¿Todas las fuentes de zinc se absorben de la misma manera?

Según O’Dell (1997), la biodisponibilidad de un elemento puede definirse como “la proporción consumida y la porción del mismo que se utiliza para ejercer una función bioquímica o fisiológica en el organismo”. No obstante, como primer paso tendríamos que hablar de la su bioaccesibilidad, que es la proporción del elemento ingerido que se solubiliza en el ambiente intestinal y que luego es absorbible a través de los enterocitos. Ya que los oligoelementos no bioaccesibles se excretan en las heces. Por consiguiente, la bioaccesibilidad de los nutrientes esenciales es un paso crítico para su biodisponibilidad. Una baja proporción de elementos bioaccesibles en la dieta implica una baja proporción de elementos biodisponibles en la circulación sistémica (Fig. 1). Para el zinc, se ha generado una gran cantidad de investigación acerca de su bioaccesibilidad. Y cada vez se conoce mejor el destino del zinc dentro del organismo gracias al descubrimiento de varios sus transportadores. 

Se sabe que el intestino delgado es el principal sitio de absorción del zinc. A nivel del lumen intestinal los elementos bioaccesibles se solubilizan y se ionizan generalmente después de la fase gástrica. Luego el zinc puede unirse a otros compuestos de la dieta, o bien transportarse a través del enterocito en la forma química Zn²⁺. El principal sitio de absorción de los metales es el duodeno, en el caso de las ratas, se ha observado una mayor capacidad de absorción. Pero, debido a su mayor longitud en relación al duodeno, se asume que la porción intestinal yeyuno-íleon es la mayor contribuyente en la absorción del zinc total.

En estos últimos veinte años se han logrado avances significativos en el conocimiento del transporte intestinal del zinc a nivel molecular. Antes de 1995, se postulaba que el transporte de zinc estaba relacionado con la formación de complejos aniónico o de aminoácidos, y con receptores de transferrina. En 1995 se descubrió el primer gen transportador del zinc, el ZnT1. Las proteínas ZnT, pueden disminuir el zinc intracelular a través del eflujo desde la célula o a través del influjo hacia los organelos. La familia ZnT tiene 10 miembros registrados, pero solo se ha demostrada una actividad de transporte en 7 de ellos. En la membrana plasmática se puede encontrar receptores tipo ZnT1 y en la superficie de las células podrían localizarse receptores tipo ZnT10. Otras proteínas como la ZnT están presentes en la membrana de las vesículas intracelulares (endosomas y aparato de Golgi).

Proteínas Zip

La familia de proteínas Zip regula la absorción del zinc desde el lumen hacia la célula. En los mamíferos, se tienen reconocidos 14 miembros la familia Zip pero la actividad de transporte se describe solo en 9 de ellos. Actúan como portero en la membrana plasmática pero también se encuentran en la membrana de las vesículas intracelulares como el aparato de Golgi. La actividad de transporte de zinc se ha demostrado para algunas proteínas Zip, pero el mecanismo no se comprende completamente. Estos transportadores aumentan el zinc intracelular a través del influjo a la célula; transfieren zinc desde el lumen o desde los organelos. La difusión simple también puede estar involucrada en la absorción del zinc a nivel intestinal, pero en general se considera que este proceso tiene poca significancia. 

Factores dietarios

Numerosos factores de la dieta pueden afectar la bioaccesibilidad y la absorción del zinc: la cantidad y la calidad de la proteína, el contenido de fitatos o ácido fítico, y la concentración de otros minerales (cobre, hierro, calcio). El ácido fítico es el antagonista más importante para la bioaccesibilidad del zinc en la nutrición de los cerdos. Pero, ¿cómo el organismo regula naturalmente el metabolismo mineral? y/o ¿Cómo ayudó la evolución a los animales a sobrevivir en ambientes desfavorables, ya sea durante períodos de escasez o de un exceso de minerales?. Un mecanismo llamado homeostasis es el que tiene como objetivo de mantener el equilibrio fisiológico, es decir, mantener las condiciones constantes en el ambiente interno. 

Regulación de la concentración de zinc intracelular

La regulación homeostática protege al cuerpo de la toxicidad de los minerales. Pero, cuando los animales enfrentan una deficiencia de zinc, la adaptación del metabolismo se regula en otro sentido. Si la concentración de zinc intracelular es baja, la absorción aumenta y su excreción disminuye a fin de restablecer el equilibrio. Por ejemplo, en humanos la eficiencia en la absorción del zinc es cercana al 90 % durante una restricción severa. Una posible explicación a este fenómeno, es un ligero cambio en la concentración de los transportadores de superficie de los enterocitos. En las ratas se ha observado que una dieta baja en zinc induce una regulación que incrementa las proteínas Zip4 en el polo apical del enterocito, en consecuencia, ocurre un aumento del influjo de zinc desde el lumen intestinal hacia la célula. La acumulación de las proteínas Zip4 disminuye cuando las dietas se suplementan con zinc. Se pueden observar cambios similares para la proteína Zip5 en la superficie basolateral de los enterocitos y las células acinares pancreáticas. De manera contraria, el nivel de zinc en la dieta y el nivel de proteínas ZnT en la superficie celular siguen las mismas tendencias.

Role de las metalotioneínas
Cuando el consumo de zinc en la dieta es elevado, el eflujo de zinc desde la célula hacia otros sistemas se ve incrementado (el lumen intestinal, el sistema circulatorio y los organelos). Y se produce una acumulación de moléculas llamadas metalotioneínas en el citoplasma (ver Fig. 2).

Las metalotioneínas son proteínas de bajo peso molecular ricas en cisteína. Presentan una afinidad relativa por el zinc y por otros metales como el cadmio y el cobre. Su rol no está completamente definido, pero, generalmente se encuentran en el hígado, en el riñón y en el intestino, pudiéndose encontrar además en otros tejidos como el cerebro. Algunas condiciones pueden inducir la secreción de metalotioneínas: estrés, iones tóxicos (cadmio, cobalto, mercurio), exceso de oligoelementos esenciales (zinc y cobre), algunas hormonas y agentes inflamatorios. Estas proteínas están involucradas en la regulación del zinc, pueden secuestrar el zinc en algunas células como los enterocitos y disminuir la concentración de zinc libre intracelular en el rango femtomolar. Pueden estar involucradas en el tráfico de zinc y servir como una molécula de almacenamiento; por lo tanto, podrían proteger al organismo de los animales frente al exceso de zinc.

La abundancia de metalotioneínas no puede relacionarse estrictamente con una mejor biodisponibilidad del zinc en la dieta, ya que sus propiedades difieren entre los diferentes tejidos y animales. Algunos estudios han mostrado resultados contradictorios, por lo cual se justifica la realización de más estudios para su mejor entendimiento.