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解開「鋅」在人體代謝、免疫與三大慢性病的關鍵密碼

文:癌症新觀點/話聊俱樂部 陳駿逸醫師

全球 20 億人的「鋅」出現危機

鋅(Zinc)在 1963 年被正名為人體必需元素,如今已證實參入高達 300 多種酶與 1000 多種轉錄因子的生理活性。

在臨床醫學與生物化學的發展史中,鋅的角色經歷了跨時代的跨越。1963 年時,科學界僅知有 3 種酶的活性需要有鋅的參與;然而經過 50 年的基礎與臨床研究,科學家震驚地發現,人體內竟有 300 多種酶1000 多種轉錄因子在發揮活性時都絕對離不開鋅。所以它是人體生長發育、細胞分裂及訊號傳遞的核心樞紐。

 

球高達 20 億人面臨鋅缺乏風險,主要集中於以穀物蛋白為主食的地區及各類慢性病患者

儘管鋅如此重要,營養不良性的缺鋅問題在全世界卻極為普遍。在發展中國家,由於大量攝取富含植酸(Phytate)的穀物蛋白,因為植酸會強力阻礙鋅的吸收,導致全球有近 20 億人深陷鋅缺乏症的陰影。此外,臨床上患有吸收不良症候群、肝病、慢性腎病、鐮狀細胞病等慢性疾病的患者,也是高風險的鋅缺乏族群。

 

鋅缺乏會直接破壞 IGF-1 軸心,引發嚴重侏儒症與致命的感染風險

從分子機制來看,當人體缺乏鋅時,循環中的類胰島素生長因子-1(IGF-1)濃度會隨之降低。由於鋅具有抑制多種「蛋白酪氨酸磷酸酶」的功能,它能保護 IGF-1 受體的酪氨酸激酶活性,使其順利進行磷酸化並驅動細胞週期與分裂。因此,缺乏鋅會直接導致生長遲緩細胞介導的免疫功能障礙以及認知功能的下降。在缺鋅嚴重的地區(如中東),這種代謝障礙會導致嚴重的「侏儒症」患者,他們通常活不過 25 歲,且絕大多數都死於併發感染。

 

人體缺鋅的臨床表現具有高度的嚴重性分級,從微小的生理功能下滑到致命的系統崩潰,其症狀如下:

缺鋅嚴重度

臨床特徵與主要生理表現

輕微缺乏

血清睪酮水平下降、精子數量減少;自然殺手細胞(NK)溶解活性降低;輔助 T 細胞的 IL-2 活性與血清胸腺素活性下降;血氨升高、味覺減退、暗適應能力(夜視力)下降及體重減少。

中度缺乏

生長遲緩、青少年男性性腺功能低下、皮膚粗糙、食慾不振、精神萎靡、傷口與潰瘍癒合遲緩、細胞介導的免疫功能障礙以及神經感覺異常。

嚴重缺乏

水皰性膿皮病、廣泛性脫髮、頑固性腹瀉、嚴重情緒障礙、體重急遽下降、因免疫功能崩潰引發的重度感染、男性性腺功能發育不全,若不及時治療,將直接導致死亡

 

鋅的免疫機制:雙重訊號阻斷發炎海嘯

鋅在免疫系統中扮演著極其關鍵的「第二信使(Second messenger)」與抗發炎物質。當細胞受到外部刺激時,細胞內遊離鋅的含量會迅速發生變動,進而參與各種信號傳遞。它主要透過以下兩條核心生化路徑,精準關閉發炎反應的大門:

【路徑一:抑制膜磷二酯酶】

鋅離子──> 抑制膜磷二酯酶 ──> 環一磷酸鳥苷 (cGMP) 水平上升 ──> 抑制 NF-κB ──> 炎性細胞因子 (TNF-α, IL-1β) 產量下降

【路徑二:誘導 A-20 蛋白】

鋅離子──>誘導A-20 蛋白──> (阻斷TNF受體相關因子途徑 ──> 抑制 NF-κB 信號傳導 ──> 降低發炎海嘯

 

在所有免疫細胞中, T 輔助細胞 1 亞群(TH1)對鋅的缺乏最為敏感。一旦缺鋅,TH1 的功能就會遭到全面性的負面打擊,這正是缺鋅患者免疫功能障礙的核心原因。

 

臨床疾病應用:老藥新用的四大主場

基於其卓越的抗炎、抗氧化與信號調節功能,補充鋅元素在現代臨床醫學中已被廣泛應用於對抗多種重大疾病:

  1. 兒童急性腹瀉

腹瀉會劇烈破壞腸道的吸收黏膜,導致包括鋅在內的營養素流失與吸收不良。臨床研究發現,血漿鋅含量低的兒童更容易受到腹瀉病原體的侵害,極易形成「缺乏 ➔ 感染 ➔ 更加缺乏」的惡性循環。大量醫學證據證實,及時補充鋅元素能有效縮短病程、修復黏膜,是預防與治療兒童腹瀉的國際標準指引。

  1. 普通感冒,但要把握 24 小時黃金期

感冒是由鼻病毒、冠狀病毒等 20 多種病毒引起的常見疾病。研究指出,在感冒發作的 24 小時內服用適當劑量的醋酸鋅(Zinc acetate)或葡萄糖酸鋅(Zinc gluconate),能夠顯著減輕症狀的嚴重程度並縮短病程。其機制在於鋅能降低血液中的 ICAM-1 水平,進而阻斷感冒病毒附著於體細胞表面

臨床普通感冒正確使用的建議:

  • 每日總攝取量必須超過 75 毫克鋅
  • 必須使用口含片形式在口中緩慢溶解,讓鋅離子在 pH 7.4 的口腔環境中離子化並運送到鼻腔;單純吞服鋅片或糖漿無效。
  • 嚴禁添加檸檬酸、甘氨酸、酒石酸等成分,因為它們會牢牢鎖住鋅,阻礙其離子化釋放。
  1. 藉由保護內皮細胞,防治動脈硬化與心血管疾病

動脈硬化是一項由氧化壓力和內皮細胞功能障礙驅動的慢性發炎疾病。缺鋅會使血管發炎加劇、活性氧(ROS)會暴增,進而使低密度脂蛋白(LDL)惡化為氧化型 LDL(ox-LDL),激活 NF-κB 並吸引血小板引發血液凝固、堵塞血管。

臨床證實,每日補充 45 毫克的葡萄糖酸鋅,能大幅提高老年人的抗氧化能力:

  • 顯著降低血液中獨立的危險指標-C-反應蛋白(CRP)濃度。
  • 減少內皮細胞中由 ox-LDL 引發的 TNF-α、IL-1β 與 VCAM-1 等氧化壓力標誌物。
  1. 胰島素的天然穩定劑,有助糖尿病與血糖的調控

在人體器官中,胰臟的 β 細胞擁有全人體最高的鋅濃度。因為胰島素在體內是以「鋅胰島素複合物(Zinc-insulin complex)」的結晶形式儲存與分泌的。

鋅在糖尿病管理中的雙重黃金機制如下:

  • 激活受體: 鋅能增加前脂肪細胞與脂肪細胞中,胰島素beta受體亞單元的總蛋白磷酸化程度,加強血糖訊號傳遞。
  • 鎖死煞車: 細胞內釋放的遊離鋅能精準抑制「酪氨酸磷酸酶 1B(PTP1B)」的活性。由於 PTP1B 是負責將胰島素受體去磷酸化(即關閉血糖通道)的關鍵酶,鋅將其鎖死,等同於延長並放大胰島素的降血糖效應。

 

精準控鋅是平衡維持生命與對抗慢性發炎性疾病的生化關鍵

從 1963 年至今的研究地圖清晰地告訴我們,鋅絕非可有可無的膳食補充劑,而是維持全人類免疫防禦、心血管健康與胰島素穩態的生化總開關。無論是面對威爾森病、老年乾性黃斑部病變,還是動脈硬化與糖尿病的長期抗戰,維持體內鋅的正常穩定狀態,正是我們對抗現代慢性疾病不可或缺的精準醫療基石。

 

 

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