Prof. Paolo Polidori Università di Camerino 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 Bambini 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 Gravidanza e allattamento > 19 anni

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 Maschi Femmine 0-5 mesi 30 6-12 mesi 75 1-3 anni 80 4-8 anni 130 9-13 anni 240 14-18 anni 410 360 19-30 anni 400 310 31-70 anni 420 320 Gravidanza

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 Femmine 15 18 Femmine gravide 27 Femmine in lattazione 10 9

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 insulino-resistenti. 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.