Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana
Biochimica della Nutrizione
Prof.ssa Luciana Avigliano
2011
rame
zinco
cromo
magnesio
RAME
2 forme redox Cu+ Cu2+
Cu+ poco solubile
Cu2+ solubile
può generare radicali e potenzialmente tossico
Omeostasi strettamente regolata da proteine
RAME
70-100 mg /70 kg peso corporeo
ENZIMI RAME-DIPENDENTI
Proteine legate al metabolismo del ferro
ceruloplasmina
(proteina plasmatica sintetizzata dal fegato; contiene 6 atomi di
rame; proteina della fase acuta: aumenta nell’infiammazione)
- attività ferrossidasica per il rilascio di ferro dai tessuti
periferici (Fe2+  Fe3+) e legame alla transferrina
- attività antiossidante, controlllando lo stato redox del Fe
Individui con mutazione del gene per la ceruloplasmina
(mancanza totale di ceruloplasmina plasmatica:
aceruloplasminemia) non hanno sintomi da carenza di rame
ma sintomi da carenza di ferro
efestina
attività ferrossidasica per rilascio di ferro dall'enterocita
Citocromo C ossidasi
3 atomi di rame e 2 di Fe-eme
utilizzo O2 a livello mitocondriale
O2 + 4 H+ + 4e-  2 H2O
superossido dismutasi (SOD) Cu/Zn
2 O2-  O2 + H2O2
Cu nelle forme SOD citosolica ed extracellulare
rame: ruolo catalitico
zinco: ruolo strutturale
METABOLISMO della TIROSINA
Tirosinasi
sintesi diossifenilalanina (DOPA) a partire dalla tirosina
DOPA precursore nella
sintesi della dopammina
( noradrenalina  adrenalina)
sintesi della melanina
(tirosinasi carente nell'albinismo)
Dopammina β ossigenasi (cofattori: Cu e vit C)
dopammina  noradrenalina
lisil ossidasi
legami crociati nel collagene ed elastina
(deaminazione ossidativa del gruppo ε-amminico di residui di
lisina che diventa gruppo aldeidico; questo a sua volta reagisce
con catena laterale di amminoacidi a dare legami crociati )
amino ossidasi
ossidazione mono-, di-, poliammine
tiol ossidasi
formazione legame disolfuro
α-amidazione di peptidi neuroendocrini
TRH, CRH, vasopressina
(maturazione post-sintetica: amidazione del gruppo carbossilico
terminale da parte della glicina, donatore del gruppo amminico)
ASSORBIMENTO
intestino tenue
Identificati due trasportatori:
- Ctr-1 che trasporta Cu+1 e Cu +2
- DCT-1 o trasportatore di metalli divalenti
Una volta nell’enterocita
il rame è legato a
diverse proteine
Atox-1 citosolica
ATP7A nel Golgi
Metallotioneine
L’assorbimento intestinale di zinco e rame è inibito da alti
livelli dei metalli, via metallotioneine.
Metallotionenine : proteine citosoliche prodotte in risposta ad
alti livelli di zinco ma anche di rame, e metalli pesanti tossici
quali cadmio (Cd2+) e mercurio (Hg2+). Quindi eliminate con
l’enterocita.
Metallotioneine regolate a livello trascrizionale tramite
- Fattore di trascrizione MTF-1 (Metal-Binding Transcription Factor)
- Metal Responsive Elements (MRE)
Zinco principale induttore
L’assorbimento di rame può essere inibito da alti livelli di Zn, ma
non il contrario, dato che il rame non ha lo stesso effetto induttivo
Le metallotioneine sono formate da circa 60 amminoacidi
di cui 20 sono cisteine:
In vitro gli -SH legano 7 atomi di Zn o altri metalli
(rame, cadmio, mercurio)
oltre che nell’intestino sono indotte rapidamente fegato,
rene, pancreas
FUNZIONE DELLE METALLOTIONEINE
- regolare assorbimento di Zn
- riserva di Zn
- detossificazione da metalli pesanti
RDA 2001 - adulto 0,9 mg/die
assunzione media con la dieta 2 mg/die
alto contenuto
spinaci, fegato, crostacei, cioccolato amaro, noci, carne,
grano integrale,
medio contenuto pesce, legumi
basso contenuto
latte e derivati, cereali raffinati
acqua potabile può essere fonte se usate tubature in rame
A differenza di Fe e Zn il Cu ha una buona assunzione con
una dieta vegetariana
BIODISPONIBILITA'
sali solubili (solfato o nitrato di Cu assorbito per il 40-60%)
 proteine dieta (non noto meccanismo, forse tramite legame ad
amminoacidi quali His)
 vitamin C
 Ca
 Fe
 fitati ?
 Zn, Mo (tiomolibdato usato nel morbo di Wilson)
 farmaci
- formano chelati solubili; eliminati con le urine usati nel
morbo di Wilson
- antiacidi (ossidi che formano precipitati insolubili al pH
alcalino intestinale)
ELIMINAZIONE CON LA BILE
PUNTO DI CONTROLLO
Il fegato regola l’escrezione in base all’introito e alle riserve
epatiche (metallotioneine)
sovraccarico di rame porta a cirrosi, epatite, crisi emolitiche
non si riscontra in situazione fisiologiche
blocco del flusso biliare predispone ad accumulo di Cu
PLASMA
La ceruloplasmina (CP) contiene oltre il 95% del Cu plasmatico,
il rimanente Cu plasmatico è legato ad albumina ed amminoacidi (forma
mobile)
In carenza di Cu, si ha comunque la sintesi e la secrezione di apoCP
priva di attività enzimatica che viene rapidamente degradata
Pertanto i livelli di CP sierica sono indicatori dello stato di
Cu marker del morbo di Wilson
Comunque difficile da usare per uno screening
va tenuto presente che i livelli di CP
 gravidanza
 uso contraccettivi orali
 infiammazione
Altro possibile indicatore: SOD eritrocitaria
(inconvenienti: quantità, variazione individuale, difficoltà tecnica)
OMEOSTASI DEL RAME
trasporto attraverso la membrana plasmatica tramite Ctr1
il Cu intracellulare si lega a piccole proteine chaperon
Atox1 (anti-oxidant 1 per prevenire la interazione
inappropriata con altre componenti cellulari)
Trasporto nell’apparato di Golgi tramite ATPasi:
ATP7B nel fegato
- ceruloplasmina
- escrezione biliare tramite chaperonina Murr1
CARENZA
(poco legata alla alimentazione)
 nei bambini dieta a base di latte vaccino
 nutrizione parenterale prolungata non supplementata
 malnutrizione
 malassorbimento (morbo celiaco)
 malassorbimento secondario ad eccesso di Zn
(crescente popolarità nella supplementazione in Zn)
carenza ed eccesso legate a malattie genetiche
SINTOMI DI CARENZA di RAME
 anemia ipocromica per alterato metabolismo del Fe
 anomalie osso ed osteoporosi (per alterata sintesi del
collagene),
 anomalie della pelle e delle pareti vascolari (per alterata
sintesi dell’elastina).
 diminuite difese antiossidanti, calo della attività SOD
negli eritrociti.
 ipopigmentazione capelli e cute (alterata atività
tirosinasi)
 alterazione capelli
 cardiomiopatia, alterazione crescita, debolezza
muscolare, difetti neurologici
UL (Tolerable Upper Intake Level) 10 mg/die
sulla base dei danni epatici
TOSSICITA’
rara
CuSO4
nell’ordine di grammi (7-8 g – fatale)
usato come fungicida dai viticultori
- contaminante
- conservazione di alimenti in contenitori di Cu
- tubature (sintomi se supera 3 mg/L)
ALTERATO METABOLISMO DEL RAME IN DUE
MALATTIE GENETICHE
Emtrambe riguardano alterazione dei trasportatori
cationici ATP7A o ATP 7B ( sono ATPasi che richiedono
l’idrolisi dell’ATP)
- MORBO DI MENKES (ATP7A)
- MORBO DI WILSON (ATP7B)
Le due ATPasi hanno differente distribuzioni e quindi le
alterazioni danno sintomi differenti
ATP7A in tutti i tessuti tranne il fegato
ATP7B più alta nel fegato - poi nel cervello, rene placenta,
cuore, polmoni
mutazione ATP7B (cromosoma 13) nel morbo di Wilson
MALATTIA DA ACCUMULO DI RAME
- difetto nella incorporazione di Cu nella ceruloplasmina
- incapacità di eliminare il rame con la bile
- accumulo di rame nel fegato e cervello e danni epatici
e cerebrali da sovraccarico
- accumulo anche nella cornea, rene, muscolo,ossa,
(1:30.000 –100.000 nati - Sardegna 1:7.000)
• terapia chelante
• dieto terapia
- evitare cibi ricchi in rame (fegato, crostacei, cioccolato,
noci, legumi)
- non bere acqua con Cu >1ppm (0,1ug/L)
- Zn acetato
Mutazione ATP7A (cromosoma X)
nel morbo di Menkes
MALATTIA DA CARENZA DI RAME
Recessivo 1: 300.000 nati; esito fatale nei primi anni di vita
per progresiva degenerazione cerebrale
ATP7A (intestino, placenta, cervello)
Necessario per
•
sintesi dei cuproenzimi
•
efflusso del rame
alterazione a livello dell’assorbimento e carenza in rame
(bassi livelli tranne che nell’intestino e nel rene)
ZINCO
Zinco
Contenuto totale di Zn nel corpo umano
1,5-2,5 grammi di cui >95% intracellulare:
50% citoplasma 30-40% nucleo,
85% muscolo + osso
(di cui 60% nel muscolo scheletrico)
11% pelle (unghie, capelli)
cervello
0,5% nel sangue di cui 80% negli eritrociti
(SOD e carbonico anidrasi)
Zn plasmatico – trasporto
- 70-80 % legato all’albumina
- 20-30% legato alla α2-microglobulina
FUNZIONI BIOCHIMICHE
Lo zinco ha un solo stato di ossidazione stabile Zn2+
(a differenza del rame e del ferro)
e quindi non partecipa direttamente a reazioni di
ossido-riduzione.
A differenza di Cu e Fe non innesca reazioni redox
potenzialmente dannose.
Si trova quasi esclusivamente legato a proteine
(ligandi: cisteina, istidina) con effetti sulla struttura
terziaria e sulla funzione
E’ ubiquitario nel metabolismo cellulare per cui una sua
carenza porta ad multeplici conseguenze biologiche e
cliniche.
 funzione catalitica
 funzione strutturale
 funzione regolatoria a livello trascrizionale
 funzione antiossidante
Funzione in più di 300 enzimi tra cui
 Carbonico anidrasi (equilibrio acido-base)
 Superossido dismutasi
 Lattico deidrogenasi
 Alcol deidrogenasi
 Retinale deidrogenasi (metabolismo vit A)
 Betaina –omocisteina metil transferasi
 Proteasi
Carbossipeptidasi A e B
 Enzimi coinvolti nella replicazione, riparazione,
trascrizione DNA (DNA polimerasi, RNA polimerasi,
aminoacil-tRNA sintasi)
FUNZIONE STRUTTURALE IN PROTEINE REGOLATRICI
motivi strutturali detti dita di zinco.
Zn2+ coordinato a 2 S (Cys) e 2 N (His)
Calcolato che 1% del genoma umano codifica per proteine
con queste motivo
consente a piccoli tratti della catena di ripiegarsi in forma di
unità stabili capaci di interagire con siti di DNA regolando la
trascrizione e la espressione o inattivazione di geni.
Classici esempi di tali fattori di trascrizione sono i recettori
per gli estrogeni, testosterone, acido retinoico, 1,25(OH)2D3
Motivi strutturali a dita di Zn presenti anche in proteine
implicate nella trasduzione del segnale (protein chinasi) o
nella adesione cellulare
CONTROLLO DELLA TRASCRIZIONE
MTF-1 - Metal-binding Transcriptor Factor–1:
fattore di trascrizione con motivo a dita di zinco
Zn modula il legame di MTF-1 con MRE (sequenza Metal
Response Element del DNA)
Alti livelli di Zn inducono aumento:
• sintesi di tioneine
• γ-glutamil cisteina sintasi (sintesi GSH)
• Zn Transporter-1 (efflusso cellulare Zn)
Tionenine
proteine a basso pM con 20 Cys/ 7 atomi di Zn; ruolo nella
 Omeostasi dello Zn (assorbimento, riserva)
 Protezione da metalli pesanti, specie Cd,
 Regolazione metabolica tramite donazione/sequestro di Zn
 Controllo redox
FUNZIONE ANTIOSSIDANTE
 Ruolo strutturale nella SOD
 Stimola la sintesi di tioneine che sequestrando
metalli inibiscono la formazione di radicali dell’ossigeno
 Lo Zn si trova in elevata quantità nelle membrane
cellulari dove aiuta a mantenere l’integrità: lega i
gruppi –SH proteggendoli dalla ossidazione
STATO REDOX DI PROTEINE
Convergenza metabolismo Zn e stato redox cellulare nel
legame Zn-S
Ligando e non metallo va incontro a reazione redox
Attività redox del sito: Zn2-SH  Zn2+ + -S-SZn2+  in presenza di riducenti (vit C)
 Zn2+
I
SH
I
Cys  ossidanti (GSSG, NO)  Cys -S-S-Cys
Metallo tionenine 60-80 amminoacidi a di cui 20 Cys
riserva ma anche fonte di Zn: variazione dello stato redox
porta al rilascio di Zn
RUOLI FISIOLOGICI
I. Regolazione ciclo cellulare (mitosi e apoptosi)
Lo Zn è essenziale per la proliferazione di molti tessuti, in
particolare di quelli a rapido ricambio quali le cellule del
sistema immunitario
In carenza di Zn:
 diminuita resistenza a malattie infettive
 diminuita produzione di linfociti e macrofagi (la timulina
è un ormone peptidico di 9 amminoacidi secreto dalle
cellule del timo che promuove la maturazione dei linfociti
T; lo Zn si lega alla timulina e la rende attiva)
 alterata funzione linfocitaria
II. Stress e sistema neuroendocrino
forma acuta di carenza di Zn:
attivazione asse ipotalamo-ipofisi-corticosurrene ed elevati
livelli di corticosterone e cortisolo
III. Crescita (alterata in carenza di Zn)
mediata da GH e IGF-1 (insulin-like growth factor 1):
- i livelli circolanti di IGF-1 calano in carenza di Zn
- Inoltre la carenza di Zn altera la trasduzione del
segnale di IGF
IV. Funzione cerebrale
10% Zn cerebrale è localizzato nel lume delle vescicole
presinaptiche per il neurotrasmettitore eccitatorio
glutammato: ruolo nella modulazione del segnale sinaptico
Alti livelli di Zn: neurotossici:
ASSORBIMENTO
intestino tenue, in particolare duodeno
punto di controllo dell’omeostasi dello Zn
Trasporto mediato saturabile: si ritiene quello funzionale per la
dieta) (identificati 2 trasportatori)
Trasportato non mediato, non saturabile, paracellulare: in
presenza di alte concentrazioni, per esempio supplementi
I livelli di Zn regolano la sintesi di metallotioneine nell’intestino:
se il loro livello aumenta, diminuisce l’assorbimento di Zn
Grande quantità di Zn è secrete con le secrezioni pancreatiche
ed intestinali; viene riassorbito: importante per l’omeostasi
Difficille la valutazione dello stato di nutrizione
Difficile dai livelli plasmatici,
costanti anche in dieta a basso tenore di Zn,
calano solo dopo drastica e prolungata carenza
 infezione, febbre, stress, gravidanza (anche in presenza
di un buono stato nutrizionale)
livelli plasmatici di norma = 80-120 ug/dl
non vale per il singolo individuo ma può essere usata per la
valutazione di una popolazione
indice di carenza
- livelli plasmatici inferiori a 50 ug/dl
- concentrazione capelli inferiore a 70 ug/g
METABOLISMO
rapido ricambio nel fegato (pancreas, rene, milza) ≈ 12
giorni
lento ricambio nell’osso e nel sistema nervoso ≈ 300 giorni
riflette cambiamenti metabolici regolati da ormoni, in
particolare glucocorticoidi che inducono diminuzione dello
Zn ematico e stimolano la captazione dal fegato
REGOLAZIONE
Aumentati livelli di Zn inducono aumento tioneine che
funzionano da tampone dello Zn intracellulare.
Non vi sono grosse riserve di Zn
ELIMINAZIONE
intestinale (via principale)
renale (scarsa)
non influenzata da Zn assunto ma dipende dal
metabolismo muscolare
aumenta in presenza di
- digiuno
- catabolismo muscolare
- attività fisica pesante
- temperatura ambientale elevata
(motivazione della supplementazione nello sportivo)
inibita da insulina, aumentata da glucagone
Fonti di Zn
- carne, fegato, crostacei, uova
- latte.
- cereali, vegetali
Latte umano: eccellente fonte di Zn biodisponibile che
soddisfa le richieste per i primi mesi di vita
Biodisponibilità
contenuto in fitato, ossalato, fibre, tannini
↑ livello e tipo di proteine (favorito presenza His,
Cys)
Carenza in popolazioni con alto uso di fitati e basso
uso di proteine
Dieta occidentale vegetariana: carenza difficile da
valutare
DRI indicano 50% di assunzione in più rispetto ai
non-vegetariani
Fitato (inositolo esafosfato)
crusca
24-30 g/kg peso secco
cereali integrali
8-10 g/kg
legumi
0-25 g/kg
vegetali
nel pane lievitato attivati enzimi –fitasi- che scindono il
fosfato e quindi legano meno lo Zn
Pane integrale
caffè, tè
alimenti a base di proteine di soia diminuiscono
l’assorbimento
Ca e Zn competono per le proteine e gli amino acidi
Nel latte il buon contenuto in Zn controbilancia tale effetto
contenuto di Zn nella dieta
assorbito
50% a bassi livelli nella dieta (5 mg/die)
25% alti livelli (16 mg/die)
assorbimento di Fe e Zn inibito dalle stesse sostanze
carne: maggiore fonte di Fe e Zn
Carenze di Fe e Zn sono frequenti e possono
presentarsi contemporaneamente
RDA 2001 (adulto)
11 mg/die uomo
8 mg/die donna
Gravidanza:
richiesta addizionale totale di 100 mg (5-7 % di tutto lo
Zn presente nella donna non gravida) di cui 57% per l
feto e 27% per l’utero.
11-13 mg/die gravidanza (minore18 anni)
Allattamento 12-14 mg/die
Bambino in crescita
Carenza subclinica di Zn diffusa nei paesi in via di
sviluppo
4-8 anni 3-5 mg/die
9-13 anni
8 mg/die
Altre cause di carenza di Zn
 nutrizione parenterale prolungata
 malassorbimento, colite, morbo di Crohn
 gastrite atrofica nell’anziano
 alcolismo (soprattutto se con cirrosi epatica)
 malattia renale (perdita di Zn legato alla albumina), dialisi,
 trattamento con diuretici
 ustioni
SINTOMI di CARENZA di ZINCO
- deficit sistema immunitario
- alterazioni comportamento e delle funzioni mentali
- dermatiti – ritardo cicatrizzazione
Zn legato al metabolismo della vit A necessaria per il
differenziamento epitaliale,
Zn cofattore della collagenasi
- alterazione del gusto (presente nella gustina peptide salivare
appartenente alla famiglia della carbonico anidrasi)
- ritardo crescita e maturazione sessuale (possibilmente
legato al ruolo nella trascrizione)
UL (Tolerable Upper Intake Level)
40 mg/die
basato sugli effetti negativi dello Zn sullo status del rame
Interferenza con altre sostanze
- induce carenza di rame
(utilizzato per diminuire accumulo di Cu nel morbo di Wilson)
- 50 mg/die alterano attività Cu/Zn SOD
450-600 mg die inducono bassi livelli plasmatici di Cu e
ceruloplasmina ed anemia
- induce carenza di ferro
- alterazione della risposta immunitaria
- alterazione HDL
Uso terapeutico
Cicatrizzante (funzione in presenza di carenza non
evidenziata di Zn)
Ulcera gastrica
CROMO
CROMO
Interesse:
ruolo potenziale nel metabolismo di carboidrati e lipidi
Ruolo essenziale del Cr dimostrato in pazienti sottoposti
a totale nutrizione parenterale:
sintomi refrattari a trattamento con insulina ma annullati da
addizione di Cr
Stati di valenza
Cr+3 nei sistemi biologici – forma ≈ inerte
Cr+6 forte ossidante di origine industriale (consumato
in piccole quantità viene ridotto a Cr+3 dal pH acido
dello stomaco)
Livelli di cromo nell’organismo
Molti bassi e difficili da valutare per le contaminazioni
da parte dei vari materiali usati,
nel tempo, in virtù dell’evoluzione delle t ecniche
analitiche, i livelli stimati sono diminuiti di 1000 volte
Assorbimento
Molto basso 0,5-2% in maniera inversamente
proporzionale alla introduzione:
10 ug assorbito il 2%
40 ug assorbito lo 0,4-0,5%
Il cromo si trova comunemente nella carne; cereali,
vegetali, frutta, funghi
assunzione adeguata (AI Adequate Intake)
uomo =35 microg donna = 25 microg.
Assorbimento
favorito o inibito da nutrienti o farmaci
 vit C
 amminoacidi
 aspirina
 farmaci antiacido
Trasporto ematico
legato al 2° sito della transferrina
importato dalla cellula (come il ferro) tramite complesso
“trasferrina-recettore per la transferrina”
Ipotesi: in caso di emocromatosi con saturazione della Tf
>50% ci possa essere alterazione del trasporto di Cr
Riserva
Accumulato nel fegato, rene, osso, milza
(concentrazioni molto basse 8 ng/g (peso secco) fegato e
15 ng/g milza)
Funzioni
Potenzia l’azione dell’insulina (?)
1980 - Isolato un oligopeptide (pM 1500)– cromodulina – in
grado di legare 4 atomi di Cr in un sito tetranucleare ad alta
affinità non più dissociabile
si lega alla subunità beta del recettore dell’insulina e ne
aumenta l’attività tirosin-chinasica
Cr4-cromodulina: forma principale di Cr nelle urine
(aumenta dopo assunzione di carboidrati e zucchero)
Non è noto come viene regolato il livello di apocromodulina
Non si è in grado di determinare lo stato di un
individuo rispetto al Cr.
Per cui non è chiaro se eventuali benefici siano dovuti a
possibile carenza
RISULTATI CONTRADDITORI di STUDI su
- Animali (gatto, maiale, capra, gallina, …)
- Persone sane
- Donne in gravidanza
- Persone a rischio - o in presenza- di diabete
Studi in vivo per valutare l’effetto sul controllo della glicemia
in persone a rischio (nessun effetto) o per un intervento nel
diabete di tipo 2 (risultati inconclusivi).
Supplementi
Complessi organici del Cr
Cr-picolinato3 - forma più assorbita rispetto al Cr
alimentare (stabile al pH gastrico ed assorbita come tale)
Cr-dinicotinato
Cr-citrato
Cr- ammino acidi (Cys, Glu, Phe, His)
Sale cloruro Cr-Cl3
poco assorbito ma forma potenzialmente meno dannosa
1. Supplementazione negli sportivi
Motivazioni: uno studio del 1989 ha riportato che supplementi
di cromo picolinato (200 - 400 microg/die) inducono aumento
della massa magra e diminuzione della massa grassa.
- Effetto energetico in quanto favorirebbe la captazione di glucosio
- Effetto sulla crescita muscolare in quanto favorirebbe il trasporto
degli amino acidi nella cellula muscolare.
Per cui il cromo è stato visto come una alternativa agli steroidi con
effetto anabolizzante.
2. Supplementazione per perdita di peso
Potrebbe essere utile in regime di restrizione calorica, dieta
con cibi altamente raffinati, eccessiva introduzione di
carboidrati, o aumento della escrezione urinaria in esercizio
estremo.
CAUTELA
Il cromo picolinato, usato nei supplementi, sembra essere
assorbito in maniera diversa dal cromo alimentare ed è
incorporato come tale nella cellula.
Il complesso cambia il potenziale redox del Cr+3, inerte, che
viene ridotto dalla vit C e dal glutatione.
Si forma un complesso con Cr+2 che può reagire con
l’ossigeno e generare ROS.
Causa potenziale di cancro
Dosi soprafisiologiche tossiche come Cd, Hg,Pb
MAGNESIO
Magnesio: catione bivalente, più piccolo del Ca
Mg2+: catione più abbondate nell’uomo dopo Ca2+, K+, Na+;
circa 1000 g di calcio - 250 g di potassio - 100 g di sodio
Magnesio: 25 grammi
50-60% nell’osso (funziona anche da riserva)
1% extracellulare
La concentrazione intracellulare è di 5–20 mM a seconda della minore o
maggiore attività metabolica della cellula.
Ca2+
numero di coordinazione 6, 7 o 8 che permette gli permette di agire come
molecola segnale legandosi a proteine ed inducendo cambi conformazionali:
proteina- calcio deve esistere in almeno due stati conformazionali differenti
Mg2+ sempre esacoordinato:
il ruolo primario è di formare complessi con anioni ad alta carica:
- nucleotidi polifosfati (ATP, ADP)
- acidi nucleici: stabilizza strutture particolari.
L’ATP spesso utilizzato in forma di complessi con gli ioni Mg2+ e pertanto è
richiesto per l’attività di numerosi enzimi
chinasi, pompe ATP-dipendenti, DNA ed RNA polimerasi, adenilato ciclasi,
ruolo nella trasmissione del segnale, formazione ed uso di energia,
trasporto ioni, sintesi proteica,
Cofattore di enzimi (piruvato chinasi, enolasi, glutammina sintasi, catena leggera
della miosina, creatina chinasi)
Richiesto per attività ottimale
- coordina il legame del substrato al sito attivo
- stabilizza la conformazione attiva
Sintomi della deplezione in Mg
ipocalemia - malfunzione della Na-KATPasi (ARITMIA CARDIACA)
ipocalcemia - malfunzione della CaATPasi
(MANIFESTAZIONI NEUROMUSCOLARI, ipereccitabilità, tetania,)
che non porta ad aumento secrezione PTH
resistenza a PTH - alterata risposta proteine G nell'interazione PTHrecettore
diminuzione livelli sierici di 1,25 (OH)2 vit D
IPERTENSIONE (alterazione Ca e vasospasmo nella muscolatore liscia
vasale)
il ritorno alla norma dopo somministrazione di Mg richiede giorni.
Carenza alimentare di magnesio: RARA
Fonti alimentari- contenuto
alto grano integrale, vegetali a foglia verde, legumi
intermedio carne, prodotti caseari, frutta
basso alimenti raffinati
DEPLEZIONE
terapeutici
dI
Mg
secondaria
a
malattia
o
agenti
- Malassorbimento, diarrea cronica, colite,
- Eccessiva perdita con le urine (diabete mellito associato a
glicosuria, alterazione aldosterone, acidosi metabolica,
- Alcolismo cronico (malnutrizione con scarso apporto di nutrienti
equindi anche Mg, diarrea, minore riassorbimento renale)
Livelli di assunzione adulti:
420 mg/die uomo - 320 mg/die donna
Persone fisicamente attive in genere assumono quantità
adeguate di Mg con la dieta: perdita di Mg si potrebbe avere in
seguito a danno muscolare oppure perdita con il sudore.
In alcuni paesi si da più importanza che in altri; la stessa
bevanda per atleti addizionata di sali di Mg in alcuni paesi ma
venduta senza addizione in altri
Mg in eccesso interferisce con l’assorbimento di calcio