клинической интерпретации результатов и практическому применению в клинической практике.
Список сокращений
- ААС
- Атомно-абсорбционная спектрометрия
- ДНП
- Дезоксирибонуклеопротеины
- ЖКТ
- Желудочно-кишечный тракт
- ИФА
- Иммуноферментный анализ
- МКБ-10
- Международная классификация болезней 10-го пересмотра
- ОРВИ
- Острые респираторные вирусные инфекции
- РНК
- Рибонуклеиновая кислота
- РФ
- Российская Федерация
- ТПП
- Полное парентеральное питание
- ЦНС
- Центральная нервная система
- Zn
- Цинк
Краткий глоссарий
- Гиперцинкемия
- состояние, характеризующееся повышенной концентрацией цинка в крови.
- Гипоцинкемия
- состояние, характеризующееся пониженной концентрацией цинка в крови.
- Кофактор
- небелковое химическое соединение, необходимое для каталитической активности фермента.
- Металлоферменты
- ферменты, содержащие в своем составе один или несколько ионов металлов, которые необходимы для их функционирования.
- Нутритивный статус
- состояние здоровья организма, обусловленное его питанием.
- Референсные значения
- средние значения определенного лабораторного показателя, полученные при массовом обследовании здорового населения.
- Фотометрия (колориметрия)
- метод количественного химического анализа, основанный на измерении поглощения света веществом в видимой, ультрафиолетовой или инфракрасной областях спектра.
- Эссенциальный микроэлемент
- химический элемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности организма, но поступающий в него извне, преимущественно с пищей.
- "Цинковые пальцы"
- небольшие белковые структурные мотивы, содержащие один или несколько ионов цинка, которые стабилизируют их структуру. Критически важны для связывания белков с ДНК.
1. Биологическая роль, метаболизм и значение цинка в организме
Фундаментальные функции цинка
Цинк является интегральным компонентом более чем 300 металлоферментов и более 2000 факторов транскрипции, участвуя практически во всех ключевых процессах жизнедеятельности [1]. Его основные функции включают:
- Каталитическая функция: Цинк выступает кофактором для таких ферментов, как карбоангидраза, щелочная фосфатаза, алкогольдегидрогеназа, РНК- и ДНК-полимеразы.
- Структурная функция: Ионы цинка стабилизируют третичную структуру белков и нуклеиновых кислот, формируя так называемые "цинковые пальцы". Эти структуры необходимы для взаимодействия белков с ДНК, что регулирует экспрессию генов.
- Регуляторная функция: Цинк участвует в клеточной сигнализации, апоптозе (программируемой клеточной гибели), а также в регуляции высвобождения гормонов (например, инсулина) и нейротрансмиттеров.
- Иммунная функция: Цинк необходим для развития и функционирования Т-клеток и естественных киллеров, обеспечивая адекватный клеточный иммунный ответ [2].
- Рост и развитие: Цинк критически важен для синтеза белка, деления клеток, роста и регенерации тканей, особенно в периоды интенсивного развития (внутриутробный период, детский и подростковый возраст).
- Антиоксидантная защита: Цинк является компонентом фермента супероксиддисмутазы, который защищает клетки от повреждения свободными радикалами.
Таким образом, цинк является жизненно важным микроэлементом, выполняющим каталитические, структурные и регуляторные функции, которые лежат в основе роста, иммунитета и генетической экспрессии.
Метаболизм: абсорбция, транспорт и экскреция
Абсорбция цинка происходит преимущественно в двенадцатиперстной и тощей кишке. Биодоступность цинка из пищи колеблется от 20% до 40% и зависит от многих факторов. Фитаты, содержащиеся в злаковых и бобовых, значительно снижают его всасывание. Напротив, белки животного происхождения улучшают абсорбцию. В крови цинк транспортируется в основном в связанном с альбумином виде (около 60-70%) и в меньшей степени с α2-макроглобулином [3].
Организм не имеет специализированных депо для хранения цинка, поэтому требуется его регулярное поступление с пищей. Баланс цинка поддерживается за счет регуляции его всасывания в кишечнике и экскреции, которая происходит главным образом через желудочно-кишечный тракт с калом. Незначительные количества выводятся с мочой и потом.
Метаболизм цинка представляет собой динамическую систему, регулируемую на уровне кишечной абсорбции и эндогенной экскреции, что делает организм уязвимым при недостаточном поступлении или нарушениях всасывания.
2. Анализ на цинк в крови: метод фотометрии
Принцип фотометрического (колориметрического) метода
Фотометрический метод определения концентрации цинка в сыворотке или плазме крови является широко распространенным в клинико-диагностических лабораториях благодаря своей доступности и автоматизации. Принцип метода основан на реакции ионов цинка со специфическим хромогенным реагентом (например, 5-Br-PAPS или Xylenol Orange) в щелочной среде. В результате этой реакции образуется окрашенный комплекс, интенсивность окраски которого прямо пропорциональна концентрации цинка в образце.
Измерение оптической плотности полученного раствора проводится на биохимическом анализаторе (спектрофотометре) при определенной длине волны (например, 560 нм). Концентрация цинка рассчитывается автоматически путем сравнения оптической плотности пробы с калибровочной кривой, построенной по стандартным растворам с известной концентрацией цинка [4].
Фотометрический метод позволяет количественно оценить содержание цинка в биологической жидкости путем измерения интенсивности окраски комплекса, образуемого цинком со специфическим реагентом.
Преимущества и недостатки метода
Преимущества:
- Высокая производительность и автоматизация: Метод легко адаптируется для современных биохимических анализаторов, что позволяет проводить большое количество исследований за короткое время.
- Относительно низкая стоимость: По сравнению с референсными методами (ААС), фотометрия является более экономически выгодной.
- Доступность: Большинство лабораторий оснащены оборудованием, необходимым для проведения данного анализа.
Недостатки:
- Меньшая чувствительность и специфичность: По сравнению с атомно-абсорбционной спектрометрией, фотометрический метод может быть менее точным, особенно при низких концентрациях цинка.
- Интерференция: На результат могут влиять другие ионы металлов, а также высокая концентрация билирубина, липидов (хилез) или гемолиз в образце.
- Зависимость от качества реагентов: Точность анализа напрямую зависит от чистоты и стабильности используемых хромогенов.
Несмотря на наличие более точных методов, таких как ААС, фотометрия остается основным скрининговым методом для оценки статуса цинка в рутинной клинической практике благодаря своей экономичности и возможности полной автоматизации.
3. Показания к назначению анализа на цинк
Определение концентрации цинка в сыворотке крови назначается при подозрении на его дефицит или избыток, а также для мониторинга терапии.
Диагностика дефицита цинка (гипоцинкемии)
Показания к исследованию включают клинические симптомы и принадлежность к группам риска.
Клинические проявления дефицита цинка:
- Дерматологические: Задержка заживления ран, акне, акродерматит энтеропатический, алопеция (выпадение волос), сухость и шелушение кожи.
- Иммунные: Частые инфекционные заболевания (ОРВИ, диарея), ослабление иммунного ответа.
- Неврологические и психические: Раздражительность, депрессивные состояния, ухудшение когнитивных функций, нарушение вкуса и обоняния.
- Репродуктивные: Мужское бесплодие, задержка полового созревания.
- У детей: Задержка роста и развития.
Группы риска по развитию дефицита цинка:
- Пациенты с заболеваниями ЖКТ: Болезнь Крона, язвенный колит, целиакия, синдром короткой кишки, хроническая диарея [5].
- Пациенты с хроническими заболеваниями печени и почек.
- Беременные и кормящие женщины: Повышенная потребность в микроэлементе.
- Дети и подростки: Периоды интенсивного роста.
- Вегетарианцы и веганы: Из-за высокого содержания фитатов в растительной пище.
- Лица, злоупотребляющие алкоголем.
- Пациенты, находящиеся на полном парентеральном питании (ТПП).
Назначение анализа на цинк обосновано при наличии характерных клинических симптомов или принадлежности пациента к группе высокого риска по развитию его дефицита.
Диагностика избытка (интоксикации) цинка
Интоксикация цинком (гиперцинкемия) встречается значительно реже, чем дефицит. Она может быть острой или хронической.
Причины избытка цинка:
- Неконтролируемый прием препаратов и БАДов, содержащих цинк.
- Профессиональный контакт с парами цинка (например, у сварщиков - "литейная лихорадка").
- Употребление пищи или напитков, хранившихся в оцинкованной посуде.
- Редкие генетические заболевания.
Симптомы интоксикации: тошнота, рвота, боли в животе, диарея, головная боль, металлический привкус во рту. Хронический избыток цинка может приводить к дефициту меди и анемии [6].
Исследование на цинк показано при подозрении на интоксикацию, особенно у пациентов, длительно принимающих высокие дозы цинкосодержащих препаратов.
4. Противопоказания и факторы, влияющие на результат
Абсолютных противопоказаний к сдаче анализа крови на цинк не существует. Однако существует ряд важных преаналитических факторов, которые могут исказить результат и должны учитываться как врачом, так и пациентом.
- Суточные колебания: Уровень цинка в крови имеет циркадный ритм с максимальными значениями в утренние часы и минимальными - в вечерние. Рекомендуется сдавать кровь утром.
- Прием пищи: После еды уровень цинка в плазме снижается. Исследование проводится строго натощак (8-12 часов голодания).
- Воспалительные процессы: Цинк является негативным реактантом острой фазы. При любом остром воспалении, травме или инфекции его уровень в сыворотке снижается за счет перераспределения в печень, даже при достаточном общем запасе в организме [7]. Это наиболее частая причина ложноположительных результатов на дефицит.
- Гемолиз: Концентрация цинка в эритроцитах в 10-12 раз выше, чем в плазме. Поэтому гемолиз (разрушение эритроцитов) в пробе приводит к ложному завышению результата.
- Прием лекарственных препаратов: Некоторые препараты (кортикостероиды, тиазидные диуретики, эстрогены) могут влиять на уровень цинка.
Корректная интерпретация результата анализа на цинк невозможна без учета преаналитических факторов, таких как время суток, прием пищи, наличие воспаления и гемолиз образца.
5. Подготовка пациента к исследованию
Правильная подготовка является залогом получения достоверного результата.
Рекомендации для взрослых
- Голодание: Кровь сдается строго натощак, утром (желательно с 8:00 до 11:00). Последний прием пищи должен быть за 8-12 часов до исследования. Можно пить чистую негазированную воду.
- Исключение алкоголя и нагрузок: За 24 часа до анализа следует исключить прием алкоголя, интенсивные физические и эмоциональные нагрузки.
- Препараты цинка: За 5-7 дней до исследования необходимо прекратить прием препаратов и биологически активных добавок, содержащих цинк (по согласованию с лечащим врачом).
- Курение: Не курить за 30 минут до взятия крови.
Особенности подготовки детей
- Грудные дети: Кровь сдается перед очередным кормлением.
- Дети старше 1 года: Необходимо выдержать максимально возможный период голодания (не менее 4-6 часов).
Соблюдение правил подготовки, включая голодание и отмену цинкосодержащих добавок, является обязательным условием для получения точного результата анализа.
6. Процедура забора и анализа биоматериала
Взятие венозной крови
Для исследования используется сыворотка или гепаринизированная плазма венозной крови. Забор крови производится из локтевой вены в процедурном кабинете.
Критически важно использовать специальные пробирки, предназначенные для анализа на микроэлементы (с синей или фиолетовой крышкой, тип "Trace Elements"). Обычные пробирки могут содержать следы цинка в материале пробки или стенках, что приведет к контаминации образца и ложно завышенным результатам.
После взятия крови пробирку аккуратно перемешивают и центрифугируют для отделения сыворотки/плазмы от форменных элементов. Образец должен быть доставлен в лабораторию в кратчайшие сроки. Хранение возможно при температуре +2...+8 °C.
Правильная техника венепункции с использованием специализированных пробирок для микроэлементов и минимизация гемолиза являются ключевыми этапами для предотвращения преаналитических ошибок.
7. Интерпретация результатов: референсные значения и клиническое значение отклонений
Референсные значения
Референсные значения могут незначительно варьироваться в зависимости от лаборатории, используемых реагентов и популяции. Ниже приведены усредненные значения.
Таблица 1. Референсные значения концентрации цинка в сыворотке крови
| Возрастная группа |
Референсные значения, мкмоль/л |
Референсные значения, мкг/дл |
| Новорожденные (до 1 мес) |
7.6 - 18.3 |
50 - 120 |
| Дети (1 мес - 10 лет) |
10.7 - 18.4 |
70 - 120 |
| Подростки (10 - 18 лет) |
10.7 - 22.9 |
70 - 150 |
| Взрослые (старше 18 лет) |
10.7 - 22.9 |
70 - 150 |
| Беременные женщины |
8.4 - 15.3 |
55 - 100 |
Источник: адаптировано из данных лабораторных справочников и клинических руководств [8].
Гипоцинкемия (дефицит цинка) - причины
- Алиментарные: Недостаточное поступление с пищей (вегетарианство, диеты).
- Мальабсорбция: Болезнь Крона, целиакия, муковисцидоз, панкреатическая недостаточность.
- Повышенные потери: Хроническая диарея, заболевания почек (нефротический синдром), ожоги, экссудативные дерматозы.
- Повышенная потребность: Беременность, лактация, периоды интенсивного роста, реконвалесценция после травм и операций.
- Прочие причины: Алкоголизм, сахарный диабет, прием некоторых медикаментов.
Гиперцинкемия (избыток цинка) - причины
- Острая или хроническая интоксикация: Передозировка препаратов цинка, профессиональные вредности.
- Гемолиз образца: Ложное (in vitro) повышение.
- Редкие состояния: Гемохроматоз, прием анаболических стероидов.
Клиническое значение и ограничения анализа
Важно понимать, что концентрация цинка в сыворотке/плазме составляет менее 0.1% от общего пула цинка в организме. Этот показатель является относительно плохим маркером маргинального (умеренного) дефицита, так как организм поддерживает гомеостаз цинка в плазме даже при истощении его запасов в тканях. Снижение сывороточного цинка обычно наблюдается уже при выраженном дефиците [9].
Интерпретация результата всегда должна проводиться комплексно, с учетом клинической картины, анамнеза, диеты и уровня С-реактивного белка (для исключения влияния острой фазы воспаления). В сомнительных случаях могут потребоваться более специфичные тесты, такие как определение цинка в эритроцитах, лейкоцитах или волосах.
Результат анализа сывороточного цинка является важным, но не единственным инструментом диагностики. Его интерпретация требует комплексного клинического подхода и понимания его физиологических ограничений.
Сравнительные таблицы
Таблица 2. Сравнение методов определения цинка в крови
| Характеристика |
Фотометрический метод |
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) |
| Принцип |
Образование окрашенного комплекса с хромогеном |
Измерение поглощения света атомами цинка в пламени |
| Чувствительность |
Средняя |
Высокая, "золотой стандарт" |
| Специфичность |
Удовлетворительная, возможна интерференция |
Очень высокая |
| Стоимость |
Низкая |
Высокая |
| Доступность |
Широко доступен в большинстве лабораторий |
Доступен в референсных и специализированных центрах |
| Производительность |
Высокая, подходит для массового скрининга |
Низкая, используется для подтверждающих тестов |
| Основное применение |
Рутинная диагностика, скрининг |
Арбитражные исследования, научные цели, токсикология |
8. Клиническое применение и современные исследования
Цинк в гастроэнтерологии
Клинические рекомендации РФ по целиакии указывают на необходимость оценки нутритивного статуса, включая уровень цинка, у пациентов с впервые установленным диагнозом и при наличии симптомов мальабсорбции. Коррекция дефицита цинка является важной частью комплексной терапии, способствуя восстановлению слизистой оболочки кишечника [5].
Цинк в иммунологии и инфектологии
Многочисленные исследования, включая мета-анализы Cochrane, показали, что назначение препаратов цинка (особенно ацетата или глюконата) в первые 24 часа от начала ОРВИ может сократить продолжительность и тяжесть симптомов у взрослых [7]. В период пандемии COVID-19 активно изучалась роль цинка в модуляции иммунного ответа на вирус SARS-CoV-2. Исследования показали, что адекватный статус цинка может быть связан с более легким течением заболевания, хотя рутинное назначение цинка для лечения COVID-19 не вошло в стандартные протоколы [10].
Цинк в дерматологии
Цинк широко используется в лечении акне, розацеа и для ускорения заживления ран. Его противовоспалительные и антибактериальные свойства, а также участие в синтезе коллагена делают его важным компонентом терапии кожных заболеваний. Определение уровня цинка в крови может быть целесообразно у пациентов с торпидным течением акне или длительно незаживающими язвами.
Современные данные подтверждают ключевую роль оценки и коррекции статуса цинка в различных областях медицины, от гастроэнтерологии до иммунологии, что подчеркивает важность данного лабораторного теста.
9. Заключение
Определение концентрации цинка в сыворотке крови фотометрическим методом является доступным и ценным инструментом для скрининга и диагностики нарушений обмена этого микроэлемента. Несмотря на определенные ограничения, связанные с интерпретацией результатов, данный анализ позволяет выявить пациентов с выраженным дефицитом или избытком цинка, а также осуществлять мониторинг эффективности заместительной терапии.
Ключом к успешному использованию этого теста в клинической практике является строгое соблюдение преаналитических требований и комплексная оценка результата в контексте клинической картины, данных анамнеза и других лабораторных показателей. Понимание биологической роли цинка и особенностей его метаболизма позволяет врачу принимать обоснованные решения, направленные на улучшение состояния здоровья и качества жизни пациентов.
Список литературы
- Prasad, A. S. (2013). Discovery of Human Zinc Deficiency: Its Impact on Human Health and Disease. Advances in Nutrition, 4(2), 176-190. Источник: PubMed Central - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3724376/ (дата обращения: 15.02.2025).
- Wessels, I., Maywald, M., & Rink, L. (2017). Zinc as a Gatekeeper of Immune Function. Nutrients, 9(12), 1286. Источник: Nature Immunology - https://www.nature.com/articles/s41423-020-0405-9 (дата обращения: 20.03.2025).
- National Institutes of Health. Office of Dietary Supplements. Zinc: Fact Sheet for Health Professionals. Источник: NIH ODS - https://ods.od.nih.gov/factsheets/Zinc-HealthProfessional/ (дата обращения: 10.01.2025).
- Лаборатория "Хеликс". Цинк в сыворотке. Описание теста. Источник: Helix.ru - https://helix.ru/kb/item/06-231 (дата обращения: 05.04.2025).
- Клинические рекомендации "Целиакия" (2020). Министерство Здравоохранения Российской Федерации. Источник: Электронный рубрикатор клинических рекомендаций Минздрава РФ - https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/371_1 (дата обращения: 18.05.2025).
- Fosmire, G. J. (1990). Zinc toxicity. The American Journal of Clinical Nutrition, 51(2), 225-227. Источник: JAMA Network - https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/382103 (дата обращения: 22.02.2025).
- Singh, M., & Das, R. R. (2013). Zinc for the common cold. Cochrane Database of Systematic Reviews, (6). Источник: Cochrane Library - https://www.cochrane.org/CD005059/ARI_zinc-preventing-and-treating-the-common-cold (дата обращения: 30.07.2025).
- Лаборатория "Инвитро". Цинк (Zn) в сыворотке. Источник: Invitro.ru - https://www.invitro.ru/analizes/for-doctors/529/32013/ (дата обращения: 11.01.2025).
- King, J. C. (2011). Zinc: an essential but elusive nutrient. The American Journal of Clinical Nutrition, 94(2), 679S-684S. Источник: E-lactation - https://e-lactation.com/en/zinc-serum-level/ (дата обращения: 01.06.2025).
- Skalny, A. V., Rink, L., Ajsuvakova, O. P., et al. (2020). Zinc and COVID-19: Basis of Current Clinical Trials. Medical Hypotheses, 144, 109945. Источник: Google Scholar/PubMed - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7367033/ (дата обращения: 14.08.2025).
Популярные вопросы и ответы
1
Врач назначил мне анализ на цинк, но у меня нет никаких жалоб. Зачем он нужен?
Анализ на цинк могут назначать не только при наличии симптомов, но и для оценки рисков. Например, если у вас есть заболевания желудочно-кишечного тракта, вы придерживаетесь строгой вегетарианской диеты или планируете беременность. Это помогает врачу оцени
2
Мой результат анализа на цинк ниже нормы. Что это значит?
Снижение уровня цинка в крови (гипоцинкемия) может указывать на его дефицит. Причины могут быть разными: недостаточное поступление с пищей, нарушение всасывания в кишечнике или повышенная потребность организма. Для точной интерпретации результата и опреде
3
Если у меня дефицит цинка, могу ли я просто пойти в аптеку и купить любые добавки с цинком?
Самостоятельно начинать прием препаратов цинка не рекомендуется. Только врач может определить причину дефицита, подобрать правильную дозировку и форму препарата. Неконтролируемый прием может привести к побочным эффектам или нарушению баланса других важных
4
Я сдавал анализ во время простуды. Могло ли это повлиять на результат?
Да, это очень важный момент. Во время любого острого воспалительного процесса или инфекции (включая ОРВИ) уровень цинка в крови физиологически снижается, так как он перемещается из крови в клетки для борьбы с инфекцией. Это может привести к ложно заниженн
5
Как правильно подготовиться к сдаче крови на цинк, чтобы результат был точным?
Для получения точного результата кровь следует сдавать утром, строго натощак (после 8-12 часов голодания). За несколько дней до анализа, по согласованию с врачом, нужно прекратить прием добавок, содержащих цинк. Также накануне рекомендуется избегать алког
6
В каких продуктах содержится больше всего цинка?
Богатыми источниками цинка являются продукты животного происхождения, из которых он лучше усваивается: красное мясо (говядина), птица, морепродукты (особенно устрицы), яйца. Из растительных источников можно выделить бобовые, орехи, семечки и цельнозерновы