facebook
eISSN: 2084-9893
ISSN: 0033-2526
Dermatology Review/Przegląd Dermatologiczny
Bieżący numer Archiwum Artykuły zaakceptowane O czasopiśmie Zeszyty specjalne Rada naukowa Bazy indeksacyjne Prenumerata Kontakt Zasady publikacji prac Standardy etyczne i procedury
Panel Redakcyjny
Zgłaszanie i recenzowanie prac online
SCImago Journal & Country Rank
2/2023
vol. 110
 
Poleć ten artykuł:
Udostępnij:
Artykuł przeglądowy

Rola cynku w prawidłowym funkcjonowaniu skóry – znaczenie w patogenezie i leczeniu bielactwa nabytego

Marianna Emilia Kaczmarek
1
,
Adam Wełniak
1
,
Rafał Czajkowski
2

1.
Students’ Scientific Club of Dermatology, Department of Dermatology and Venereology, Ludwik Rydygier Medical College in Bydgoszcz, Nicolaus Copernicus University in Torun, Poland; Studenckie Koło Naukowe Dermatologii przy Katedrze Dermatologii i Wenerologii, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Polska
2.
Department of Dermatology and Venereology, Ludwik Rydygier Medical College in Bydgoszcz, Nicolaus Copernicus University in Torun, Poland; Katedra Dermatologii i Wenerologii, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Polska
Dermatol Rev/Przegl Dermatol 2023, 110, 142–150
Data publikacji online: 2023/07/20
Plik artykułu:
- The role of zinc.pdf  [0.22 MB]
Pobierz cytowanie
 
Metryki PlumX:
 

INTRODUCTION

Vitiligo is a skin disease that is characterized by selective loss of melanocytes, leading to the formation of hypopigmented spots. The prevalence of the disorder is estimated at 0.5–4% of the world’s population. In recent years, significant progress has been made in understanding the pathogenesis of vitiligo. Research findings highlight the involvement of autoimmune and autoinflammatory processes and melanocyte apoptosis associated with oxidative stress, which disrupt melanin synthesis [1–3]. Zinc is one of the micronutrients that are essential for maintaining the homeostasis of the human body. It is involved in autoimmune processes, melanin synthesis, and oxidative stress reduction. Over the past 50 years, tremendous progress has been made in understanding the metabolism of zinc in humans, both in clinical and basic sciences. Zinc is the second most common trace metal in the human body after iron [4]. Reduced zinc levels have been observed in various dermatoses including psoriasis, acne vulgaris, and leprosy [5, 6]. Since zinc also contributes to a significant extent to normal melanocyte function, it is pertinent to consider the role of zinc in vitiligo. Despite advances in medicine, it is still not possible to achieve satisfactory repigmentation in many vitiligo patients, so new pathogenetic factors associated with disease onset and progression are constantly being sought. One of the factors identified in the literature as being potentially linked with vitiligo is the body zinc level [7–10].
The article aims to highlight the importance of zinc for the healthy functioning of the human body, present the effects of zinc deficiency and excess, and outline the link between zinc and the pathogenesis and severity of lesions in vitiligo.

ROLE OF ZINC IN THE SKIN

Zinc is an essential intracellular micronutrient, with a particularly important role in the immune system. Currently, there are over 300 enzymes and over 1,000 transcription factors that are known to require zinc for their activity [11]. Zinc deficiency disrupts the function of NK cells, neutrophils, monocytes, macrophages, and T cells [12]. Under zinc deficiency conditions, T cells were found to exhibit impaired differentiation and activity [13]. These disruptions may ultimately result in an induction of autoimmune responses leading to melanocyte destruction, which contributes to the development of depigmented patches that are observed in patients with vitiligo. In addition to modulating cellular immunity, zinc is an antioxidant and anti-inflammatory agent [14, 15], whose antioxidant properties are linked to the activity of the enzyme called superoxide dismutase. Impaired superoxide dismutase activity increases oxidative stress and melanocyte apoptosis. Also important are the effects of zinc on the immune system, transcription factors, cell differentiation and proliferation, DNA and RNA synthesis and repair, regulation of cell signaling and stabilization of cell membrane structure [16]. Zinc mediates the melanocyte signaling pathways through involvement in the pathways of proteins including p53 or AP-1 and PKC [13, 17]. Another link between zinc and the pathogenesis of vitiligo is the activity of the ZMIZ1 (zinc finger MIZ-type containing 1) protein. In cell culture studies, oversynthesis of the protein was associated with a significant increase in melanocyte proliferation mediated by the PIGI and PIG3V proteins. Blocking the synthesis of this protein was found to have the opposite effect [18]. Being an essential trace element, zinc plays a key role in the development, differentiation and proliferation of various human cells, including the skin. Functions performed by zinc in the skin include participation in the synthesis of prostaglandins that affect the secretory properties of the skin, accelerate wound healing, have anti-infective properties, and contribute to the process of skin regeneration through involvement in the metabolism of fatty acids and collagen [19].
A new discovery is zinc a2-glycoprotein (ZAG), an adipokine protein which, in recent years, has been found to have a significant impact on epidermal function. Zinc is involved in the process of proliferation and regulation of melanocyte activity mediated by zinc a2-glycoprotein (ZAG) [20]. A deficiency of the ZAG protein is believed to inhibit the proliferation of melanocytes and disrupt the process of their maturation and differentiation. The activity of the protein is important for immune regulation and plays a key role in the adhesion of melanocytes to other cells in the epidermis [21]. Zinc is a key micronutrient in the process of melanocyte proliferation via the AKT3, ERK1/2, C-MYC and CYCD signaling pathways [21]. The process of melanogenesis requires the involvement of tyrosinase and two enzymes – tyrosinase-related proteins (Trp1 and Trp2) – whose activity depends on the presence of copper and zinc ions [4].

ZINC DEFICIENCY AND EXCESS

The human body cannot store zinc, so a deficiency may arise relatively quickly, usually through inadequate dietary intake. Zinc deficiency often coexists with other deficiencies, primarily iron [22], and intestinal zinc absorption is crucially dependent on the ZIP4 protein [23]. Severe zinc deficiency is rarely observed, but mild deficiencies are common worldwide. A deficiency of this trace element may be associated with inflammatory diseases, aging, pregnancy, lactation, vegan and vegetarian diets, malnutrition, and alcoholism. It is also noted among opioid users [13, 17, 19, 22]. Zinc deficiency may affect up to 2 billion people globally, especially children in developing countries. In contrast, in industrial countries, zinc deficiency mainly affects the elderly [13]. In countries with a low socioeconomic status, zinc deficiency may occur in up to 43% of the pediatric population [22]. A major contributor to zinc deficiency in developing countries is high intake of phytate-containing cereal protein. Plant sources of zinc include whole-grain cereals, nuts and beans. However, zinc bioavailability may be impaired because of soil contamination with substances that interfere with zinc absorption including phytic acid, calcium, and probably also polyphenols [22]. Another factor potentially inducing zinc depletion is acute diarrhea, which is associated with an increased secretion of zinc into the feces [22]. Secondary zinc deficiency is observed in patients with malabsorption syndrome, liver disease, chronic kidney disease, sickle cell disease, and other chronic disorders [24–27]. Zinc is a micronutrient playing a crucial role in healthy pregnancy, with zinc deficiency being associated with increased morbidity and mortality in children [22]. Other clinical effects caused by zinc deficiency in humans include growth retardation, immune system dysfunction, and cognitive impairment. Zinc deficiency has a proven effect on impaired wound healing [28]. In addition, this trace element contributes to the development of certain diseases associated with nutritional deficiencies (acquired acrodermatitis enteropathica, necrolytic migratory erythema, pellagra, and biotin deficiency) [29–31]. Also, an excess of zinc may have a negative impact on human physiology. Excessive zinc levels may interfere with the synthesis of steroid hormones, leading to increased cortisol concentrations. In addition, as demonstrated in a mouse model, excess zinc may induce Cushing’s syndrome [32]. An excess of this element is recognized as a potential contributor to the development of cancer, as the activity of multiple enzymes linked to carcinogenesis is associated with zinc levels [12]. The most common cause of excess zinc in the body is an overdose of zinc supplements, which may manifest as gastrointestinal and cardiovascular disorders such as vomiting, generalized weakness, and anemia [33]. Other causes of zinc poisoning reported in the literature include eating foods stored in zinc-lined containers or sprayed with zinc fertilizers, as well as exposure to zinc in people working in the production of alloys or smoke candles, and in the electroplating industry [33]. Excessive exposure to zinc vapors may cause zinc fever with flu-like symptoms [34].
Numerous studies have shown that zinc levels are reduced in patients with vitiligo compared to the control group [7–10, 35–39]. In one study, zinc levels were found to decrease during NB-UVB phototherapy [8]. Substantial discrepancies between study findings make it difficult to draw clear conclusions on the relationship between vitiligo and zinc levels. In some studies, no significant correlation was found between the serum zinc levels and the family history of vitiligo, or the type and duration of the disease. Similarly, no correlation was found between the level of zinc and the severity of lesions expressed as the VASI score [35–37]. Some studies have shown that lower zinc levels promote disease progression, as measured by the VASI score, and that patients with longer disease duration have lower zinc levels. The level of zinc was also affected by the skin phototype, coexistence of an autoimmune disease or early onset of the disorder. Furthermore, significantly lower zinc levels have been noted in patients with generalized vitiligo compared to focal vitiligo [7, 35, 38]. Reduced zinc levels may be correlated with lower copper levels [10, 35] though the results of studies investigating this correlation are inconclusive [8]. Patients with vitiligo were also found to have an elevated level of selenium [9]. Many studies demonstrating this correlation were conducted in developing countries (Egypt, India), where zinc deficiencies were also observed in young subjects [35], but other researchers found no such correlation [36].

ZINC SUPPLEMENTATION IN MICRONUTRIENT DEFICIENCIES

Zinc is used as an adjuvant therapeutic agent in managing non-dermatological conditions including acute diarrhea in children, Wilson’s disease, and non-alcoholic fatty liver disease [40, 41]. During the COVID-19 pandemic, a decrease in mortality was observed among elderly patients infected with SARS-CoV-2 who had been given zinc supplements [42]. Zinc supplementation in adults may also be indicated in the management of male fertility disorders, based on studies showing that zinc improves semen quality [12]. In children, the intake of zinc salts has been found to reduce the incidence of diarrhea and pneumonia, and promote normal growth [12, 19]. Zinc has multiple pharmacological applications in dermatology. A review of the literature on the use of zinc supplements in dermatology, based on the 2011 Oxford Centre of Evidence-Based Medicine guidelines, confirms their efficacy in patients with infectious diseases (leishmaniasis and viral warts), inflammatory conditions (rosacea, inflammation of the apocrine sweat glands) and telogen effluvium [15]. A study conducted among patients with vitiligo revealed elevated levels of IL-17, IL-6 and IL-4 that are involved in the pathogenesis of the disease. The same study found reduced zinc levels in vitiligo patients compared to the healthy population [39]. Based on the results of the above study, it can be concluded that zinc supplementation in patients with vitiligo may be therapeutically beneficial. Unfortunately, these are only preliminary reports, as studies evaluating the efficacy of zinc supplementation in this group of patients are scarce. Zinc supplementation combined with topical glucocorticosteroid therapy in patients with vitiligo, despite producing slightly better outcomes than topical therapy alone, failed to produce a statistically significant improvement in clinical status [43]. Studies in mice showed that simultaneous supplementation of vitamins, zinc, and selenium brought about a significant improvement in pigmentation [44]. Determining the recommended doses of zinc supplementation also remains a significant challenge, as there are no standardized data on what doses might prevent the development or progression of the disease. The daily zinc requirement is 11 mg in people over 19 years of age [45]. In the aforementioned study by Yaghoobi et al., a daily dose of 440 mg was used in adult patients [43], but it needs to be noted that only 50% of the administered dose of the micronutrient is absorbed [46].
Potential complications of zinc supplementation should also be taken into account. The most common adverse effects associated with using oral zinc salt supplements include gastrointestinal complaints such as abdominal pain, indigestion, nausea, vomiting, diarrhea, gastric mucosal irritation, and gastritis [33, 43]. Furthermore, long-term zinc supplementation may impair the absorption of copper and iron, leading to symptoms of their deficiency [33]. Further research and large randomized controlled clinical trials are needed to investigate the role of zinc used in monotherapy in the treatment of the diseases listed above [14, 15]. Aside from zinc supplementation, other therapeutic measures that can be considered in vitiligo patients include supplementation with antioxidants or vitamin D3, or a gluten-free diet [47]. The authors of a number of studies lean towards the theory that the balance between the levels of copper and zinc in the body is more important than the level of each element separately [4, 35].

CONCLUSIONS

Zinc is a micronutrient playing an unquestionably important role in healthy skin function by regulating the proliferation and differentiation of melanocytes in a process involving ZMIZ1 and ZAG proteins. The effect of zinc on the pathogenesis and progression of vitiligo, as well as the treatment options, still remains unclear. Multiple studies have found that zinc levels are lower in patients with vitiligo compared to healthy controls. However, the clinical implications of reduced zinc levels in vitiligo patients have yet to be determined, as research findings on this issue are too divergent to draw any solid conclusions. Moreover, there is no evidence to demonstrate the superiority of standard treatment combined with zinc supplementation over therapy without correction of the deficiency of this micronutrient. Given the above evidence, there is no indication for routine zinc supplementation in the population of patients with vitiligo. The present review shows that further studies are needed to evaluate the effects of combining zinc salt supplementation with other treatment modalities used in vitiligo, such as NB-UVB phototherapy. An important direction of future research might involve attempts to gain a better understanding of the relationship between the levels of copper and zinc, and their relevance in vitiligo.

CONFLICT OF INTEREST

The authors declare no conflict of interest.
References

WPROWADZENIE

Bielactwo nabyte jest chorobą skóry, która charakteryzuje się selektywną utratą melanocytów i prowadzi do powstawania plam hipopigmentacyjnych. Częstość występowania choroby na świecie szacuje się na 0,5–4%. W ostatnich latach poczyniono znaczne postępy w zrozumieniu patogenezy bielactwa nabytego, które wyraźnie wskazują na udział procesów autoimmunologicznych i autozapalnych oraz apoptozy melanocytów, związanej ze stresem oksydacyjnym, co prowadzi do zaburzeń syntezy melanin [1–3]. W procesach autoimmunizacyjnych, syntezie melanin i redukcji stresu oksydacyjnego bierze udział, m.in. cynk, który jest jednym z kluczowych mikroelementów ważnych dla utrzymania homeostazy organizmu człowieka. W czasie ostatnich 50 lat zaobserwowano ogromny postęp w naukach zarówno klinicznych, jak i podstawowych dotyczących metabolizmu cynku u ludzi. Ten mikroelement stanowi drugi najpowszechniejszy po żelazie metal w naszym organizmie [4]. Wykazano, że w dermatozach, takich jak łuszczyca, trądzik pospolity oraz trąd, obserwuje się zmniejszone stężenie cynku [5, 6]. Ze względu na znaczący udział tego mikroelementu w prawidłowym funkcjonowaniu melanocytów warto zwrócić uwagę również na bielactwo nabyte. Pomimo postępu medycyny, u wielu pacjentów nie jest możliwe osiągnięcie zadowalającej repigmentacji, dlatego nadal poszukuje się nowych czynników patogenetycznych związanych z inicjacją i progresją choroby. Jednym z czynników wymienianych w piśmiennictwie, który ma potencjalny związek z bielactwem nabytym, jest stężenie cynku w organizmie [7–10].
Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie znaczenia cynku w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu człowieka, charakterystykę jego niedoboru i nadmiaru oraz powiązania z patogenezą i nasileniem zmian w odniesieniu do bielactwa nabytego.

ROLA CYNKU W SKÓRZE

Cynk jest bardzo ważnym mikroelementem wewnątrzkomórkowym, szczególnie dla układu odpornościowego. Obecnie znamy ponad 300 enzymów i ponad 1000 czynników transkrypcyjnych, wymagających cynku do swojej prawidłowej aktywności [11]. Niedobór cynku zaburza funkcjonowanie komórek NK, neutrofilów, monocytów, makrofagów oraz limfocytów T [12]. Limfocyty T, w warunkach niedoboru cynku, wykazują zaburzenia różnicowania i aktywności [13]. Zmiany te mogą ostatecznie prowadzić do indukowania reakcji autoimmunizacyjnych skutkujących np. niszczeniem melanocytów, co przyczynia się do powstawania zmian depigmentacyjnych obserwowanych w bielactwie nabytym. Cynk nie tylko moduluje odporność komórkową, lecz także jest przeciwutleniaczem i czynnikiem przeciwzapalnym [14, 15], którego działanie antyoksydacyjne jest związane z aktywnością enzymu dysmutazy ponadtlenkowej. Osłabienie aktywności dysmutazy ponadtlenkowej prowadzi do nasilenia stresu oksydacyjnego i apoptozy melanocytów. Istotny jest także wpływ cynku na układ odpornościowy, czynniki transkrypcyjne, różnicowanie i proliferację komórek, syntezę i naprawę DNA i RNA, regulację sygnalizacji komórkowej oraz stabilizację struktury błon komórkowych [16]. Cynk pośredniczy w ścieżkach sygnałowych melanocytów przez udział w szlakach białek, takich jak p53 czy AP-1 i PKC [13, 17]. Innym punktem łączącym cynk i patogenezę bielactwa nabytego jest aktywność białka ZMIZ1 (zinc finger MIZ-type containing 1). W badaniach, w warunkach hodowli komórkowej, nadmierna synteza tego białka wiązała się ze znaczącym nasileniem proliferacji melanocytów przy udziale białek PIGI oraz PIG3V. Zablokowanie syntezy tego białka miało przeciwny efekt [18]. Cynk jako niezbędny pierwiastek śladowy odgrywa kluczową rolę w rozwoju, różnicowaniu i proliferacji różnych komórek człowieka, w tym skóry. Funkcje pełnione przez ten pierwiastek w skórze to między innymi: udział w syntezie prostaglandyn wpływających na właściwości wydzielnicze skóry, przyspieszenie gojenia się ran, właściwości przeciwinfekcyjne, wpływ na proces regeneracji skóry przez udział w przetwarzaniu kwasów tłuszczowych oraz udział w metabolizmie kolagenu [19].
Niedawnym odkryciem jest glikoproteina cynkowa a2 (ZAG), należąca do białek z grupy adipokin, która w ostatnich latach wykazała znaczący wpływ na funkcjonowanie naskórka. Cynk bierze udział w procesie proliferacji i regulacji aktywności melanocytów za pośrednictwem glikoproteiny zinc a2 (ZAG) [20]. Uważa się, że brak białka ZAG hamuje proliferację melanocytów oraz zaburza proces ich dojrzewania oraz różnicowania. Aktywność tego białka jest ważna dla immunoregulacji oraz kluczowa dla prawidłowej adhezji melanocytów względem pozostałych komórek naskórka [21]. Cynk jest kluczowym mikroelementem w proliferacji melanocytów z wykorzystaniem szlaków sygnałowych AKT3, ERK1/2, C-MYC oraz CYCD [21]. W procesie melanogenezy wymagany jest udział tyrozynazy oraz dwóch enzymów zwanych białkami związanymi z tyrozynazą (Trp1 i Trp2), których aktywność jest zależna od obecności jonów miedzi i cynku [4].

NIEDOBÓR I NADMIAR CYNKU

Organizm ludzki nie magazynuje cynku, więc niedobór tego mikroelementu może narastać stosunkowo szybko, najczęściej poprzez niewłaściwą dietę. Niedobór cynku często współwystępuje z innymi niedoborami, przede wszystkim żelaza [22], a kluczowym dla wchłaniania cynku z jelit jest białko ZIP4 [23]. Poważny niedobór cynku jest obserwowany rzadko, ale łagodne niedobory są powszechne na całym świecie. Niedobór cynku może być związany z chorobami zapalnymi, starzeniem, ciążą, laktacją, dietą wegańską i wegetariańską, niedożywieniem, alkoholizmem, a także występować wśród osób stosujących leki opioidowe [13, 17, 19, 22]. Niedobór cynku może dotyczyć nawet 2 miliardów ludzi na świecie, zwłaszcza dzieci z krajów rozwijających się, natomiast w krajach uprzemysłowionych najczęściej występuje u osób starszych [13]. Wśród dzieci z krajów o niskim statusie socjoekonomicznym niedobór cynku może dotyczyć nawet 43% populacji pediatrycznej [22]. Głównym czynnikiem przyczyniającym się do niedoboru cynku w krajach rozwijających się jest wysokie spożycie białka zbożowego zawierającego fityniany. Roślinnym źródłem cynku są pełnoziarniste zboża, orzechy i fasola, jednak biodostępność cynku może być zaburzona ze względu na skażenie gleby substancjami, które zaburzają wchłanianie cynku. Takimi substancjami są: kwas fitynowy, wapń oraz prawdopodobnie polifenole [22]. Innym czynnikiem powodującym niedobór cynku może być ostra biegunka, która wiąże się ze zwiększoną sekrecją cynku do kału [22]. Natomiast wtórny niedobór cynku obserwuje się u pacjentów z zespołem złego wchłaniania, chorobami wątroby, przewlekłą chorobą nerek, niedokrwistością sierpowatokrwinkową i innymi chorobami przewlekłymi [24–27]. Cynk jest kluczowym mikroelementem dla prawidłowego przebiegu ciąży, a jego niedobory wiążą się z większą chorobowością i umieralnością u dzieci [22]. Inne skutki kliniczne wynikające z niedoboru cynku u ludzi obejmują głównie opóźnienie wzrostu, dysfunkcję układu immunologicznego i upośledzenie funkcji poznawczych. Niedobór cynku ma potwierdzony wpływ na utrudnione gojenie się ran [28]. Wpływa także na rozwój niektórych chorób związanych z niedoborami żywieniowymi (nabyte acrodermatitis enteropathica, necrolytic migratory erythema, pelagra i niedobór biotyny) [29–31]. Również nadmiar cynku może mieć negatywny wpływ na fizjologię organizmu człowieka. Nadmierne stężenie tego mikroelementu może zaburzać syntezę hormonów steroidowych, prowadząc do wzrostu stężenia kortyzolu oraz, co wykazano na modelu mysim, może być przyczyną indukowania zespołu Cushinga [32]. Nadmiar tego pierwiastka uważany jest za potencjalny czynnik sprzyjający rozwojowi chorób nowotworowych, gdyż aktywność wielu enzymów powiązanych z procesem nowotworzenia zależy od stężenia cynku [12]. Najczęstszą przyczyną nadmiaru cynku w organizmie jest przedawkowanie suplementacji, które może objawiać się zaburzeniami ze strony przewodu pokarmowego i układu krążenia, takimi jak wymioty, ogólne osłabienie i niedokrwistość [33]. Wśród innych przyczyn zatrucia wymienia się spożywanie pokarmów przechowywanych w cynkowych naczyniach lub spryskanych nawozami cynkowymi, a także narażenie na działanie cynku u osób pracujących przy produkcji stopów, świec dymnych, w przemyśle galwanizacyjnym [33]. Nadmierna ekspozycja na opary cynku może być przyczyną wystąpienia gorączki cynkowej, z objawami przypominającymi grypę [34].
Liczne prace wykazały, że u pacjentów z bielactwem nabytym stężenie cynku jest obniżone względem grupy kontrolnej [7–10, 35–39]. W jednym z badań zaobserwowano, że stężenie cynku zmniejsza się podczas fototerapii NB-UVB [8]. Duże rozbieżności między wynikami poszczególnych badań na temat bielactwa nabytego i stężenia cynku utrudniają sformułowanie jednoznacznych wniosków. W części prac nie stwierdzono istotnej zależności pomiędzy stężeniem cynku w surowicy i rodzinnym występowaniem choroby, typem bielactwa nabytego oraz czasem trwania choroby. Nie wykazano również korelacji pomiędzy stężeniem cynku i zaawansowaniem zmian skórnych w skali VASI [35–37]. Część badań wykazała, że niższe stężenie cynku sprzyja progresji choroby ocenionej w skali VASI oraz że pacjenci z dłuższym czasem trwania choroby mieli niższe stężenie tego mikroelementu. Na stężenie cynku wpływał również fototyp skóry, współwystępowanie innej choroby autoimmunologicznej i wczesne wystąpienie choroby. Zaobserwowano również istotnie niższe stężenie cynku u pacjentów z bielactwem uogólnionym w porównaniu z bielactwem ogniskowym [7, 35, 38]. Redukcji stężenia cynku może towarzyszyć obniżenie stężenia miedzi [10, 35], jednak wyniki tych badań są niejednoznaczne [8]. Mikroelementem, którego stężenie jest podwyższone u chorych z bielactwem nabytym, jest selen [9]. Wiele badań potwierdzających powyższą korelację było realizowanych w krajach rozwijających się (Egipt, Indie), gdzie obserwowano również niedobory cynku u młodych osób badanych [35], jednak inni badacze nie wykazali takiej zależności [36].

SUPLEMENTACJA CYNKIEM W NIEDOBORACH MIKROELEMENTÓW

Cynk jest stosowany jako pomocniczy środek terapeutyczny w leczeniu chorób innych niż dermatologiczne, takich jak ostra biegunka u dzieci, choroba Wilsona lub niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby [40, 41]. W czasie pandemii COVID-19 suplementacja preparatami cynku u osób starszych wykazała zmniejszenie śmiertelności wśród zakażonych wirusem SARS-CoV-2 [42]. Suplementacja tym mikroelementem u dorosłych może być także wskazana w zaburzeniach płodności męskiej, gdyż wykazano, że cynk wpływa na poprawę jakości nasienia [12]. U dzieci stosowanie soli cynku zmniejsza częstość występowania biegunki, zapalenia płuc oraz stymuluje prawidłowy wzrost [12, 19]. Cynk ma liczne zastosowania farmakologiczne w dermatologii. Przegląd piśmiennictwa dotyczącego zastosowania preparatów z cynkiem w dermatologii, oparty na wytycznych Oxford Centre of Evidence-Based Medicine z 2011 roku, potwierdza skuteczność ich stosowania u pacjentów z leiszmaniozą, brodawkami wirusowymi, trądzikiem różowatym, zapaleniem apokrynowych gruczołów potowych oraz łysieniem telogenowym [15]. Badanie z udziałem osób z bielactwem nabytym wykazało, że występują u nich podwyższone wartości IL-17, IL-6 oraz IL-4, uczestniczących w patogenezie choroby. W tym samym badaniu stwierdzono obniżone stężenie cynku względem zdrowej populacji [39]. Analizując wyniki powyższego badania, można wnioskować, że suplementacja cynkiem u chorych na bielactwo nabyte może być korzystna terapeutycznie. Niestety są to jedynie wstępne doniesienia, gdyż liczba badań oceniających skuteczność suplementacji cynkiem u tych chorych jest niewielka. Suplementacja tym mikroelementem połączona z miejscową terapią glikokortykosteroidami u pacjentów z bielactwem nabytym, choć dała nieznacznie lepsze efekty niż sama terapia miejscowa, nie przełożyła się na statystycznie istotną poprawę stanu klinicznego [43]. W badaniach na myszach wykazano, że jednoczesna suplementacja witaminami, cynkiem i selenem przełożyła się na znaczącą poprawę pigmentacji [44]. Istotnym wyzwaniem jest także ustalenie zalecanych dawek suplementowanego cynku, gdyż brakuje wystandaryzowanych danych wskazujących, jakie dawki mogłyby zapobiegać rozwojowi lub też progresji choroby. Dzienne zapotrzebowanie na cynk wynosi 11 mg u osób powyżej 19. roku życia [45]. We wspomnianym wcześniej badaniu Yaghoobi i wsp. stosowali dawkę 440 mg dziennie u dorosłych [43], przy czym należy wziąć pod uwagę, że zaledwie 50% podanego mikroelementu ulega wchłonięciu [46]. Należy również pamiętać o ewentualnych powikłaniach suplementacji cynkiem. Najczęstszymi działaniami niepożądanymi soli cynku przy podawaniu doustnie są: dolegliwości żołądkowo-jelitowe, takie jak bóle brzucha, dyspepsja, nudności, wymioty, biegunka, podrażnienie oraz zapalenie błony śluzowej żołądka [33, 43]. Suplementacja preparatami cynku trwająca dłuższy czas może być także przyczyną zaburzonego wchłaniania miedzi i żelaza, co prowadzi do wystąpienia objawów niedoboru tych pierwiastków [33]. Niezbędne są dalsze badania i duże randomizowane kontrolowane próby kliniczne, aby zbadać rolę cynku w monoterapii w wyżej wymienionych chorobach [14, 15]. Poza suplementacją cynkiem, innymi rozpatrywanymi zaleceniami dla pacjentów może być suplementacja antyoksydantami, dieta bezglutenowa i suplementacja witaminą D3 [47]. W licznych pracach autorzy skłaniają się ku teorii, że istotniejszy jest bilans między stężeniem miedzi i cynku w organizmie niż stężenie każdego z tych pierwiastków analizowane odrębnie [4, 35].

WNIOSKI

Cynk jako mikroelement jest niewątpliwie niezbędny do prawidłowego funkcjonowania skóry – poprzez regulację proliferacji i różnicowania melanocytów z udziałem białek ZMIZ1 oraz ZAG. Jego znaczenie w patogenezie, progresji i ewentualnym leczeniu bielactwa nabytego wciąż jest niejasne. Wiele badań wskazuje na to, że stężenie cynku jest niższe u pacjentów z bielactwem nabytym w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną. Nadal jednak nie zostały określone kliniczne implikacje obniżonego stężenia cynku na stan pacjentów z bielactwem nabytym. Wyniki badań w tym zakresie są zbyt rozbieżne. Nie można również wskazać dowodów na przewagę standardowej terapii w połączeniu z suplementacją cynkiem nad terapią prowadzoną bez uzupełniania niedoborów tego mikroelementu. W związku z powyższymi dowodami nie ma wskazań do rutynowej suplementacji preparatami cynku u pacjentów z bielactwem nabytym. Niniejszy artykuł udowadnia konieczność prowadzenia dalszych badań z dołączeniem soli cynku do innych metod leczenia stosowanych w bielactwie nabytym, takich jak fototerapia NB-UVB. Istotnym kierunkiem rozwoju badań wydaje się także lepsze poznanie zależności między stężeniem miedzi i cynku oraz ich znaczenie w bielactwie nabytym.

KONFLIKT INTERESÓW

Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.
Piśmiennictwo
1. Frisoli M.L., Essien K., Harris J.E.: Vitiligo: mechanisms of pathogenesis and treatment. Annu Rev Immunol 2020, 38, 621-648.
2. Bergqvist C., Ezzedine K.: Vitiligo: a focus on pathogenesis and its therapeutic implications. J Dermatol 2021, 48, 252-270.
3. Bergqvist C., Ezzedine K.: Vitiligo: a review. Dermatology 2020, 236, 571-592.
4. Solano F.: On the metal cofactor in the tyrosinase family. Int J Mol Sci 2018, 19, 633.
5. Arora P.N., Dhillon K.S., Rajan S.R., Sayal S.K., Das A.L.: Serum zinc levels in cutaneous disorders. Med J Armed Forces India 2002, 58, 304-306.
6. Aggarwal J., Singh A., Gupta S., Prasad R.: Copper and zinc status in psoriasis: correlation with severity. Indian J Clin Biochem 2021, 36, 120-123.
7. Zaki A.M., Nada A.S., Elshahed A.R., Abdelgawad N.H., Jafferany M., Elsaie M.L.: Therapeutic implications of assessment of serum zinc levels in patients with vitiligo: a patient controlled prospective study. Dermatol Ther 2020, 33, e13998.
8. Wacewicz M., Socha K., Soroczyńska J., Niczyporuk M., Aleksiejczuk P., Ostrowska J., et al.: Selenium, zinc, copper, Cu/Zn ratio and total antioxidant status in the serum of vitiligo patients treated by narrow-band ultraviolet-B phototherapy. J Dermatolog Treat 2018, 29, 190-195.
9. Huo J., Liu T., Huan Y., Li F., Wang R.: Serum level of antioxidant vitamins and minerals in patients with vitiligo, a systematic review and meta-analysis. J Trace Elem Med Biol 2020, 62, 126570.
10. Zeng Q., Yin J., Fan F., Chen J., Zuo C., Xiang Y., et al.: Decreased copper and zinc in sera of Chinese vitiligo patients: a meta-analysis. J Dermatol 2014, 41, 245-251.
11. Prasad A.S.: Discovery of human zinc deficiency: its impact on human health and disease. Adv Nutr 2013, 4, 176-190.
12. Li J., Cao D., Huang Y., Chen B., Chen Z., Wang R., et al.: Zinc intakes and health outcomes: an umbrella review. Front Nutr 2022, 9, 798078.
13. Maywald M., Wessels I., Rink L.: Zinc signals and immunity. Int J Mol Sci 2017, 18, 2222.
14. Dhaliwal S., Nguyen M., Vaughn A.R., Notay M., Chambers C.J., Sivamani R.K.: Effects of zinc supplementation on inflammatory skin diseases: a systematic review of the clinical evidence. Am J Clin Dermatol 2020, 21, 21-39.
15. Searle T., Ali F.R., Al-Niaimi F.: Zinc in dermatology. J Dermatolog Treat 2022, 33, 2455-2458.
16. Skrajnowska D., Bobrowska-Korczak B.: Role of zinc in immune system and anti-cancer defense mechanisms. Nutrients 2019, 11, 2273.
17. Lee S.R.: Critical role of zinc as either an antioxidant or a prooxidant in cellular systems. Oxid Med Cell Longev 2018, 9156285. doi: 10.1155/2018/9156285.
18. Li M., Fan Y., Wang Y., Xu J., Xu H.: ZMIZ1 promotes the proliferation and migration of melanocytes in vitiligo. Exp Ther Med 2020, 20, 1371-1378.
19. Ogawa Y., Kinoshita M., Shimada S., Kawamura T.: Zinc and skin disorders. Nutrients 2018, 10, 199.
20. El-Rifaie A.A.A.S., Gohary Y.M., Abd-El Aziz G.M., Owies F.O.: Zinc-α2-glycoprotein (ZAG): a new deficiency in vitiligo patients. Skinmed 2019, 17, 248-253.
21. Bagherani N.: The newest hypothesis about vitiligo: most of the suggested pathogeneses of vitiligo can be attributed to lack of one factor, zinc-α2-glycoprotein. ISRN Dermatol 2012, 2012, 405268.
22. Gupta S., Brazier A.K.M., Lowe N.M.: Zinc deficiency in low- and middle-income countries: prevalence and approaches for mitigation. J Hum Nutr Diet 2020, 33, 624-643.
23. Nishito Y., Kambe T.: Absorption mechanisms of iron, copper, and zinc: an overview. J Nutr Sci Vitaminol 2018, 64, 1-7.
24. Zupo R., Sila A., Castellana F., Bringiotti R., Curlo M., De Pergola G., et al.: Prevalence of zinc deficiency in inflammatory bowel disease: a systematic review and meta-analysis. Nutrients 2022, 14, 4052.
25. Myint Z.W., Oo T.H., Thein K.Z., Tun A.M., Saeed H.: Copper deficiency anemia: review article. Ann Hematol 2018, 97, 1527-1534.
26. Lobo J.C., Torres J.P., Fouque D., Mafra D.: Zinc deficiency in chronic kidney disease: is there a relationship with adipose tissue and atherosclerosis? Biol Trace Elem Res 2010, 135, 16-21.
27. Himoto T., Masaki T.: Associations between zinc deficiency and metabolic abnormalities in patients with chronic liver disease. Nutrients 2018, 10, 88.
28. Kogan S., Sood A., Garnick M.S.: Zinc and wound healing: a review of zinc physiology and clinical applications. Wounds 2017, 29, 102-106.
29. George A.A., Mishra A.K., Sahu K.K., Sargent J.: Acquired acrodermatitis enteropathica. Am J Med 2021, 134, e2-e3.
30. Salaheldin Y., El Ansari W., Aljaloudi E., Elhag W.: Third reported case of rare necrolytic migratory erythema associated with bacteraemia due to severe zinc deficiency after revisional Roux-En-Y gastric bypass: case report and literature review. Eat Weight Disord 2022, 27, 1235-1241.
31. Yamamoto Y.: Skin manifestations of pellagra. Brain Nerve 2019, 71, 360-363.
32. Zhao Y., Wang Y., Hu L., Chen H., Xiao X., Li Z., et al.: Excess dietary zinc drives a Cushing’s-like syndrome in ovariectomized mice – implications for postmenopausal obesity. Biochem Biophys Res Commun 2022, 630, 101-111.
33. Rahimzadeh M.R., Rahimzadeh M.R., Kazemi S., Moghadamnia A.A.: Zinc poisoning – symptoms, causes, treatments. Mini Rev Med Chem 2020, 20, 1489-1498.
34. Brenner B.E., Keyes D.: Metal Fume Fever. StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2022.
35. Khoshdel Z., Gholijani N., Niknam M., Rahmani N., Hemmati-Dinarvand M., Naghibalhossaini F.: Serum copper and zinc levels among Iranian vitiligo patients. Dermatol Pract Concept 2022, 12, e2022140.
36. Saniee S.S., Zare A.G., RadmehrEe A., Radmehr A.: Zinc, vitamin D, and TSH levels in patients with vitiligo. Erciyes Med J 2019, 41, 148-153.
37. Mogaddam M.R., Ardabili N.S., Maleki N., Chinifroush M.M., Fard E.M.: Evaluation of the serum zinc level in patients with vitiligo. Adv Dermatol Allergol 2017, 34, 116-119.
38. Mirnezami M., Rahimi H.: Serum zinc level in vitiligo: a case-control study. Indian J Dermatol 2018, 63, 227-230.
39. Sanad E.M., El-Fallah A.A., Al-Doori A.R., Salem R.M.: Serum zinc and inflammatory cytokines in vitiligo. J Clin Aesthet Dermatol 2020, 13 (12 Suppl 1), 29-33.
40. Coni P., Pichiri G., Lachowicz J.I., Ravarino A., Ledda F., Fanni D., et al.: Zinc as a drug for Wilson’s disease, non-alcoholic liver disease and COVID-19-related liver injury. Molecules 2021, 26, 6614.
41. Barffour M.A., Hinnouho G.M., Kounnavong S., Wessells K.R., Ratsavong K., Bounheuang B., et al.: Effects of daily zinc, daily multiple micronutrient powder, or therapeutic zinc supplementation for diarrhea prevention on physical growth, anemia, and micronutrient status in rural laotian children: a randomized controlled trial. J Pediatr 2019, 207, 80-89.e2.
42. Tabatabaeizadeh S.A.: Zinc supplementation and COVID-19 mortality: a meta-analysis. Eur J Med Res 2022, 27, 70.
43. Yaghoobi R., Omidian M., Bagherani N.: Original article title: “Comparison of therapeutic efficacy of topical corticosteroid and oral zinc sulfate-topical corticosteroid combination in the treatment of vitiligo patients: a clinical trial”. BMC Dermatol 2011, 11, 7.
44. Jalel A., Soumaya G.S., Hamdaoui M.H.: Vitiligo treatment with vitamins, minerals and polyphenol supplementation. Indian J Dermatol 2009, 54, 357-360.
45. Institute of Medicine (US) Panel on Micronutrients, Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington (DC): National Academies Press (US), 2001.
46. Wegmüller R., Tay F., Zeder C., Brnic M., Hurrell R.F.: Zinc absorption by young adults from supplemental zinc citrate is comparable with that from zinc gluconate and higher than from zinc oxide. J Nutr 2014, 144, 132-136.
47. Jalel A., Soumaya G.S., Hamdaoui M.H.: Vitiligo treatment with vitamins, minerals and polyphenol supplementation. Indian J Dermatol 2009, 54, 357-360.
Copyright: © 2023 Polish Dermatological Association. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.


© 2024 Termedia Sp. z o.o.
Developed by Bentus.