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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, la mayoría no. [1] [2] [3] Los minerales son uno de los cuatro grupos de nutrientes esenciales, los otros son vitaminas , ácidos grasos esenciales y aminoácidos esenciales . [4] Los cinco minerales principales del cuerpo humano son calcio , fósforo , potasio , sodio y magnesio . [2] Los elementos restantes se denominan " elementos traza ". Los oligoelementos generalmente aceptados son hierro , cloro , cobalto , cobre , zinc , manganeso , molibdeno , yodo y selenio ; [5] hay alguna evidencia de que puede haber más.

Cuatro elementos comprenden el 96% del cuerpo humano en peso: carbono , hidrógeno , oxígeno y nitrógeno ) ( CHON ). Estos elementos no suelen estar incluidos en las listas de minerales nutrientes. A veces se les llama macrominerales. Los minerales menores (también llamados oligoelementos ) componen el resto y suelen ser el centro de las discusiones sobre minerales en la dieta.

Las plantas obtienen minerales del suelo . [6] Las plantas son ingeridas por los animales, lo que hace que los minerales asciendan en la cadena alimentaria . Los organismos más grandes también pueden consumir suelo ( geofagia ) o utilizar recursos minerales, como lamidos de sal , para obtener minerales.

Finalmente, aunque mineral y elementos son sinónimos en muchos sentidos, los minerales sólo están biodisponibles en la medida en que pueden ser absorbidos. Para ser absorbidos, los minerales deben ser solubles o fácilmente extraíbles por el organismo que los consume. 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 se necesitan diecinueve elementos químicos para sustentar los procesos bioquímicos humanos cumpliendo 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 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 es 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 importantes (potasio, sodio, cloro, azufre y magnesio) constituyen sólo alrededor del 0,85% del peso corporal. Juntos estos once elementos químicos (H, C, N, O, Ca, P, K, Na, Cl, S, Mg) constituyen el 99,85% del cuerpo. Los ~18 minerales ultratraza restantes comprenden sólo el 0,15% del cuerpo, o alrededor de 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 elementos ultratraza en humanos (y otros mamíferos), incluso basándose en los mismos datos. Por ejemplo, se debate si el cromo es esencial para los humanos. No se ha purificado ningún producto bioquímico que contenga Cr. Estados Unidos y Japón designan el cromo como un nutriente esencial, [9] [10] pero la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), en representación de 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 razonablemente 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 = Cantidad Dietética Recomendada ; IA= Ingesta adecuada; UL = nivel máximo de ingesta tolerable ; Las cifras mostradas son para adultos de 31 a 50 años, hombres o mujeres, ni embarazadas ni lactantes.

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

Nutrición dietética

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

El enfoque dietético en elementos químicos deriva del interés en 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 cubrir todos los requerimientos de elementos químicos del organismo, aunque se pueden utilizar suplementos cuando algunas recomendaciones no se cumplen adecuadamente con la dieta. Un ejemplo sería una dieta baja en productos lácteos y, por tanto, no cumplir con las recomendaciones de calcio.

Plantas

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

La lista de minerales necesarios para las plantas es similar a la de los animales. Ambos utilizan enzimas muy similares, aunque existen diferencias. Por ejemplo, las legumbres albergan la 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 a menudo se adaptan para abordar las deficiencias minerales en suelos específicos. Los ejemplos incluyen deficiencia de molibdeno , deficiencia de manganeso , deficiencia de zinc , etc.

Seguridad

La brecha entre la ingesta diaria recomendada y lo que se consideran límites superiores seguros (UL) puede ser pequeña. Por ejemplo, para el calcio, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. fijó 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 están de acuerdo con los EE.UU. [17] Del mismo modo, Japón, que fija el UL para el yodo en 3000 μg frente a 1100 para los EE.UU. y 600 para la UE. [33] En la tabla anterior, el magnesio parece ser una anomalía ya que la ingesta recomendada para hombres adultos es 420 mg/día (mujeres 350 mg/día), mientras que el UL es inferior al recomendado, 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 provocar 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 ultratrazaelementos son esenciales, pero por lo general tales afirmaciones 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 concentraciones bajas y son omnipresentes (ejemplos: silicio y níquel en sólidos y polvo), por lo que faltan pruebas de la eficacia porque las deficiencias son difíciles de reproducir. [34] Se sabe que los elementos ultratraza de algunos minerales como el silicio y el boro desempeñan un papel, pero se desconoce la naturaleza bioquímica exacta, y se sospecha que otros, como el arsénico, desempeñan un papel en la salud, aunque la evidencia es más débil. [5] En particular, las trazas de arsénico parecen 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, sólo 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 al Na + ), de modo que la esencialidad no es lo mismo que la absorción por un sistema biológico. [1]

Ecología mineral

Diversos iones son utilizados por animales y microorganismos para el proceso de mineralización de estructuras, llamado biomineralización , utilizados para construir huesos , conchas marinas , cáscaras de huevos , [53] exoesqueletos y conchas de moluscos . [54] [ cita necesaria ]

Los minerales pueden ser objeto de bioingeniería mediante bacterias que actúan sobre los metales para catalizar la disolución y precipitación de los 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 eliminan las 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 de las bacterias, movilizando minerales de la materia inaccesible para otros organismos y luego transportando los nutrientes adquiridos a los ecosistemas locales . [57] [58]

Ver también

Referencias

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Otras lecturas

enlaces externos

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