Е. С. Щепкин, клинический ординатор НМИЦ ПН им. В. М. Бехтерева
Е. Д. Касьянов, врач-психиатр, научный сотрудник отделения трансляционной психиатрии НМИЦ ПН им. В.М. Бехтерева, создатель научно-популярного портала «Психиатрия & Нейронауки»
Значение цинка для работы мозга
Цинк играет важную роль в пренатальном и постнатальном росте и развитии. В частности, он участвует в регуляции экспрессии генов, стабилизации ДНК и РНК, а также нейротрансмиссии и апоптозе. Цинк необходим для активности ряда ферментов, включая дофамин-β-гидроксилазу, супероксиддисмутазу, тимидилатсинтазу, ДНК- и РНК-полимеразы, матриксные металлопротеиназы и N-ацил-D-аспартат деацилазу. Кроме того, цинк является ингибитором активности NMDA-рецепторов и взаимодействует с ГАМК- и серотониновыми рецепторами. Микроэлемент содержится в высоких концентрациях в гиппокампе и лимбической системе, а также в глутаматергических нейронах, где может вызывать когнитивные нарушения.
Источниками цинка являются красное мясо, устрицы, крабы, орехи, бобовые и цельнозерновые продукты. Его дефицит приводит к симптомам депрессии, тревожности, задержке роста, снижению аппетита, ослаблению иммунной функции, потере обоняния, диарее и выпадению волос, а у детей — к энтеропатическому акродерматиту. Повышенные же концентрации цинка, напротив, могут обладать токсическим эффектом. Так, у пациентов с болезнью Паркинсона отмечено его накопление в черной субстанции, а при длительном введении микроэлемента крысам наблюдалась активация экспрессии мРНК в данной области мозга. Значимость цинка также установлена при нейродегенеративных расстройствах, шизофрении и депрессии.
Связь цинка с психозами
Ряд авторов рассматривают шизофрению как расстройство нейродегенерации. Цинк предложен в качестве возможного диагностического биомаркера заболевания, поскольку нарушение его гомеостаза может способствовать дисрегуляции глутаматергической нейротрансмиссии, воспалительным процессам, нейродегенерации и аутоиммунным нарушениям.
Предполагается, что пренатальный дефицит цинка вследствие недостатка микроэлемента у матери или генетических вариантов плода приводит к уменьшению объема мозга у животных и повышает риск развития шизофрении. Другие гены кандидаты (CACNA1G, SOBP, GRIA3, SRRM2, NR3C2, TRIO и RYR2) и постнатальный дефицит цинка также ассоциированы с повышенной вероятностью риска развития заболевания. В посмертных исследованиях мозга пациентов с ранним дебютом психоза выявлено снижение содержания цинка по сравнению с контрольными группами. В других исследованиях наблюдалось более выраженное окрашивание ионов цинка в гиппокампе у женщин и пожилых людей и его снижение в миндалине и хвостатом ядре.
С шизофренией также связано нарушение работы транспортных молекул цинка, особенно семейства SLC39, ответственного за транспорт в цитоплазму клетки. Кроме того, геномные исследования выявили общие влияния варианта гена SLC39A8 на риск развития шизофрении и воспалительных заболеваний кишечника. Этот ген ассоциирован с метаболическими нарушениями, а также с воспалительными маркерами шизофрении. В то же время, однонуклеотидный полиморфизм rs13107325 гена SLC39A8 связан с гомеостазом цинка в головном мозге при психозе. Исследования показали, что этот вариант усиливает врожденный иммунный ответ и вызывает гипофункцию глутаматных рецепторов.
Цинк также выполняет антиоксидантную и защитную функции.
Некоторые авторы полагают, что низкие концентрации цинка отражают хронический окислительный стресс у пациентов с шизофренией и биполярным расстройством.
При дефиците цинка снижается ингибирование NMDA, что ведет к повышению его активности, усиленной секреции глутамата и нейротоксичности. Одновременно активируется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось и вырабатывается кинурениновая кислота. Активные формы кислорода и азота являются основными свободными радикалами, связанными с патогенезом шизофрении и биполярного расстройства. Так, концентрации активных форм кислорода повышены у пациентов с шизофренией, особенно при лечении антипсихотиками (например, клозапином).
Также сообщается, что низкий уровень IL-10, магния, кальция и цинка ассоциирован с когнитивными нарушениями в рамках негативной симптоматики при шизофрении. Другие исследования показали, что снижение цинка и ослабление антиоксидантной защиты предсказывают риск психоза, индуцированного метамфетамином.
Лечение психоза с применением цинка
Ряд исследований продемонстрировал терапевтические эффекты цинка при психотических расстройствах. Показано, что у пациентов с шизофренией добавление сульфата цинка к терапии рисперидоном приводило к выраженному снижению баллов по подшкалам PANSS (Шкалы позитивной и негативной симптоматики), субшкале риска агрессии и общей сумме PANSS по сравнению с комбинацией рисперидона с плацебо.
Отмечено также, что скорость кишечной абсорбции цинка повышается при одновременном назначении с витамином B6. Описан случай успешного лечения пациента с психозом и болезнью Пика со склерозом гиппокампа при комбинированной терапии карбамазепином, клозапином, диазепамом и цинком. В другом исследовании применение цинка в сочетании с витаминами C, E и B6 у пациентов с шизофренией привело к снижению уровня тревоги, но не депрессии. Также показано, что вальпроат стабилизирует концентрации цинка и калия в нейрональных клетках-предшественниках.
Модели, объясняющие связь между нарушением гомеостаза цинка и психозом
Предполагается, что генетическая предрасположенность, пренатальные и перинатальные факторы риска (вирусные инфекции, воспаление, недоедание, гипоксия и материнский стресс) повышают уязвимость индивида к средовым стрессорам. Таким образом, после травматического воздействия, посредством взаимодействия «ген – среда» и эпигенетических механизмов может изменяться экспрессия генов, вовлеченных в нейроразвитие, стресс-реакцию и синаптическую передачу, что повышает риск.
В этом контексте показано, что усиление глюкокортикоидной сигнализации ускоряет «эпигенетический возраст» по метилированию ДНК, приводя к атрофии гиппокампа. Кроме того, дефицит цинка может вызывать окислительный стресс и аномальный иммунный ответ, приводящий к апоптозу клеток.
Ранние неблагоприятные воздействия способны изменять функцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, формируя атипичную стресс-реакцию и повышая чувствительность к стрессорам в подростковом и взрослом возрасте, что может способствовать появлению симптомов шизофрении через дофаминергическую гиперактивность. Длительное воздействие стресса и глюкокортикоидов связано со снижением объема гиппокампа и уменьшением уровней нейротрофического фактора мозга, что также выявляется при шизофрении.
Сообщалось, что более низкие уровни цинка в последние недели перед рождением ассоциированы со значимо более высокими позитивными и общими баллами PANSS. Воспаление в период гестации может иметь долговременные поведенческие и нейрональные последствия у потомства. Плацентарное воспаление в ходе развития плода рассматривается как причина нарушений питания и дисгомеостаза металлов у плода. Дефицит цинка способен вызывать эпигенетические изменения в гене металлосвязывающего белка, который, помимо цинка, регулирует и другие металлы.
Клинические перспективы
Цинк рассматривается как потенциальный диагностический биомаркер шизофрении, поскольку нарушение его гомеостаза может способствовать аномальной глутаматергической нейротрансмиссии, воспалению, нейродегенерации и аутоиммунным нарушениям. Предполагается, что часть пациентов с шизофренией может получать пользу от назначения цинка, особенно в комбинации с витаминами C, E и B6.
В целом, цинк может помочь части пациентов с психозом за счет облегчения психотической симптоматики. Это потенциально улучшит приверженность лечению и позволит снизить суммарную нагрузку антипсихотическими препаратами, уменьшая риск развития неблагоприятных побочных эффектов.
Источник
Theleritis C, Demetriou M, Stefanou MI, Alevyzakis E, Makris M, Zoumpourlis V, Peppa M, Smyrnis N, Spandidos DA, Rizos E. Zinc in psychosis (Review). Mol Med Rep. 2025 Jul;32(1):201. doi: 10.3892/mmr.2025.13566. Epub 2025 May 16. PMID: 40376988; PMCID: PMC12105465.
