Minerales LUIS A. BRUMOVSKY INGENIERO QUÍMICO MAGÍSTER EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS LUCILA SÁNCHEZ BOADO BIOQUIMICO MAGÍSTER EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS 2012 Funciones de los minerales 1. Proporcionan medio iónico para las reacciones enzimáticas (Na, K, Cl -, Ca, etc.) 2. Participan en catálisis enzimáticas (cofactor o complejo de coordinación: Zn, Se, Cu, etc.) 3. Componentes de compuestos orgánicos (Fe, I). 4. Intervienen en procesos de transporte, reacciones redox, potencial de membrana, conducción nerviosa, funciones de organelas subcelulares, etc. 5. Estabilizantes de estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de la proteínas y ácidos nucleicos. 6. Ejercen el control de la expresión genética sobre la síntesis de proteínas relacionadas con su propio transporte, almacenamiento y función (Fe, Cu, Zn, Cu) 1
Un mineral se considera esencial cuando su deficiencia experimental produce el deterioro de alguna función biológica en una especie animal cualquiera. Clasificación Nutricional Macroelementos: Se encuentran en el organismo en el orden del g y/o su requerimiento es superior a los 100 mg. Na, K,Cl Ca, Mg, P* C*, H, O, S, N Microelementos, oligoelementos o elementos traza: Están presentes en el organismo en cantidades del orden de los mg y su requerimiento es inferior a los 100 mg o se desconoce. Existen recomendaciones de ingestas de los siguientes. Fe* Cr F Zn Mo I Cu Mn Se Ultrataza: Están presentes en el organismo en cantidades del orden de los mg o ng, sus funciones están siendo estudiadas. Ni, As, V, B, Sn, Li, Si, Co 2
Principales métodos para determinar elementos minerales Tritrimétricos Gravimétricos Espectrofotométricos colorímetro de llama de emisión de absorción atómica Espectrofotográficos Polarográficos Electrodos específicos Activación neutrónica Espectrometría de masa Métodos generales para evaluar el estado nutricional en relación a micronutrientes minerales Indirectos Determinan el elemento en estudio en alguna muestra corporal Dieta (encuestas) Plasma, suero Orina 24 horas Eritrocitos Pelo, uñas, otros tejidos Balance B = I - E = I - (U + F + S) Indirectos Pruebas funcionales que determinan alguna función específica Actividad enzimática Eliminación metabolito Otras pruebas 3
Evolución de la composición corporal del humano desde el nacimiento hasta la edad adulta Nacimiento Peso corporal: 3,5 kg Adulto Peso corporal: 70 kg Total (kg) % Total (kg) % Agua 2,46 70,4 42,7 61 Lípidos 0,56 16,0 11,9 17 Proteínas 0,42 12,0 12,6 18 Minerales 0,14 1,6 2,8 4 Composiciòn corporal al nacimiento y en el adulto p o rcen taje d el p eso to tal 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Nacimiento Adulto Agua Lípidos Proteìnas Minerales 4
Requerimientos nutricionales Pérdidas obligatorias Urinarias + fecales + otras crecimiento, embarazo, lactancia Variabilidad Biodisponibilidad Ingestas Recomendadas Sodio y Potasio En los alimentos naturales la relación K/Na > 3. En los alimentos procesados la relación es alterada por: Agregado de sal en la preparación culinaria Durante los procesos tecnológicos 5
Aditivos que contienen Sodio Glutamato de sodio Benzoato de sodio Nitrito de sodio Pirofosfato de sodio Antiácidos: bicarbonato y citrato Cantidad total en el organismo Na + 100 g K + : 250 g Relación K/Na 2,5 Fluidos Tejidos Na + : extracelular K + : intracelular Funciones Regulación de Presión osmótica Volemia Equilibrio ácido-base Presión arterial Conducción del Impulso nervioso Funciones Síntesis proteica Metabolismo de los hidratos de carbono, lípidos, etc. Fosforilación oxidativa Potencial de membrana ATP-asa Na/K dependiente(50%mb) Conducción del impulso nervioso Potencial de membrana http://www.mhhe.com/sem/spanish_animations/sp_sodium_potassium.swf 6
REQUERIMIENTOS de SODIO Y POTASIO Para el adulto sano según NRC 1989 Pérdidas obligatorias urinarias + fecales + sudor Na: 150 mg/día K: 500 mg/d Variabilidad Ingestas Recomendadas Na: 500 mg/d K: 2000 mg/d Requerimientos mínimos estimados (RDA) de Na, K, Cl para personas sanas 1 (NCR, 1989) Edad (años) Peso (kg) Na (mg) 2 Cl - (mg) 2 K (mg) 3 >18 70 500 750 2000 1 No se han incluido pérdidas prolongadas por sudor. 2 No hay evidencias que mayores ingestas son beneficiosas. 3 Las ingestas deseables de K pueden ser superiores. Las recomendaciones para deportistas deben realizarse de acuerdo al deporte realizado. Existen perdidas aumentadas en caso de diarrea. 7
Cloruro de sodio (sal común) PM = 58,44 % de sodio: 39,34 IR: 500 mg de sodio Equivalen a 1250 mg de sal Metas aconsejadas para el adulto: No superar los 2,4 g de Na Equivalente a 6 g/d de sal Para lactantes la IA es según la composición de la leche materna Consecuencias de la alteración de la relación K/Na Hipertensión arterial Cáncer gástrico Aumento de la calciuria Efectos adversos del consumo excesivo de Na Aumento de la eliminación de calcio Disminución de la DMO Cálculos renales Contenido de sodio y potasio en leche humana y de vaca potasio sodio de vaca entera Leche: humana 0 50 100 150 200 mg/100 g 8
Principales avances de este Documento Ingestas Adecuadas (IA) para agua total, que incluye agua de bebida y de las comidas, K, Na, y Cl - Límite superior de Ingesta para Na y Cl - Recomendaciones sobre la necesidad de avanzar en los conocimientos sobre requerimientos de agua y electrolitos. Efectos adversos de la excesiva ingesta de agua, Na, Cl -, K y sulfato. El Na y el Cl - son necesarios para mantener el volumen extracelular y la osmolalidad plasmática. El ser humano puede sobrevivir con ingestas de Na desde 0,2 g/d (450 mmol) (Indios Yanomano de Brasil) hasta mas de 10,3 g (450 mmol) en el Norte de Japón. Estos resultados reflejan la capacidad de adaptación a muy bajas ingestas reduciendo las pérdidas por orina y sudor. Un aspecto a tener en cuenta es el Impacto del consumo de sal sobre el consumo de Iodo. 9
Recomendaciones sobre ingesta de sodio para lactantes, según la Sociedad Argentina de Pediatría Edad (meses) 6-8 Na (mg) 320 K (mg) 700 9-11 350 700 12-23 500 800 Potasio La deficiencia de potasio se llama potasio sérico inferior a 3.5 mmol/l. hipokalemia con Efectos adversos por exeso: arritmias cardíacas, debilidad muscular. Moderada deficiencia sin hipokalemia: aumento de la presión sanguínea y de la sensibilidad a la sal. Riesgo de cálculos renales y aumento del recambio óseo con aumento de a calciuria y de la resorción ósea Baja ingesta: Aumento del riesgo cardiovascular e infarto. 10
afroamericanos blancos Efecto de la ingesta de potasio sobre la frecuencia de sensibilidad a la sal en adultos no hipertensos afroamericanos y blancos. Durante un período de 7 días de sobrecarga de sal la ingesta de potasio, como bicarbonato) fue de 1.2 g/d (30mmol), elevándola luego a 2.7 o 4.7 g/d (70 ó 120mmol) durante 7 días, continuando con la sobrecarga de sal. Ningún hombre blanco fue estudiado con 4.7 g/d (120 mmol) de potasio. Morris et al 1999 Sodio y potasio en carnes Merluza Jamón cocido Hígado de vaca de pollo, pechuga de cerdo, magra potasio de vaca semigrasa sodio Alimentos naturales: relación K/Na > 3 0 200 400 600 800 1000 1200 mg/100 g Sodio y potasio en cereales Alimentos consumidos: relación alterada por el agregado de sal en la preparación culinaria, ó en el procesado. Fideos Avena entera Arroz blanco Arroz integral H. de maiz Harina de trigo mg/100 g potasio sodio 0 100 200 300 400 11