Brittmarie Sandström

Situación de Zinc, Consecuencias de la Deficiencia y Estrategias de Control

Seminario Internacional “Actualización de Micronutrientes” 30-31 de Julio 2008, Quito, Ecuador

Daniel López de Romaña, Ph.D. Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos Universidad de Chile

Funciones biológicas del zinc

Asociada con > 300 metaloproteínas – roles estructurales y catalíticos

Zn tiene rol catalítico en > 100 metaloproteínas

Zn es el único mineral donde hay una enzima de las 6 clases (óxidoreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas) que la requiere

Biosíntesis de ácidos nucleicos, amino ácidos, proteínas

Funciones biológicas del zinc

Bioquímicas – Cofactor para enzimas y hormonas – Actividad de las proteínas “Dedos de Zinc” (Zinc Fingers)

Celular – – – –

Crecimiento y desarrollo celular Integridad de membrana celular Crecimiento y reparación de tejidos Cicatrización

Endocrinológico – – – –

Reproducción: espermatogénesis y oogénesis Función tiroides Función páncreas Secreción prolactina

Funciones biológicas del zinc

Inmunológico – Función de neutrófilos, células B, T & NK

Neurológico – Cognición, memoria, visión

Hematológico – Factores de coagulación

Esquelético – Mineralización ósea

Deficiencia de zinc

Casos de deficiencia de zinc en humanos fueron descritos por primera vez por Prasad en 1961 Reportó que la deficiencia de zinc era responsable de lo que en ese entonces se conocía como “enanismo nutricional en adolescentes” en jóvenes del Medio Oriente Adolescentes se caracterizaban por tener una baja estatura, un desarrollo sexual retardado, anormalidades en la maduración ósea y anemia

Acrodermatitis enteropรกtica

Mismo niĂąo despuĂŠs de dos semanas de zinc

Manifestaciones clínicas de acrodermatitis enteropática Síntoma Dermatitis Diarrea intermitente Alopecia Retardo de crecimiento Defectos de nacimiento Infecciones recurrentes Muerte Anorexia

Frecuencia (%) 84 54 48 46 31 30 20 15

Adaptado de Van Wouwe, 1989

Consecuencias de la deficiencia de zinc

Retardo de crecimiento

Disfunción inmunológica, aumento en morbilidad, mortalidad

Bajo peso al nacer, natimuertes

Desarrollo neurológico anormal

Cambio en zinc plasmรกtico en respuesta a la suplementaciรณn con zinc de acuerdo a zinc plasmรกtico inicial

Infecciones recurrentes y zinc sĂŠrico, estudios a nivel comunitario

Plasma zinc concentration (Âľmol/L)

20

Infected

Uninfected

15 10 5 0

Peru (1993)

Guatemala (1995)

Zimbabwe (1996)

Pakistan (1999)

Riesgo de la poblaci贸n de deficiencia de zinc basado en prevalencia de bajo zinc s茅rico Riesgo

Acci贸n

> 5, <20

Bajo a moderado

Identificar grupos de alto riesgo; intervenciones focalizadas

> 20

Alto

Intervenciones universales

Prev. bajo zinc serico conc (%)

Riesgo de deficiencia de zinc, basado en zinc absorbible disponible y la prevalencia de retardo de crecimiento

Bajo

Intermedi o

Alto

Suplementaci贸n con zinc

Beneficios de la suplementación con zinc Suplementación con zinc y crecimiento infantil 0.6

0.5

0.4

0.34 0.3

0.23 0.18 0.2

0.14 0.1

0

-0.1

All Studies

Yes

No

Stunting

0-24

25-59 60 ≤

Ages (months)

≤6

>6

Duration (months)

≤5

>5

Dose (mg)

< 80

≥ 80

Serum Zinc (μg /dl)

Beneficios de la suplementaci贸n con zinc Recuperaci贸n de ni帽os con diarrea aguda recibiendo suplementos de zinc

Sazawal Roy Hidayat

Combinada 0.5

0.75 Peor

1

1.25 1.5 Mejor

Relative hazard + intervalo de confianza 95%

Beneficios de la suplementaci贸n con zinc Efecto preventivo de la suplementaci贸n con zinc en la prevalencia de diarrea B. Faso India Mexico PNG Per煤 Vietnam Etiop铆a Guatemala Jamaica Pooled 0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

Odds Ratio and 95% CI

1.5

1.75

2

Beneficios de la suplementaci贸n con zinc Efecto preventivo de la suplementaci贸n con zinc en la incidencia de neumon铆a India(S) Per煤 Vietnam Jamaica India(B) Pooled 0

0.5

1 1.5 2 Relative Risk and 95% CI

2.5

3

Beneficios de la suplementaci贸n con zinc Curvas de supervivencia para ni帽os suplementados con zinc y no suplementados

Cuando intervenir con suplementos de zinc

Para aumentar el estado de zinc rápidamente Focalizar a un grupo en riesgo – Embarazadas – Lactantes con bajo peso al nacer – Lactantes/Niños desnutridos

Prevención/tratamiento de diarrea, prevención de la neumonía Generalmente usados en estudios randomizados/controlados – Demuestra el rol de la deficiencia de zinc en la enfermedad y salud

No existen programas a nivel nacional de suplementación con zinc (Suzy - Bangladesh)

Escogiendo el suplemento de zinc

Forma química – Soluble en agua – GRAS: gluconato, sulfato, acetato, oxido, etc.

– Oxido de zinc: el más barato; biodisponibilidad?

Forma física – Tableta/pastilla, jarabe, tableta masticable o dispersable – Forma dependerá de edad, cultura, si zinc se administrará con otros micronutrientes

Suplementación con zinc Recomendaciones del IZiNCG Dosis sugerida de zinc suplemental por edad Edad

Dosis sugerida (mg/d)

7-11 meses

5

1-3 años

5

4-8 años

10

9-13 años

10

14-18 años M

10

14-18 años F

10

Embarazo

20

Lactancia

20

≥19 años M

20

≥19 años F

20

Embarazo

20

Lactancia

20

Suplementación con zinc Recomendaciones del IZiNCG Estrategia de intervención

Hora del día – Zn solo: proveer en ayuno para aumentar absorción (antes del desayuno, entre comidas, antes de dormir) – Zn + otros MN: dar con comidas para evitar interacciones

ν

Frecuencia de administración – Recomendado: diariamente (5-7 días/semana) – Menor frecuencia puede ser aceptable

Fortificaci贸n de alimentos con zinc

Sales de zinc disponibles para la fortificación (compuestos GRAS) Compuesto

Color

Sabor

Cloruro de Zinc

Blanco

Astringente

Soluble

20.7

43.2

Estearato de Zinc

Blanco

ND

Insoluble

Alto

Alto

Gluconato de Zinc

Blanco

ND

Soluble

5.0

35.7

Insoluble

2.3

2.9

Soluble

3.7

10.4

Oxido de Zinc

Sulfato de Zinc (heptahidratado)*

Blanco- Astringente, amarillo, Amargo Gris, Incoloro, Astringente Blanco

Solubilidad Costo Costo en agua ($/Kg) ($/Kg Zn) (20° C)

*

ND = No disponible *El monohidratado no se amontona y es mas conveniente en climas cálidos

Aceptabilidad de productos fortificados con zinc

Estudios sensoriales para determinar la aceptabilidad de los productos fortificados – Ranhotra GS, et al (Cereal Chem. 1977; 54: 496502) •

No hubo un efecto adverso en a calidad del pan con 22 mg Zn/Kg harina ya sea como acetato, estearato, cloruro, óxido, sulfato o elemental

– Saldamli I, et al (Cereal Chem. 1996; 73: 424-27) • •

Pan fortificado con 180-3800 mg acetato de Zn/Kg harina Características organolépticas internas y externas no fueron afectada

– López de Romaña D, et al (J Food Sci 2002; 67: 461-5) • •

Pan y fideos fortificados con 60 o 100 mg Zn/Kg ya sea como oxido o sulfato Productos bien aceptados

Promedio geomĂŠtrico de FAZ por tipo de comida y tipo de zinc Promedios con el mismo superĂ­ndice no son significativamente diferentes (p>0.05) Fe: 30 mg/Kg Zn: 60 mg/Kg

Zn absorption (%)

25

a

a

20 15 b

b

Porridge Zn Sulfate

Porridge Zn Oxide

10 5 0

Bread Zn Sulfate

Bread Zn Oxide

Absorci贸n fraccional de zinc de alimentos fortificados con ZnO or ZnSO4 Herman

Hotz

Lopez de R. (papilla)

Lopez de R. (pan)

40 35

ZnSO4

FAZ (%)

30

ZnO

25 20 15 10 5 0 1.75 mg Zn P:Zn ~2:1

3.3 mg Zn P:Zn ~17:1

~3.2 mg Zn P:Zn ~12:1

~3.4 mg Zn P:Zn~0.5:1

Consumo promedio de papilla, por grupo de estudio Study group Variable

Placebo

Zn Fort 150 mg Zn per kg flour

Zn Suppl

Porridge consumption (g dry weight/d) *

24.4a + 7.1

21.9b + 8.4

25.4a + 7.5

Supplement consumption (% of days consumed) #

96.3 + 3.9

95.3 + 6.7

95.9 + 4.2

*Ni帽os en grupo de fortificaci贸n consumi贸 menos papilla, p< 0.005 (Brown KH et al, Am J Clin Nutr, 2007)

FAZ y TAZ por cantidad de zinc ingerido de alimentos fortificados

3.0 y = 0.50 - 0.079x + 0.0042x 2

y = 0.45 + 0.148x - 0.0056x 2

0.6

( )

2.5 Absorbed zinc (mg)

Fractional absorption of zinc

0.7

0.5 0.4 0.3 ( )

0.2

2.0 1.5 1.0

0.1

0.5

0.0

0.0

0

2

4

6

8

10

12

Zinc intake at breakfast and lunch (mg)

0

2

4

6

8

10

12

Zinc intake at breakfast and lunch (mg)

L贸pez de Roma帽a et al. Am J Clin Nutr, 2005

Absorci贸n fraccional de hierro (FIA) de productos fortificados con hierro y zinc (desayuno y almuerzo), por grupo.

FIA ajustado a absorci贸n de dosis referencia

FIA como valor absoluto

0.04

0.03

a

a

a

0.02

0.01 0.018

0.014

Absorci贸n fraccional de hierro

Absorci贸n fraccional de hierro

0.04

a

0.02

0.01

0.00

Zn0

Zn3

Zn9

a

0.03

0.013

0.00

a

0.0 26

Zn0

0.021

0.01 9

Zn3

Zn9

Efecto de la fortificación con zinc en la cantidad total de zinc absorbido (TAZ) Lopez de Romaña, 2005

Hansen, 2001 1.2

2 1.5

TAZ (mg)

TAZ (mg)

1

1

0.8 0.6 0.4

0.5 0.2

0 Level of zinc fort. (mg/1-2 servings)

0

0

3

9

1.2 Sandström, 1980 Whole wheat

1

0.4

0.8

0.3

TAZ (mg)

TAZ (mg)

Sandström, 1980 Refined wheat

0.6 0.4

0.2

0.1

0.2 0 Level of zinc fort. (mg/1-2 servings)

3

0

0.4

3.6

1.3

3.5

Efecto de la fortificación o suplementación con 3 mg zinc por 6 m en parámetros antropométricos

Grupo de tratamiento Control (n=92)

ZnSupl (n=83)

ZnFort (n=84)

p

∆peso (Kg)

1.33 ± 0.46

1.37 ± 0.53

1.28 ± 0.54

0.64

∆talla (cm)

7.0 ± 1.1

7.0 ± 1.0

6.9 ± 1.1

0.75

∆WAZ

-0.69 ± 0.51

-0.59 ± 0.65

-0.74 ± 0.63

0.51

∆HAZ

-0.16 ± 0.37

-0.15 ± 0.33

-0.18 ± 0.38

0.81

∆WHZ

-0.56 ± 0.65

-0.47 ± 0.77

-0.60 ± 0.74

0.90

Variable

(Brown KH et al, Am J Clin Nutr, 2007)

Efecto de la fortificación o suplementación con 3 mg zinc por 6 m en indicadores bioquímicos

Grupo de tratamiento Control (n=99)

ZnSupl (n=101)

ZnFort (n=102)

p

∆Zn plasmático (µg/dL)

-3.9 ± 15.2a

4.3 ± 15.3b

-1.5 ± 13.7a

< 0.001

∆Hb (g/dL)

-0.26 ± 1.05 -0.01 ± 1.26 -0.12 ± 1.08

0.17

∆ferritina sérica (µg/L)

-14.3 ± 27.4 -20.9 ± 28.7 -15.3 ± 43.4

0.51

Variable

∆Cu plasmático (µg/dL)

9.6 ± 33.7

4.1 ± 39.4

-5.1 ± 37.2

0.38

(Brown KH et al, Am J Clin Nutr, 2007)

Impacto de fortificaci贸n de harina de trigo en zinc s茅rico (China) Grupos Fe EDTA

Grupos Fe Elemental

Control

Fe EDTA + zinc

Control

Fe Elem + zinc

0

0.73+0.25

0.75+0.27

0.73+0.16

0.72+0.17

12

0.72+0.24

0.75+0.28

0.72+0.14

0.74+0.18

24

0.72+0.19

0.78+0.16

0.74+0.13

0.76+0.12

36

0.71+0.19

0.79+0.16

0.75+0.13

0.78+0.11

Mes del estudio

* Trigo fortificado con 25 mg/kg harina como oxido de zinc (Huo Junsheng, China CDC, unpublished)

Fortificación a nivel del hogar (“Sprinkles” o “Chispitas”)

Fortificación a nivel del hogar (“Sprinkles” o “Chispitas”)

La mayoría de estudios determinando efecto de “Chispitas” se han enfocado en el impacto en anemia y deficiencia de hierro.

Poco sobre efecto en estado de zinc Zlotkin et al (2003) – “chispitas” con o sin zinc en niños de Ghana – No hubo efecto en zinc plasmático o antropometría – Estudio duró 2 m y Fe = 80 mg/d

Giovannini et al (2006) – “chispitas” con Fe + AF + Zn, Fe + AF o placebo en lactantes de Cambodia – No hubo efecto en parametros antropometricos

Diversificaci贸n/Modificaci贸n Alimentaria

Modificación/diversificación de la dieta para mejorar la nutrición de zinc 1) Estrategias para aumentar la producción de alimentos ricos en zinc – –

Programas de agricultura y políticas para aumentar producción comercial Programas que promueven producción de alimentos (“home-gardens”), animales y/o piscigranjas a nivel del hogar/comunidad

Modificación/diversificación de la dieta para mejorar la nutrición de zinc 2) Estrategias para aumentar el consumo de alimentos ricos en zinc –

–

Educación, comunicación y mercadeo para guiar al consumidor y para aumentar la demanda de alimentos Programas educacionales para promover la lactancia y una alimentación complementaria optima

Modificación/diversificación de la dieta para mejorar la nutrición de zinc 3) Estrategias para aumentar la biodisponibilidad de zinc –

Hidrólisis enzimática de ácido fítico (fitato) •

Endógena: Germinación, fermentación, remojo

Degradaci贸n de fitato por remojo

Hotz and Gibson. J Agric Food Chem 2001; 49: 692 -698.

Degradaci贸n de fitato por fermentaci贸n

mg IP per 100 g bread

450 400

IP1 IP2 IP3 IP4 IP5 IP6

350 300 250 200 150 100 50 0 0

30

60

90

120

Time (min) Nayini and Markakis. J Food Sci 1983; 48: 262-63

Modificación/diversificación de la dieta para mejorar la nutrición de zinc 4) Estrategias de tecnología de plantas – –

Aumentar la concentración de zinc Reducir la cantidad de inhibidores •

Maíz lpa

Absorci贸n de zinc del ma铆z lpa

Fuente: Adams, et al. AJCN 2002; 76: 556-9.

Conclusiones de la presentación

Suplementación con Zn beneficioso para la salud (↑ crecimiento, ↓ morbilidad, ↓ mortalidad) Alimentos fortificados con Zn son aceptables, Zn es absorbible Beneficio de fortificación de alimentos con Zn en salud (impacto en indicadores bioquímicos y/o funcionales) aun no comprobado; se necesitan más estudios de eficacia Existen varias estrategias de modificación y/o diversificación alimentaria para aumentar la ingesta de zinc

Gracias!

Grabado en Placa de Zinc

www.izincg.org