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Décembre 2005
ZINC ET IMMUNITE
Pr G. Lasfargues – Pédiatre Paris –
Membre du Conseil scientifique du CEPE
ZINC ET IMMUNITE
Pr G. Lasfargues – Pédiatre Paris –
Membre du Conseil scientifique du CEPE
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Le zinc est un oligoélément essentiel pour la vie. C’est un composant de nombreuses métalloprotéines. Il y a au moins 500 enzymes zinc-dépendantes et de nombreuses hormones ou facteurs de transcription nécessitent la fixation de ce métal pour devenir fonctionnels.
L’absorption intestinale du zinc est une étape-clé de son métabolisme car elle assure en grande partie la régulation de la teneur en zinc dans le corps humain. L’apport du zinc exogène est contrebalancé par des pertes notamment fécales et urinaires. Il existe une véritable homéostasie de zinc qui résulte d’une coordination régulée de protéines impliquées dans la captation, la sortie et la compartimentation intracellulaire du métal. Ce sont des transporteurs membranaires et des métallothionéines*. Les fonctions cellulaires contrôlées par le zinc sont très nombreuses telles que l’expression des gènes, la multiplication et la différenciation cellulaire, l’apoptose, les activités hormonales, la protection contre les radicaux libres et l’immunité.
Notre propos est ici de rappeler le rôle du zinc dans l’immunité.
L’absorption intestinale du zinc est une étape-clé de son métabolisme car elle assure en grande partie la régulation de la teneur en zinc dans le corps humain. L’apport du zinc exogène est contrebalancé par des pertes notamment fécales et urinaires. Il existe une véritable homéostasie de zinc qui résulte d’une coordination régulée de protéines impliquées dans la captation, la sortie et la compartimentation intracellulaire du métal. Ce sont des transporteurs membranaires et des métallothionéines*. Les fonctions cellulaires contrôlées par le zinc sont très nombreuses telles que l’expression des gènes, la multiplication et la différenciation cellulaire, l’apoptose, les activités hormonales, la protection contre les radicaux libres et l’immunité.
Notre propos est ici de rappeler le rôle du zinc dans l’immunité.
Le zinc est un élément indispensable au bon fonctionnement du système immunitaire et des cytokines. La carence en zinc perturbe fortement l’immunité principalement l’immunité cellulaire. Il agirait sur le métabolisme des nucléotides terminaux, la synthèse d’ADN par une action mitogène directe ou comme co-facteur de médiateurs (lymphokines, transferrine et thymuline*). Les tests cutanés (candidine, tuberculine) d’hypersensibilité retardée sont perturbés, ainsi que les tests de transformation des lymphocytes en réponse aux mitogènes (phytohémaglutinine*, concanavaline A*).
La carence en zinc s’accompagne aussi d’une diminution de la production en interleukine 2 (IL2). In vitro un milieu de culture pauvre en zinc diminue la production d’IL2 par les lymphocytes T mais aussi la prolifération cellulaire induite par IL2. Cet effet est dû à l’action du zinc sur les récepteurs à haute affinité pour l’IL2 situés à la surface des lymphocytes.
Par ailleurs le TNFα provoque l’activation des facteurs de transcription NF-kB (à l’origine de la production de facteurs pro-inflammatoires) et AP-1 ainsi que la sécrétion d’interleukine 8 (IL8, jouant un rôle dans l’immunité non spécifique en tant que facteur chimiotactique des polynucléaires neutrophiles ). La supplémentation du milieu en zinc provoque une diminution de l’activation de ces facteurs et de la sécrétion de l’IL8.
La fixation d’interleukine 1 (IL1, cytokine pro-inflammatoire) sur ses récepteurs entraîne dans plusieurs types cellulaires (foie, moelle osseuse et thymus) un passage accru du zinc du compartiment extracellulaire vers la cellule. Ce mouvement est provoqué par induction très rapide des métallothionéines. Par un mécanisme identique, l’IL6, cytokine également pro-inflammatoire, provoque une augmentation de la synthèse des métallothionéines dans l’hépatocyte, provoquant une captation accrue du zinc à partir du milieu extracellulaire.
La carence en zinc s’accompagne aussi d’une diminution de la production en interleukine 2 (IL2). In vitro un milieu de culture pauvre en zinc diminue la production d’IL2 par les lymphocytes T mais aussi la prolifération cellulaire induite par IL2. Cet effet est dû à l’action du zinc sur les récepteurs à haute affinité pour l’IL2 situés à la surface des lymphocytes.
Par ailleurs le TNFα provoque l’activation des facteurs de transcription NF-kB (à l’origine de la production de facteurs pro-inflammatoires) et AP-1 ainsi que la sécrétion d’interleukine 8 (IL8, jouant un rôle dans l’immunité non spécifique en tant que facteur chimiotactique des polynucléaires neutrophiles ). La supplémentation du milieu en zinc provoque une diminution de l’activation de ces facteurs et de la sécrétion de l’IL8.
La fixation d’interleukine 1 (IL1, cytokine pro-inflammatoire) sur ses récepteurs entraîne dans plusieurs types cellulaires (foie, moelle osseuse et thymus) un passage accru du zinc du compartiment extracellulaire vers la cellule. Ce mouvement est provoqué par induction très rapide des métallothionéines. Par un mécanisme identique, l’IL6, cytokine également pro-inflammatoire, provoque une augmentation de la synthèse des métallothionéines dans l’hépatocyte, provoquant une captation accrue du zinc à partir du milieu extracellulaire.
Plusieurs essais thérapeutiques comportant la prescription d’un supplément de zinc ont été réalisés
1 – Chez la femme enceinte (2) par Osendarp et Coll, avec des résultats qui méritent des recherches complémentaires pour définir les bénéfices exacts de cette supplémentation en zinc, en particulier dans les pays en voie de développement.
2 – Chez des petits enfants (3) et des enfants d’âge préscolaire pour prévenir les infections respiratoires basses. La supplémentation quotidienne par 10 mg de zinc diminuerait de 45 % la fréquence des infections respiratoires basses d’après Sazawal et Coll.
3 – Chez des enfants présentant une shigellose (4). Lors de l’administration d’un supplément quotidien de 210 mg de zinc associé à la prise de vitamines, Roqueb et Coll. on noté une augmentation de la prolifération des lymphocytes et une augmentation des immunoglobulines G.
4 – Dans une récente étude contrôlée en double aveugle contre placebo, publiée au Lancet (5), Bobat et Coll., ont réalisé une supplémentation en zinc chez 96 enfants infectés par le VIH-1. Ils ont constaté une baisse de la morbidité dans cette population avec réduction des diarrhées, des pneumonies et de la morbidité liée au paludisme.
5 – Les malades atteints d’insuffisance rénale (6) bénéficieront aussi d’un apport quotidien supplémentaire de zinc.
6 – Les vieillards (7) enfin, chez lesquels une supplémentation en zinc a montré son intérêt.
Le vieillissement s’accompagne d’une diminution du contenu cellulaire en zinc comme l’a montré son dosage dans des cultures de fibroblastes âgés.
Cette diminution serait due chez le sujet âgé à des apports nutritionnels insuffisants mais aussi à une anomalie du transport intestinal chez les vieillards.
L’apport du zinc s’avère bénéfique dans cette population en améliorant son immunité cellulaire et sa vitesse de cicatrisation cutanée.
1 – Chez la femme enceinte (2) par Osendarp et Coll, avec des résultats qui méritent des recherches complémentaires pour définir les bénéfices exacts de cette supplémentation en zinc, en particulier dans les pays en voie de développement.
2 – Chez des petits enfants (3) et des enfants d’âge préscolaire pour prévenir les infections respiratoires basses. La supplémentation quotidienne par 10 mg de zinc diminuerait de 45 % la fréquence des infections respiratoires basses d’après Sazawal et Coll.
3 – Chez des enfants présentant une shigellose (4). Lors de l’administration d’un supplément quotidien de 210 mg de zinc associé à la prise de vitamines, Roqueb et Coll. on noté une augmentation de la prolifération des lymphocytes et une augmentation des immunoglobulines G.
4 – Dans une récente étude contrôlée en double aveugle contre placebo, publiée au Lancet (5), Bobat et Coll., ont réalisé une supplémentation en zinc chez 96 enfants infectés par le VIH-1. Ils ont constaté une baisse de la morbidité dans cette population avec réduction des diarrhées, des pneumonies et de la morbidité liée au paludisme.
5 – Les malades atteints d’insuffisance rénale (6) bénéficieront aussi d’un apport quotidien supplémentaire de zinc.
6 – Les vieillards (7) enfin, chez lesquels une supplémentation en zinc a montré son intérêt.
Le vieillissement s’accompagne d’une diminution du contenu cellulaire en zinc comme l’a montré son dosage dans des cultures de fibroblastes âgés.
Cette diminution serait due chez le sujet âgé à des apports nutritionnels insuffisants mais aussi à une anomalie du transport intestinal chez les vieillards.
L’apport du zinc s’avère bénéfique dans cette population en améliorant son immunité cellulaire et sa vitesse de cicatrisation cutanée.
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Le zinc est un oligoélément indispensable au bon fonctionnement de nombreux aspects métaboliques de l’organisme. Une carence en cet élément retentit notamment sur les défenses immunitaires. Des essais cliniques de supplémentation ont été réalisés au sein de différentes populations potentiellement carencées. Des résultats encourageants ont pu être observés, pour certaines d’entre elles, et nécessitent d’être confirmés.
1. Regards sur la biochimie
Michel Seve, Fabrice Chimienti, Eric Jourdan,
2. 2The need for maternal zinc supplementation in developing countries: an unresolved issue
Osendarp SJ, West CE, Black RE, et al. J Nutr. 2003; 133(3): 817S-827S.
3. Zinc supplementation reduces the incidence of acute lower respiratory infections in infants and preschool children: a double-blind, controlled trial
Sazawal S, Black RE, Jalla S, et al. Pediatrics. 1998; 102 (1 Pt 1):1-5.
4. Effect of zinc supplementation on immune and inflammatory responses in pediatric patients with shigellosis.
Raqib R, Roy SK, Rahman MJ, et al. Am. J Clin Nutr. 2004 ; 79(3) :444-450.
5. Safety and efficacy of zinc supplementation for children with HIV-1 infection in South Africa: a randomised double-blind placebo-controlled trial.
Bobat R, Coovadia H, Stephen C, et al. Lancet. 2005; Nov 26, 366(9500): 1862-1867.
6. Award lecture. Trace element regulation of immunity and infection.
Chandra RK. Grace A. Goldsmith. J Am Coll Nutr. 1985; 4: 5-16.
7. Interrelationships between zinc and immune function.
Fraker PJ, Gershwin ME, Good RA, et al. Fed Proc. 1986; 45: 1474-9.
8. Métabolisme du zinc
Seve M, Favier A. Encyclopédie Médico Chirurgicale. M. SEVE : DRFMC/SCIB/LAN, CEA/Grenoble, 17, Rue des martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9. seve@drfmc.ceng.cea.fr.
Michel Seve, Fabrice Chimienti, Eric Jourdan,
2. 2The need for maternal zinc supplementation in developing countries: an unresolved issue
Osendarp SJ, West CE, Black RE, et al. J Nutr. 2003; 133(3): 817S-827S.
3. Zinc supplementation reduces the incidence of acute lower respiratory infections in infants and preschool children: a double-blind, controlled trial
Sazawal S, Black RE, Jalla S, et al. Pediatrics. 1998; 102 (1 Pt 1):1-5.
4. Effect of zinc supplementation on immune and inflammatory responses in pediatric patients with shigellosis.
Raqib R, Roy SK, Rahman MJ, et al. Am. J Clin Nutr. 2004 ; 79(3) :444-450.
5. Safety and efficacy of zinc supplementation for children with HIV-1 infection in South Africa: a randomised double-blind placebo-controlled trial.
Bobat R, Coovadia H, Stephen C, et al. Lancet. 2005; Nov 26, 366(9500): 1862-1867.
6. Award lecture. Trace element regulation of immunity and infection.
Chandra RK. Grace A. Goldsmith. J Am Coll Nutr. 1985; 4: 5-16.
7. Interrelationships between zinc and immune function.
Fraker PJ, Gershwin ME, Good RA, et al. Fed Proc. 1986; 45: 1474-9.
8. Métabolisme du zinc
Seve M, Favier A. Encyclopédie Médico Chirurgicale. M. SEVE : DRFMC/SCIB/LAN, CEA/Grenoble, 17, Rue des martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9. seve@drfmc.ceng.cea.fr.
Métallothionéines : protéines non enzymatiques dont le rôle est de réguler la concentration cellulaire de certains métaux essentiels à l’organisme tells que le cuivre et le zinc. Ils évitent leur circulation à l’état libre ou leur fixation sur d’autres protéines vitales (entraînant par ailleurs la dénaturation de celles-ci).
Thymuline : hormone sécrétée par le thymus et jouant un rôle dans la stimulation des lymphocytes T4. Elle n’est active que si elle est complexée au zinc.
Phytohémaglutinine : substance polysaccharidique capable de stimuler la prolifération et la transformation blastique des lymphocytes
Concanavaline A : substance induisant une prolifération des lymphocytes T
Thymuline : hormone sécrétée par le thymus et jouant un rôle dans la stimulation des lymphocytes T4. Elle n’est active que si elle est complexée au zinc.
Phytohémaglutinine : substance polysaccharidique capable de stimuler la prolifération et la transformation blastique des lymphocytes
Concanavaline A : substance induisant une prolifération des lymphocytes T
