I MINERALI
Prof. Paolo Polidori
Università di Camerino
CALCIO
• Il ruolo del calcio nella costituzione
dell’osso e del dente è noto da tempo.
Tuttavia questa non è l’unica funzione del
metallo, in quanto partecipa a numerosi
processi biologici ed è un attivatore o un
inibitore di molti enzimi.
• Il calcio è abbondante sulla crosta terrestre,
si tratta di un metallo alcalino-ferroso che
forma ioni bivalenti.
Fattori che agiscono sull’assorbimento
del calcio
•
•
•
•
•
Aumento di
assorbimento
Vitamina D
Gravidanza
Allattamento
Permeabilità della
mucosa
Deficienza di fosforo
•
•
•
•
•
Diminuzione di
assorbimento
Mancanza di Vit. D
Menopausa
Età avanzata
Transito intestinale
veloce
Diminuzione acidità
gastrica
Sorgenti alimentari di Calcio
La sorgente principale di calcio è rappresentata dai
prodotti lattiero-caseari, seguiti dai cereali e dal
gruppo di verdura e frutta.
La biodisponibilità non è la stessa per tutti i gruppi
di alimenti citati.
Altri nutrienti possono influenzare la ritenzione del
calcio. Il sodio condivide alcuni sistemi di
trasporto del calcio, per cui l’abbondanza di
sodio provoca un aumento della perdita urinaria
di calcio. Lo stesso effetto è esercitato dalle
proteine, che portano ad una perdita di calcio
aumentando i composti solforati.
Livelli di assunzione adeguata di calcio
Lattanti
0-6 mesi (latte)
210 mg
6-12 mesi
270 mg
1-4 anni
500 mg
4-8 anni
800 mg
Adolescenti
9-18 anni
1300 mg
Adulti
19-50 anni
1.000 mg
> 50 anni
1.200 mg
> 19 anni
1.000 mg
Bambini
Gravidanza e
allattamento
Effetti della Carenza di Calcio
Nell’individuo sano, se il calcio non è sufficiente,
non si abbassa immediatamente la calcemia, ma
è distrutto del tessuto osseo provocando
osteomalacia oppure rachitismo, a seconda
dell’età.
Le relazioni tra carenza di calcio e osteoporosi non
sono chiare. L’osteoporosi è un riassorbimento
del tessuto osseo, evidente nelle persone
anziane, soprattutto femmine. L’anziano
potrebbe avere una minore facilità ad assorbire il
calcio; per questo alcuni autori raccomandano
livelli di assunzione fino a 1.500 mg/d.
MAGNESIO
Gioca un ruolo fondamentale in molte reazioni
biochimiche, partecipa come cofattore a più di
300 reazioni enzimatiche ed è implicato nella
biosintesi degli acidi grassi e delle proteine.
Il metallo forma complessi più o meno forti con acidi
organici. La maggior parte del magnesio
presente all’interno delle cellule è legato con
l’ATP, con la fosfocreatina e con la miosina.
Analogamente al calcio, il magnesio forma
complessi con i fosfolipidi e con i nucleotidi;
molto magnesio è presente anche nell’osso.
ASSUNZIONE DI MAGNESIO
Il magnesio è contenuto in molti cibi, e per
questa ragione è rara una carenza di
origine alimentare.
Si può ipotizzare che mediamente siano
introdotti circa 300 mg/d di magnesio con
gli alimenti, altri 30 mg sarebbero secreti
dall’intestino con i succhi del canale
gastroenterico. In queste condizioni, 130
mg possono essere assorbiti mentre 200
mg si ritrovano nelle feci: l’assorbimento
medio di magnesio sarebbe quindi del
33%.
Assunzione di Magnesio raccomandata
(mg/d)
Età
0-5 mesi
6-12 mesi
1-3 anni
4-8 anni
9-13 anni
14-18 anni
19-30 anni
31-70 anni
Gravidanza
Maschi
30
75
80
130
240
410
400
420
Femmine
30
75
80
130
240
360
310
320
360
Tossicità del Magnesio
Non vi sono evidenze che il magnesio
naturalmente presente negli alimenti abbia
mai provocato fenomeni di tossicità, così
come è difficile riscontrare una deficienza di
magnesio.
La via più importante per eliminare il metallo
dall’organismo è quella renale.
Poiché il rene è capace di secernere notevolissime
quantità del metallo, è molto difficile, a rene
sano, assumere abbastanza magnesio da
arrivare a livelli di tossicità.
Se sussistono problemi renali, si possono avere
casi di tossicità da magnesio.
FOSFORO
Il fosforo è un costituente di tutte le cellule,
nell’organismo si trovar sotto forma sia di
fosfato che di pirofosfato.
Nelle ossa e nei denti il fosfato si trova legato
al calcio.
Nello scheletro la maggior parte del fosforo è
presente come calcio fosfato inorganico,
con un rapporto calcio:fosforo di circa
2,2:1.
ASSORBIMENTO DEL FOSFORO
Poiché il fosforo è un costituente di tutte le cellule, è
presente in tutti i cibi. I composti contenenti
fosfato vengono idrolizzati da fosfatasi e il fosfato
inorganico viene assorbito.
Il fosfato è assorbito prevalentemente nella parte
prossimale del tenue. La Vitamina D influenza
positivamente il fenomeno, mentre altri fattori
diminuiscono l’assorbimento, legando il metallo
nel tratto gastroenterico. Tra questi fattori si
annoverano antiacidi non assorbibili a base di
Magnesio e Alluminio.
RAPPORTO CALCIO/FOSFORO
Il rapporto ponderale Ca:P negli alimenti è di circa
0.7, ma diventa 2:1 nelle feci perché il fosfato è
assorbito meglio del calcio.
Se si aumenta il rapporto, il calcio in più lega il
fosfato e il rapporto fecale rimane di 2:1.
Se si aumenta il fosfato, il calcio vi si lega, meno
calcio è assorbito e il rapporto nelle feci rimane
pari a 2:1. In sostanza, il rapporto fecale tende a
mantenersi su questi valori.
Un aumento del calcio alimentare porta quindi ad
una diminuzione del fosfato assorbito.
TOSSICITA’ DEL FOSFATO
E’ molto difficile raggiungere con l’alimentazione
livelli pericolosi di apporti di fosfato, poiché il
rene elimina con facilità la quantità in eccesso.
Forse uno degli aspetti più negativi dell’eccesso di
fosfato è la diminuzione dell’assorbimento del
calcio.
Non è noto con precisione il fabbisogno di fosforo
per l’uomo; la gravidanza prevede cessione di
fosfato al feto in accrescimento e quindi la
disponibilità di fosfato dovrebbe essere aumentata.
La medesima considerazione dovrebbe applicarsi
per l’allattamento.
FERRO
E’ uno dei metalli più abbondanti nella crosta
terrestre. La sua importanza biologica è
connessa con la capacità di subire
facilmente reazioni di ossido-riduzione.
Nell’organismo si trova associato a proteine
capaci di legare l’ossigeno, come
l’emoglobina e la mioglobina.
Già dal sec. XVII si compresero i rapporti tra
il ferro e la clorosi, malattia (anemia
ferrocarenziale) che oggi si sa dipendere
dalla mancanza dell’elemento.
ASSORBIMENTO DEL FERRO
L’assorbimento del ferro può avvenire in qualsiasi
tratto del tenue, ma è attivo soprattutto nel
duodeno. E’ assai difficile assumere ferro ed è
difficile ricederlo una volta assunto.
In assenza di emorragia, è arduo eliminare ferro
dall’organismo: il bilancio di questo elemento è
regolato soprattutto a livello dell’assorbimento.
Nei fluidi dell’organismo, il ferro circola legato alla
transferrina, proteina globulare ricca in
carboidrati formata da una singola catena
polipeptidica.
PERDITE DI FERRO
E’ difficile dire quanto ferro sia perduto
attraverso le mestruazioni, essendo il flusso
mestruale molto variabile.
Molto ferro può essere perso durante la
gravidanza; il feto prende ferro dalla madre
molto avidamente, anche se questa si trova
in uno stato di carenza per tale metallo.
Durante il periodo fertile, le femmine
necessitano di più ferro rispetto ai maschi.
Livelli di Assunzione Raccomandata per
il Ferro (mg/d)
9-13
anni
14-18
anni
19-30
anni
31-50
anni
> 51
anni
Maschi 8
11
8
8
8
Femmine
15
18
18
8
Femmine
gravide
27
27
27
Femmine
in
lattazione
10
9
9
8
Cause della Carenza di Ferro
Una delle cause più frequenti della perdita di
ferro è l’emorragia.
La carenza di ferro può scaturire da:
• Dieta inadeguata
• Diminuito assorbimento
• Perdita di sangue
• Gravidanze ripetute
• Diarrea cronica
• Carenza proteine di origine animale
SOVRACCARICO DI FERRO
Un eccessivo carico di ferro può essere
provocato da un assorbimento maggiore
della norma, oppure dalla somministrazione
parenterale, o dai due meccanismi
cooperanti.
Altra causa di eccessivo assorbimento è
l’alcolismo cronico e la conseguente
insufficienza pancreatica.
Una conseguenza dell’eccesso di ferro può
essere una iperpigmentazione cutanea.
RAME
Usato in medicina fin dall’antichità, dal XX
secolo è stata scoperta la sua capacità di
guarire anemie che non rispondono alla
somministrazione del solo ferro.
Il rame è contenuto in importanti enzimi e
proteine. La depigmentazione della pelle e
del pelo che si osserva in animali deficienti
in rame è dovuta al difetto di formazione
della proteina melanina.
Il consumo di rame tramite gli alimenti varia
molto.
Contenuto in Rame di alcuni Alimenti
RICCHI
Frutti di mare, noci, semi cacao, legumi, fegato.
INTERMEDI
La maggior parte dei prodotti contenenti cereali,
frutta e verdure, la maggior parte delle carni.
POVERI
Pollame, pesci, prodotti lattiero-caseari.
Sindromi da Deficienza di Rame
•
•
•
•
•
•
•
•
Anemia ipocromica (meno emoglobina)
Demineralizzazione dello scheletro
Depigmentazione della pelle e dei peli
Degenerazione cerebrale
Ipotonia
Ipotermia
Osteoporosi
Formazione difettosa dell’elastina
TOSSICITA’ DEL RAME
Il rame può dare episodi di tossicità acuta
quando ingerito in elevate quantità
(parecchi grammi) per errore o a scopo
suicida.
La tossicità cronica è stata osservata in
pazienti sottoposti a emodialisi effettuata
utilizzando apparecchiature con tubi in
rame.
Esistono anche dei difetti genetici nel
metabolismo del rame, con bassi livelli nel
siero.
ZINCO
Lo zinco presenta numerose funzioni ed è
stato individuato in molti enzimi; un suo
ruolo fondamentale è connesso con le
membrane biologiche.
E’ un metallo molto diffuso in natura, la sua
concentrazione negli alimenti cambia molto,
passando da 0.2 mg/kg (bianco d’uovo) ai
750 mg/kg (ostriche).
Molto zinco è contenuto nei semi di cereali,
ma una grossa parte è perduta durante i
processi di lavorazione.
Sorgenti Alimentari di Zinco
Carne, fegato, uova e cibi di provenienza marina
sono considerati buone fonti di zinco perché non
contengono composti che ne inibiscono
l’assorbimento e per la presenza di aminoacidi
(cisteina, istidina) che ne facilitano la
solubilizzazione.
Gli alimenti di origine vegetale sono solitamente
poveri in zinco, ad eccezione di noci e legumi, e
inoltre la sua biodisponibilità è bassa a causa della
presenza di sostanze capaci di legare il metallo e
di sottrarlo all’assorbimento.
Interazioni Zinco/Salute
La gravidanza costituisce una situazione in
cui lo zinco è particolarmente necessario
poiché la sua carenza ha effetti teratogeni.
L’età avanzata costituisce un altro fattore di
rischio, perché l’anziano consuma meno
zinco e perché la capacità di assorbire il
metallo è diminuita.
Negli alcolisti è facile trovare valori ridotti di
zinco plasmatico, specialmente nei casi in
cui il fegato sia compromesso.
CROMO
Il cromo è stato riconosciuto come
componente di tessuti animali e vegetali
circa 50 anni fa; di recente si è compreso
che ha azioni biologiche, collegate al
controllo di certe iperglicemie insulinoresistenti.
Il cromo è un elemento necessario in quantità
molto piccole, i fabbisogni sono difficili da
stabilire; la sua attività biologica si
manifesta favorendo l’azione dell’insulina.
SELENIO
Scoperto nel 1817, metalloide presente negli
animali in diversi stati di ossidazione.
La sua importanza biologica è legata alla sua
funzione antiossidante: la presenza di
selenio protegge contro la tossicità di
contaminanti ambientali quali il mercurio, il
cadmio e l’argento.
Il selenio è assorbito nel tenue e nel crasso;
negli alimenti il selenio è presente
soprattutto come seleno-amminoacidi.
DEFICIENZA DI SELENIO
Se non è accompagnata da altre deficienze,
non causa di solito situazioni cliniche.
La deficienza combinata di selenio e di Vit. E
causa invece sintomatologie evidenti in
molte specie animali.
Possono essere a rischio di deficienza di
selenio le persone che fanno uso di
nutrizione parenterale totale a meno che
l’elemento non sia aggiunto alle
preparazioni.
TOSSICITA’ DEL SELENIO
L’eccesso di selenio presenta effetti tossici per
gli animali e per l’uomo: riduzione della
crescita, cirrosi, letargie, perdite del pelo,
disordini riproduttivi, andature zoppicanti.
L’intossicazione acuta porta a cecità,
contrazioni tetaniche, paralisi e morte per
arresto dei muscoli respiratori.
Comunque, l’assunzione eccessiva di selenio
raramente è dovuta a cause alimentari.
IODIO
Lo iodio è un micronutriente essenziale per
tutte le specie animali. Esso è presente nel
terreno, nelle acque e nei cibi, specie di
provenienza marina.
Lo iodio è deficiente nelle aree geografiche
montane dove è presente il gozzo endemico.
La sua funzione conosciuta infatti è quella
di prendere parte alla formazione degli
ormoni tiroidei. Gli abitanti delle aree
carenti di iodio sono infatti esposti a
ipotiroidismo da scarsità iodica.
DEFICIENZA DI IODIO
Produce sintomi molto gravi, specie se
sopravviene durante la gravidanza o il
periodo perinatale o neonatale; può
provocare aborto, natimortalità, anomalie
congenite (cretinismo endemico).
Alcuni cibi contengono sostanze gozzigene,
capaci cioè di interferire con il metabolismo
dello iodio: il miglio, l’acqua dei pozzi poco
profondi che contiene sostanze umiche, le
crucifere (cavoli).
FABBISOGNI DI IODIO
Il bisogno fisiologico di iodio è come minimo
uguale alla quantità di iodio liberato dagli
ormoni tiroidei nei tessuti periferici. Questo
valore è compreso tra 40-100 mg/d, e può
essere aumentata per tener conto della
presenza di alimenti con sostanze
gozzigene.
Il problema della supplementazione dello
iodio è stato affrontato aggiungendolo al
sale da cucina.