Silicio, vanadio, aluminio, arsénico, estaño, litio, niquel, germanio, etc. Yodo, selenio, manganeso, boro, molibdeno,cobalto, cromo,

Transcripción

1 Tema 7: MINERALES 7.1 Macrominerales y microminerales 7.2 Biodisponibilidad y funciones 7.4 Calcio, fósforo y magnesio, azufre, sodio, cloro, potasio 7.5 Hierro, cinc, cobre y fluor 7.6 Yodo, selenio, manganeso, molibdeno, cobalto, cromo y otros ultraoligoelementos

2 MACROMINERALES Calcio, fósforo y magnesio, azufre, sodio, cloro, potasio MICROMINERALES OLIGOELEMENTOS Hierro, cinc, cobre, fluor ULTRAOLIGOELEMENTOS Yodo, selenio, manganeso, boro, molibdeno,cobalto, cromo, Silicio, vanadio, aluminio, arsénico, estaño, litio, niquel, germanio, etc.

3 DIETA Mineral Complejo (mineral) FITATO FIBRA H+ INTESTINO MEMBRANA BASOLATERAL CÉLULA EPITELIAL SANGRE quelante FITATO FIBRA mineral MEMBRANA LUMINAL mineral MEMBRANA SEROSA HECES Complejo (mineral) MEMBRANA BASOLATERAL

4 BIODISPONIBILIDAD Fracción del material ingerido en la dieta que está disponible para ser absorbido. En la práctica es la fracción que se absorbe si no hay factores restrictivos (ej. exceso de ácido fítico). acumulación en sangre Concentración de compuesto Distribución en tejidos + Excreción (heces, orina y secreciones Tiempo después de la ingesta

5 Enzimas y metaloenzimas que son activadas por minerales

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8 INTESTINO SANGRE Ca 2+ Ca 2+

9 + PARTATHORMONA - CALCITONINA (glándula tiroides) Inhibe la resorción ósea y liberación de calcio

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13 AZUFRE La mayor parte del azufre de la dieta está en los aminoácidos (Met, Cys) El azufre participa en reacciones re-dox, como parte de tiamina, biotina y á. pantoténico Glutation Glu Met No hay IDR. Los aminoácidos esenciales con azufre satisfacen las necesidades Gly Proteína Carnes, pescados, huevos, leche, queso, legumbres, frutos secos, etc. (ajos, cebollas, etc.) Metabolismo (hígado riñón) Sulfato en orina Sulfato cálcico (inh. Reabsorción renal) hipercalciuria promovida por proteínas

14 Tema 8: MINERALES 8.1 Macrominerales y microminerales 8.2 Biodisponibilidad y funciones 8.4 Calcio, fósforo y magnesio, azufre, sodio, cloro, potasio 8.5 Hierro, cinc, cobre y fluor 8.6 Yodo, selenio, manganeso, molibdeno,cobalto, cromo y otros ultraoligoelementos

15 MICROMINERALES Aquellos elementos en los que se ha comprobado, mediante experimentos especialmente diseñados, que son necesarios para el rendimiento óptimo de una función específica. Presentes en el organismo en cantidades inferiores a 0,01% del peso corporal total. Cada elemento tiene una gama de efectos dependiendo: dosis: que determina el nivel normal de concentración en cada compartimento del organismo. Si la concentración es más alta de lo normal el elemento pasa a tener características tóxicas; en el caso contrario se pueden manifestar efectos carenciales. Estado nutricional del receptor

16 MICROMINERALES La gama de efectos que produce la deficiencia es muy sutil y difícil de identificar, ya que en su mayoría se ejercen a nivel celular o subcelular. Se han establecido los requerimientos alimentarios recomendados para: hierro, yodo, selenio y zinc; para otros elementos se manejan consumos alimentarios diarios estimados como seguros y adecuados: cobre, manganeso, cromo y molibdeno. Para el floruro se han establecido los consumos adecuados y los niveles superiores de consumo tolerables.

17 CARACTERISTICAS GENERALES Formas de los oligoelementos: iones cargados unidos a proteínas o formando complejos en moléculas enzimáticas(metaloenzimas) En sangre y otros líquidos corporales no existen en estado iónico, están unidos a proteínas de transporte o soporte. Albúmina: Zn ceruloplasmina: Cu Transferrina: Fe 2-macroglobulina: Cu, Zn Metalotioneina: Cd, Co, Zn Leche materna: albúmina: Cu y Zn; lactoferrina: Fe; caseína: Cu, Fe, Zn En el caso del fluoruro se une a los cristales de hidroxiapatita de hueso y se acumula en músculo. Ingestas por debajo de los valores recomendados: no son necesariamente deficientes, pero aumenta el número de individuos en la población con riesgo. Un aumento por encima de los requerimientos: no conlleva beneficios conocidos El exceso, en condiciones normales, es asimilado, disminuye su absorción, se saturan las proteínas transportadoras, se incrementa la excreción y se cree que induce proteínas específicas de almacenamiento

18 HIERRO En los inicios del siglo XXI la anemia ferropénica sigue siendo la enfermedad por deficiencia nutricional más común en el mundo, considerando la amplia disponibilidad de alimentos ricos en este elemento. El cuerpo humano contiene hierro en dos formas: Hierro funcional Hierro de almacenamiento Proporciones relativas de hierro en jóvenes adultos VARONES MUJERES CONTENIDO DE HIERRO mg % mg % Funcional Hemoglobina Mioglobina Enzimas hemo Enzimas no hemo Almacenamiento Ferritina Hemosiderina Transferrina 5 <1 4 <1 TOTAL

19 HIERRO El organismo tiende a conservar hierro. Pérdidas: -Recambio del tubo digestivo -Descamación de las células de la mucosa intestinal y excreción biliar -Sudor y descamación de las células de la piel. -Pérdidas por orina -Pérdida menstrual (0,5-1 mg Fe/día) Estas pequeñas pérdidas diarias, justifican la absorción de Fe. El hierro alimentario debe estar disponible para mantener el equilibrio y cubrir la brecha del 10% evitando el déficit. Los requerimientos fisiológicos de Fe se modifican en relación con la edad y el sexo. La demanda de hierro aumenta durante el crecimiento, el embarazo y la menstruación (1 ml de pérdida de sangre equivale a 0,5 mg de hierro). Los lactantes a término nacen con un suministro de Fe de reserva gracias al transporte placentario durante la vida fetal.

20 Requerimientos de hierro absorbido: Los mayores requerimientos en relación con el consumo se producen durante la lactancia En la infancia no existen diferencias en función del sexo durante el brote puberal hay un aumento en las necesidades, mayor en los varones. Debido a la menstruación los requerimientos de hierro permanecen altos tras la adolescencia mientras en los varones disminuye. Durante el embarazo los requerimientos aumentan mucho: la madre cede alrededor de 280 mg de hierro al feto, sobre todo en las últimas semanas de gestación, por lo que no es infrecuente que al final del T Girbes embarazo P Jiménez se presente anemia.

21 HIERRO FUENTES ALIMENTARIAS: Hígado, vísceras, carnes magras, aves de corral: Hierro hemo (deriva de la Hb o de la Mb de la carne) y se absorbe rápidamente. Leguminosas, verduras y cereales: Hierro no hemo, se absorbe lentamente. <50% de Fe contenido en cereales de grano entero y algunos vegetales verdes está disponible en forma utilizable La leche y los productos lácteos casi no contienen hierro Los consumos de hierro en la mayoría de las mujeres son menores que los requerimientos, mientras que los varones suelen sobrepasarlos. La dieta normalmente contiene carne y otros alimentos con alta densidad de hierro: 6 mg/100kcal Como promedio una mujer que consuma 2000 kcal, ingiere 12 mg de hierro (80% recomendaciones: 15 mg/día) Altas pérdidas de hierro (menstruaciones abundantes) se compensan con una mayor tasa de absorción, pero es preciso tener en cuenta que a pesar de esta adaptación existen insuficientes reservas de este elemento.

22 HIERRO Hierro alimentario: Hemo: alimentos de origen animal Hb, Mb, algunas enzimas 5-10% del hierro alimentario (dieta mixta) absorción: 10-30% No hemo: vegetales, en alimentos de origen animal como enzimas no hem y ferritina. absorción: 2-10% precaución los vegetarianos! El no hemo ha de digerirse libre de las fuentes vegetales y entrar en intestino (duodeno, parte superior de yeyuno) en forma soluble (la secreción gástrica intensifica la solubilidad) e ionizada (férrico [Fe 3+ ] o ferroso [Fe 2+ ]) Eficacia de la absorción (luz intestinal a sangre): (hemo+ no hemo combinados) Adultos con niveles de Hb normales: 5-15% Mujeres con déficit de Fe (sin anemia): 20-30% Mujeres con anemia ferropénica: hasta 50%

23 RESUMEN DE LA ABSORCION, DISTRIBUCIÓN Y FUNCIONES DEL HIERRO

24 ESQUEMA DEL TRANSPORTE DE HIERRO DEL INTESTINO A LA SANGRE Hierro no hemo (iónico): difusión facilitada a través de un gradiente de concentración. Los iones se combinan con apoferritina para formar complejos de ferritina que se desplazan por difusión a través de la célula hacia la membrana basolateral. Salida mediante un transportador activo. Hierro hemo: formación de vesículas en torno al hemo, es retirado enzimáticamente y el Fe2+ (iónico) se transloca a la ferritina y sale por la membrana.

25 FACTORES QUE AFECTAN LA ABSORCION INTESTINAL DE HIERRO En dependencia del alimento del que deriva Favorecen la absorción: 1. FACTORES DIETETICOS Ácido ascórbico: agente reductor Forma quelatos con Fe que lo solubiliza en ph alcalino (parte baja de ID) Mejora la absorción de Fe no hem en mujeres con bajos consumos. Factor cárnico: las proteínas animales intensifican la absorción, se desconoce la sustancia concreta. Se postula que los productos de la digestión del músculo y la grasa presente interactúan y mejoran la absorción. Lactoferrina y lactoalbúmina presentes en la leche humana. 2. FACTORES FISIOLOGICOS Estados fisiológicos que requieren más formación de sangre: embarazo, crecimiento.

26 Disminuye la absorción: 1. FACTORES DIETETICOS Fitatos Polifenoles (taninos del té) Oxalatos, fosfatos, calcio.. 2. FACTORES FISIOLOGICOS Digestión deficiente de grasas (esteatorrea) Aumento de la motilidad intestinal Reduce el tiempo de contacto FUNCIONES Función eritrocitaria Actividad de la mioglobina Componente activo de los citocromos (enzimas) que intervienen en el proceso de la respiración celular Función inmunitaria Rendimiento cognitivo

27 HIERRO DEFICIENCIA El déficit de Fe, precursor de la anemia ferropénica, es la más común de todas las enfermedades por deficiencia nutricional. CAUSAS Ingesta inadecuada (vegetarianos estrictos) Aumento de requerimientos Prematuros Periodos de máximo crecimiento Malabsorción Dieta rica en fitatos Déficit de vitamina C Gastrectomia total o parcial Aumento de las pérdidas 1 ml de sangre = 0,5 mg de Fe Aparato digestivo: úlceras pépticas, hernias de hiato, colitis ulcerosa, cáncer de estómago o ciego. Pérdidas menstruales abundantes

28 HIERRO DEFICIENCIA El déficit de Fe, precursor de la anemia ferropénica, es la más común de todas las enfermedades por deficiencia nutricional. CAUSAS Ingesta inadecuada (vegetarianos estrictos) Aumento de requerimientos Prematuros Periodos de máximo crecimiento Malabsorción Dieta rica en fitatos Déficit de vitamina C Gastrectomia total o parcial Aumento de las pérdidas 1 ml de sangre = 0,5 mg de Fe POBLACION de RIESGO Lactantes Adolescentes Embarazadas Mujeres en edad de menstruar Ancianos Aparato digestivo: úlceras pépticas, hernias de hiato, colitis ulcerosa, cáncer de estómago o ciego. Pérdidas menstruales abundantes

29 HIERRO SOBRECARGA Hemocromatosis hereditaria Sobrecarga por ingestión prolongada de gran cantidad de Fe o transfusiones frecuentes Saturación de la apoferritina hística Aparición de hemosiderina (similar a la ferritina pero contiene más Fe y es muy insoluble) Hemosiderosis Almacenamiento de Fe en: grandes consumidores defecto genético que condiciona absorción excesiva Hemocromatosis Los depósitos de Fe T Girbes producen P Jiménez daño tisular

30 HIERRO SOBRECARGA: EFECTOS PERJUDICIALES DEL Fe Suplementos de Fe no siempre beneficiosas Si sobrepasa los requerimientos puede producir, sobre todo en ancianos y en postmenopáusicas, un medio oxidativo enriquecido que favorece la oxidación de las LDL daño arterial alteración cardivascular. El exceso de Fe ayuda a generar radicales libres que atacan a los componentes celulares, contribuyendo a aumentar el número de moléculas potencialmente carcinógenas. Con niveles de Fe normales, la enzima SOD elimina un radical superóxido muy reactivo. Si hay sobrecarga de Fe3+ este reacciona con el radical superóxido para formar un radical hidroxilo (OH. ) extremadamente reactivo (reacción de Fenton). O Fe 3+ Fe 2+ + O 2 Fe 2+ + H 2 O 2 Fe 3+ + OH - + OH. Daño celular: Lípidos peroxidación Daño de membrana (sobre todo lisosomas)

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32 ZINC Abundante distribución en el cuerpo. Es un ión intracelular, que funciona junto con más de 100 enzimas diferentes. 2º lugar tras el Fe entre los oligoelementos Contenido corporal de zinc: 2-3 gr Las mayores concentraciones de zinc en: hígado, páncreas,riñon, hueso, músculo, piel, cabello, uñas, prótata y espermatozoides. El tratamiento con anticonceptivos orales altera la distribución del zinc, pero no hay evidencias de que estos cambios modifiquen el requerimiento alimentario. Eficacia de la absorción: 30% Factores que afectan la absorción: Disminuyen: Fitatos Cobre y cadmio (compite con la proteína transportadora Alta ingesta de Fe Fibra alimentaria (?) Aumentan: glucosa o lactosa proteínas de carne vino tinto Transporte en sangre unido a la albúmina Excreción: heces

33 TRANSPORTE DE CINC

34 ZINC Interrogantes sin resolver respecto a su papel biológico. Síntesis y degradación de HCO, proteínas, lípidos y á. nucléicos Función inmunitaria Expresión de información génica Se halla en la estructura cristalina del hueso y se requiere para una correcta actividad osteoblástica, formación de enzimas óseas (fosfatasa alcalina) y para la calcificación. FUNCIONES DEFICIENCIA Cofactor de más de 100 enzimas Retraso en el crecimiento Deshidrogenasas Retraso en la maduración sexual Peptidasas Hipogonadismo e hipospermia Carbónico anhidrasa Alopecia Enzimas de ADN y síntesis proteica Retraso en la cicatrización de heridas SOD Lesiones cutáneas Alteraciones en el apetito Deficiencias inmunitarias Trastornos de conducta Lesiones oculares (fotofobia y ceguera nocturna)

35 ZINC Los bajos consumos de zinc en mujeres están relacionados, con el menor consumo energético total, más que con la densidad del zinc en la dieta (5,6 mg/1000 kcal) FUNCIONES Participa en varias funciones del sistema de defensa antioxidante, a través de distintos mecanismos de acción: Estructural Interacción con la metalotioneína Estabilizador de membranas EFECTOS Enzima Cu-Zn-SOD, previniendo la peroxidación lipídica. scavengers de radicales hidroxilo El déficit ocasionaría daños oxidativos en las membranas celulares

36 COBRE Contenido corporal de cobre: mg Concentraciones altas en: hígado, cerebro, corazón y riñones. Se absorbe en estómago y duodeno Eficacia de la absorción: 30% Se transporta al hígado unido a la albúmina en hígado se incorpora a la ceruloplasmina, glucoproteína que transporta cobre a los tejidos para ser utilizado en la síntesis de enzimas. El 80-90% del cobre en sangre está ligado a la ceruloplasmina. Se excreta por bilis, diariamente se pierden unos 2-3 mg. ALTERACIONES HEREDITARIAS DEL METABOLISMO DEL COBRE: Enfermedad de Menke: debida a una absorción intestinal defectuosa, lo que produce síntesis disminuida de los enzimas que lo contienen. Rara, ligada al cromosoma X. Enfermedad de Wilson: excesivo depósito de cobre en los tejidos. Rara, autosómica recesiva. Defecto en el cromosoma 13 que produce incapacidad hepática para excretar cobre por heces.

37 COBRE FUNCIONES Papel en cuatro enzimas: Cu-Zn-SOD intracelular SOD extracelular EFECTOS El déficit se ha asociado con una reducción de la actividad de la SOD y con un incremento del daño oxidativo en los lípidos y en los niveles de LDL, por lo que podría incrementar el riesgo de ATE y cáncer. Basurero de radicales libres Metalotioneína Ceruloplasmina Puede eliminar diferentes radicales protegiendo los PUFA de las membranas del daño oxidativo

38 YODO -El yodo es constituyente de las hormonas tiroideas (HT). -Las HT participan en el metabolismo energético celular µg (CDR). - Sal de mesa yodada, verduras y agua. - Defecto: bocio

39 YODO -El yodo es constituyente de las hormonas tiroideas (HT). -Las HT participan en el metabolismo energético celular µg (CDR). - Sal de mesa yodada, verduras, algas y agua. - Defecto: bocio INGREDIENTES DE LAS PASTILLAS DEL DR. BOGAS PARA ADELGAZAR:,YODO, DIAZEPAN

40 SELENIO Participa en el metabolismo de grasas, coopera con la vitamina E Forma parte de la selenio-enzimas del sistema antioxidante. -55 µg (CDR). -Granos, cebollas, carnes, leche y verduras dependiendo del contenido de Se en la tierra de cultivo. -Deficiencia de Se: enfermedad de Keshan.

41 SELENIO FUNCIONES Centro activo de la glutation peroxidasa (GP) EFECTOS G-S-S-G 2H 2 O -gastrointestinal -plasmática o extracelular -fosfolipido hidroperóxido GP (membranas celulares y en forma libre en el citosol) Se GP 2G-SH H 2 O 2 Metaboliza hidroperóxidos procedentes de la dieta Reduce hidroperóxidos esterificados en los fosfolípidos e hidroperóxidos libres Papel contra la peroxidación lipídica: única forma intracelular capaz de reducir los hidroperóxidos de ácidos grasos que están esterificados en los fosfolípidos

42 MANGANESO -Presente en hueso, hipófisis, hígado, páncreas y tubo digestivo. -Forma parte de numerosos enzimas en particular en mitocondrias. -2,3 mg hombres y 1,8 mujeres. -Alimentos: hojas verdes de remolacha, arándanos, granos enteros, frutos secos, verduras, te, etc. Las deficiencias son raras en los seres humanos.

43 MOLIBDENO -Constituyente de xantina oxidasa y otras flavoproteínas y de sulfito oxidasa. -45 µg (CDR). -Fuentes alimentarias: legumbres, cereales, verduras de hoja verde oscuro, vísceras, etc. -Se absorbe por estómago e intestino delgado. -Transporte mediado por receptor (saturable) y difusión pasiva). - No se ha descrito toxicidad en ingestas normales.

44 COBALTO -Constituyente de la cobalamina (vitamina B12). -Unido a proteínas alimentarias animales. -Esencial para todas las células, en particular las de la médula ósea, nervioso y digestivo. -2,4 mg de Vitamina B12. -Fuentes alimentarias: hígado, riñones, ostras, almejas, carne, leche, etc. -Inadecuación en personas que no consumen productos animales (la deficiencia tarde en aparecer de 3 a 6 años; puede no aparecer). -La deficiencia puede asociarse a falta de factor intrínseco o síndrome de malabsorción. -A elevadas concentraciones (cobalto inorgánico) puede ser tóxico y provocar policitemia.

45 CROMO -Necesario para el metabolismo de la glucosa. -Forma parte del Factor de Tolerancia a la Glucosa (GTF, Glucose Tolerance Factor). Facilita la acción de la insulina. -El déficit puede provocar diabetes y enfermedad cardiovascular (ancianos). -35 µg en hombres y 25 en mujeres. -Fuentes alimentarias: almejas, levadura de cerveza, carnes, agua de bebida, etc. -Absorción parecida a la del hierro (asociado a transferrina). -La absorción aumenta con oxalato (vegetales). -No se ha descrito toxicidad relevante por cromo dietario. -Toxicidad por exceso de picolinato de cromo (atletas de fuerza). -Envenenamiento por cromo contaminante de aguas.