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Mineral (nutriente)

La anhidrasa carbónica , una enzima que requiere zinc (esfera gris cerca del centro de esta imagen), es esencial para la exhalación de dióxido de carbono.

En el contexto de la nutrición , un mineral es un elemento químico . Algunos "minerales" son esenciales para la vida, pero la mayoría no lo son. [1] [2] [3] Los minerales son uno de los cuatro grupos de nutrientes esenciales; los otros son las vitaminas , los ácidos grasos esenciales y los aminoácidos esenciales . [4] Los cinco minerales principales del cuerpo humano son calcio , fósforo , potasio , sodio y magnesio . [2] Los elementos restantes se denominan " oligoelementos ". Los oligoelementos generalmente aceptados son hierro , cloro , cobalto , cobre , zinc , manganeso , molibdeno , yodo y selenio ; [5] existe alguna evidencia de que puede haber más.

Cuatro elementos componen el 96% del peso del cuerpo humano : carbono , hidrógeno , oxígeno y nitrógeno ( CHON ). Estos elementos no suelen incluirse en las listas de minerales nutritivos. A veces se los denomina macrominerales. Los minerales menores (también llamados oligoelementos ) componen el resto y suelen ser el foco de las discusiones sobre los minerales en la dieta.

Las plantas obtienen minerales del suelo . [6] Los animales ingieren plantas, lo que hace que los minerales suban en la cadena alimentaria . Los organismos más grandes también pueden consumir tierra (geofagia) o utilizar recursos minerales como salinas para obtener minerales.

Por último, aunque los minerales y los elementos son sinónimos en muchos sentidos, los minerales solo son biodisponibles en la medida en que pueden ser absorbidos. Para ser absorbidos, los minerales deben ser solubles o fácilmente extraíbles por el organismo consumidor. Por ejemplo, el molibdeno es un mineral esencial, pero el molibdeno metálico no tiene ningún beneficio nutricional. Muchos molibdatos son fuentes de molibdeno.

Elementos químicos esenciales para el ser humano

Se sabe que diecinueve elementos químicos son necesarios para sustentar los procesos bioquímicos humanos al cumplir funciones estructurales y funcionales, y hay evidencia de alrededor de diez más. [1] [7]

El oxígeno, el hidrógeno, el carbono y el nitrógeno son los elementos más abundantes en el cuerpo en términos de peso y constituyen aproximadamente el 96% del peso del cuerpo humano. El calcio constituye entre 920 y 1200 gramos del peso corporal de un adulto, y el 99% del mismo se encuentra en los huesos y los dientes. Esto representa aproximadamente el 1,5% del peso corporal. [2] El fósforo se encuentra en cantidades de aproximadamente 2/3 del calcio y constituye aproximadamente el 1% del peso corporal de una persona. [8] Los otros minerales principales (potasio, sodio, cloro, azufre y magnesio) constituyen solo el 0,85% del peso del cuerpo. Juntos, estos once elementos químicos (H, C, N, O, Ca, P, K, Na, Cl, S, Mg) constituyen el 99,85% del cuerpo. Los ≈18 ultraminerales restantes comprenden solo el 0,15% del cuerpo, o aproximadamente cien gramos en total para una persona promedio. Las fracciones totales en este párrafo son cantidades basadas en la suma de porcentajes del artículo sobre la composición química del cuerpo humano .

Existe cierta diversidad de opiniones sobre la naturaleza esencial de varios ultraelementos en los seres humanos (y otros mamíferos), incluso basándose en los mismos datos. Por ejemplo, se debate si el cromo es esencial en los seres humanos. No se ha purificado ningún compuesto bioquímico que contenga cromo. Estados Unidos y Japón designan al cromo como un nutriente esencial, [9] [10] pero la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA), que representa a la Unión Europea, revisó la cuestión en 2014 y no está de acuerdo. [11]

La mayoría de los nutrientes minerales conocidos y sugeridos tienen un peso atómico relativamente bajo y son bastante comunes en la tierra, o en el caso del sodio y el yodo, en el océano. También tienden a tener compuestos solubles en rangos de pH fisiológicos: los elementos sin dichos compuestos solubles tienden a ser no esenciales (Al) o, en el mejor de los casos, solo pueden ser necesarios en trazas (Si). [1]

Funciones en los procesos biológicos

RDA = Ingesta diaria recomendada ; IA = Ingesta adecuada; UL = Nivel máximo de ingesta tolerable ; Las cifras que se muestran corresponden a adultos de 31 a 50 años, hombres o mujeres, ni embarazadas ni en período de lactancia.

* Una porción de algas marinas supera el UL de EE. UU. de 1100 μg, pero no el UL de 3000 μg establecido por Japón. [33]

Nutrición dietética

Los dietistas pueden recomendar que la mejor manera de obtener minerales sea ingiriendo alimentos específicos ricos en el elemento químico de interés. Los elementos pueden estar presentes de forma natural en los alimentos (por ejemplo, el calcio en la leche de vaca) o pueden añadirse a los alimentos (por ejemplo, el zumo de naranja fortificado con calcio; la sal yodada fortificada con yodo ). Los suplementos dietéticos pueden formularse para que contengan varios elementos químicos diferentes (como compuestos), una combinación de vitaminas y/u otros compuestos químicos, o un solo elemento (como compuesto o mezcla de compuestos), como el calcio ( carbonato de calcio , citrato de calcio ) o el magnesio ( óxido de magnesio ), o el hierro ( sulfato ferroso , bisglicinato de hierro). [ cita requerida ]

El enfoque dietético en los elementos químicos se deriva del interés por apoyar las reacciones bioquímicas del metabolismo con los componentes elementales necesarios. [34] Se ha demostrado que se requieren niveles adecuados de ingesta de ciertos elementos químicos para mantener una salud óptima. La dieta puede satisfacer todos los requerimientos de elementos químicos del cuerpo, aunque se pueden utilizar suplementos cuando la dieta no cumple adecuadamente con algunas recomendaciones. Un ejemplo sería una dieta baja en productos lácteos y, por lo tanto, que no cumple con la recomendación de calcio.

Plantas

Estructura del núcleo Mn 4 O 5 Ca del sitio de evolución del oxígeno en las plantas, que ilustra una de las muchas funciones del oligoelemento manganeso. [35]

La lista de minerales que necesitan las plantas es similar a la de los animales. Ambos utilizan enzimas muy similares, aunque existen diferencias. Por ejemplo, las legumbres albergan nitrogenasa que contiene molibdeno , pero los animales no. Muchos animales dependen de la hemoglobina (Fe) para el transporte de oxígeno, pero las plantas no. Los fertilizantes suelen estar diseñados para abordar las deficiencias minerales en suelos particulares. Algunos ejemplos incluyen la deficiencia de molibdeno , la deficiencia de manganeso , la deficiencia de zinc , etc.

Seguridad

La diferencia entre la ingesta diaria recomendada y los límites superiores seguros puede ser pequeña. Por ejemplo, para el calcio, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ha establecido la ingesta recomendada para adultos mayores de 70 años en 1200 mg/día y el UL en 2000 mg/día. [16] La Unión Europea también establece cantidades recomendadas y límites superiores, que no siempre coinciden con los de los Estados Unidos. [17] Lo mismo ocurre con Japón, que establece el UL para el yodo en 3000 μg frente a los 1100 de los Estados Unidos y los 600 de la UE. [33] En la tabla anterior, el magnesio parece ser una anomalía, ya que la ingesta recomendada para los hombres adultos es de 420 mg/día (para las mujeres, 350 mg/día), mientras que el UL es inferior al recomendado, de 350 mg. La razón es que el UL es específico para consumir más de 350 mg de magnesio de una sola vez, en forma de suplemento dietético, ya que esto puede causar diarrea. Los alimentos ricos en magnesio no causan este problema. [36]

Elementos considerados posiblemente esenciales para los humanos pero no confirmados

Se ha sugerido que muchos ultraelementos son esenciales, pero tales afirmaciones generalmente no se han confirmado. La evidencia definitiva de la eficacia proviene de la caracterización de una biomolécula que contiene el elemento con una función identificable y comprobable. [5] Un problema con la identificación de la eficacia es que algunos elementos son inocuos en bajas concentraciones y son omnipresentes (ejemplos: silicio y níquel en estado sólido y en polvo), por lo que faltan pruebas de eficacia porque las deficiencias son difíciles de reproducir. [34] Se sabe que los ultraelementos de algunos minerales como el silicio y el boro tienen un papel, pero se desconoce la naturaleza bioquímica exacta, y se sospecha que otros, como el arsénico, tienen un papel en la salud, pero con evidencia más débil. [5] En particular, el arsénico en trazas parece tener un efecto positivo en algunos organismos, pero también lo tiene el plomo , lo que muestra la incertidumbre detrás de si algunos oligoelementos son realmente esenciales. [1] El estroncio es tolerado y es un componente de algunos medicamentos, [37] pero no es esencial, solo beneficioso. [1] Los elementos no esenciales a veces pueden aparecer en el cuerpo cuando son químicamente similares a los elementos esenciales (por ejemplo, Rb + y Cs + reemplazando a Na + ), de modo que la esencialidad no es lo mismo que la absorción por un sistema biológico. [1]

Ecología mineral

Los animales y microorganismos utilizan diversos iones para el proceso de mineralización de estructuras, llamado biomineralización , que se utiliza para construir huesos , conchas marinas , cáscaras de huevo , [53] exoesqueletos y caparazones de moluscos . [54] [ cita requerida ]

Los minerales pueden ser biodiseñados por bacterias que actúan sobre los metales para catalizar la disolución y precipitación de minerales . [55] Los nutrientes minerales son reciclados por bacterias distribuidas en suelos, océanos, agua dulce , agua subterránea y sistemas de agua de deshielo de glaciares en todo el mundo. [55] [56] Las bacterias absorben materia orgánica disuelta que contiene minerales mientras recolectan floraciones de fitoplancton . [56] Los nutrientes minerales circulan a través de esta cadena alimentaria marina , desde bacterias y fitoplancton hasta flagelados y zooplancton , que luego son consumidos por otras formas de vida marina . [55] [56] En los ecosistemas terrestres , los hongos tienen funciones similares a las bacterias, movilizando minerales de materia inaccesible para otros organismos y luego transportando los nutrientes adquiridos a los ecosistemas locales . [57] [58]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos

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