Download Material de apoyo, clase minerales

Material de apoyo para el Curso de Nutrición Aplicada
MINERALES: CARACTERÍSTICAS PARTICULARES
Y RECOMENDACIONES DE INGESTA DIARIA
Dra. M. Cristina Cabrera
GD Nutrición
Laboratorio Calidad de Alimentos
Facultad de Agronomía
CALCIO
General: El calcio es el mineral más común en el cuerpo humano, donde se halla
presente casi en la misma cantidad relativa que en la corteza terrestre. Existen seis
isótopos estables del calcio: el Ca 40 es el más común (97%) y el Ca 46 es el menos
abundante (0.003%). La relación de los isótopos estables del calcio en todos los
materiales terrestres son virtualmente idénticos y fueron determinados durante la
nucleosíntesis hace 4.5 billones de años. Que los humanos tengan la misma
composición isotópica no es una sorpresa ya que el calcio dietario depende de la
composición isotópica del suelo. El calcio está presente en cantidades variables en todos
los alimentos y en el agua que bebemos, aunque la mayor fuente son los productos
lácteos y los vegetales.
Casi el 99 % del calcio total del cuerpo está en el esqueleto y dientes y 1 % en la sangre
y tejidos blandos. Calcio tiene cuatro funciones biológicas principales:
1) estructural y reserva en el esqueleto
2) electrofisiológica, lleva las cargas durante el potencia de acción a través de la
membrana
3) regulador intracelular
4) es cofactor para las enzimas extracelulares y proteínas reguladoras
Deficiencias: Los síntomas de deficiencia aguda casi siempre son evitados ya que hay
un almacenamiento importante en el esqueleto. Sin embargo, prolongadas resorción
ósea cuando la dieta es deficiente en forma crónica, da como resultado osteoporosis ya
sea por a) una inadecuada acumulación de masa ósea durante el crecimiento ó b) por un
aumento de la velocidad de pèrdida de masa ósea a la menopausia. Por otro lado, la
deficiencia de calcio dietario ha sido también asociada con un incrementado riesgo de
hipertensión.
Recomendaciones dietarias: Las dosis recomendadas por la “ NIH Conference on
Optimal Calcium Intakes” en 1994 son :
Edad ó condición
Niños
Niñós
Años
0-0.5
0.5-1.0
1-5
6-10
adultos 11-24
Adolescente
ó
jóvenes
Mujer
Mujer embarazo
Mujer postmenopáusica
Con estrógenos
Sin estrógenos
Hombre
Hombre
25-30
mg/día
400
600
800
800-1200
1200
1000
1200-1500
>50
25-65
>65
1000
1500
1000
1500
Fuentes alimentarias: Los productos lácteos son los más concentrados y bien
absorbidos aunque existen evidencias de interferencias con el procesamiento y otros
alimentos que acompañan la dieta. Los alimentos que pueden contribuir al calcio
dietario son el tofu (con agregado químico de calcio), habas secas, brócoli. Las formas
químicas como el oxalato (forma presente en la espinaca) tiene baja absorbabilidad
intestinal. Los fitatos son inhibidores de la absorción de calcio. Los alimentos
fortificados en calcio deben atender a la forma química y a la incorporación en una dieta
adecuada.
Toxicidad: Un exceso de ingesta de calcio no es frecuente, sin embargo una
suplementación excesiva puede conducir a desbalances minerales con magnesio, hierro
y zinc.
Aspectos relevantes: La suplementación de calcio biodisponible durante la
adolescencia incrementa el contenido de hueso mineral. Una excesiva ingesta de sodio
puede influenciar los requerimientos de calcio. Hay evidencias que ciertos individuos no
responden a la suplementación de calcio, más bien por un problema de codificación
para la Vit D.
Para saber más:
NIH Consenses Conference (1994). Optimal Calcium Intake. JAMA 272 (24): 19421948.
FÓSFORO
General: El fósforo (P) es un mineral esencial que se halla en todas las células dentro
del cuerpo. El cuerpo del adulto humano contiene cerca de 400-500 g. La mayor
cantidad del fósforo del cuerpo puede ser entrada primariamente en el hueso ((85%) y el
músculo. Los mayores bloques de construcción biológicos son moléculas covalentes,
polímeros, proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos conteniendo fósforo. El DNA y
RNA son igualmente polímeros basados en ésteres monómeros de fosfato. El ATP,
constituye el mayor elemento energético del organismo vivo. Las membranas celulares
están compuestas mayormente de fosfolípidos . A nivel del hueso, el constituyente
inorgánico es primordialmente una sal de fosfato de calcio denominada hidroxiapatita.
Una variedad de actividades enzimálticas son controladas por la alternanacia de la
fosforilación y desfosforilación de proteínas. El metabolismo de todos los sustratos
metabólicos mayores depende del funcionamiento del P como un cofactor para una
variedad de enzimas y como el principal reservorio para la energía metabólica.
Deficiencias: La absorción dietaria del P es cerca de un 60-70%, cualquier exceso de
absorción será excretado rápidamente en la orina. Si bien las carencias son raras en la
población occidental, si esto ocurriera, la absorción sería muy eficiente a nivel intestinal
y la conservación renal se daría más eficientemente también. Sin embargo, varias
situaciones como malaabsorción Gastrointestinal, diabetes, disfunción tubular renal,
abuso de los antiácidos, especialmente los que contienen Al y nacimiento prematuro,
pueden ser asociados con hipofosfatemia y pérdida de las reservas de P.
Recomendaciones dietarias. Según la RDA, las recomendaciones son iguales que para
calcio excepto para los niños.
Niños
Niños
Hombres/mujeres
Embarazo/lactancia
Edad (años)
0-0.5
0.5-1.0
1-10
11-24
+25
mg/día
300
500
800
1200
800
1200
Fuentes dietarias: El P está distribuido largamente en los alimentos, sin embargo es
necesario distinguir las formas fíticas presentes en los vegetales de aquellas orgánicas
presentes en los alimentos de origen animal.
Generalmente, las fuentes ricas en proteínas (leche, carne, huevos,legumbres y granos
oleaginosos) son también ricas en P. La contribución de los alimentos a la ingesta de P
es la siguiente: 60% de la leche, carne,pollo,pescado y huevos, 20% de los cereales y
legumbres ,10% de frutas y jugos de frutas, 4% de bebidas alcohólicas, y 3% de bebidas
no alcohólicas y otras. Se estima que la ingesta diaria de P es cercana a 1500 mg para
los hombres y 1000 mg para las mujeres.
Toxicidad: Está en relación a la proporción con el calcio, si la dieta contiene >2:1 P a
Ca, esto puede causar hipocalcemia e hiperparatiroidismo secundario con excesiva
resorción ósea en animales. Las dietas actuales pueden exceder la relación
recomendada, sin embargo, esta situación puede no causar toxicidad si la cantidad de Ca
en la dieta es óptima. El P de la sangre puede elevarse igualmente en personas que
sufren disfuncionamiento renal ya que no pueden excretar el exceso de P por la orina.
MAGNESIO
General: El Mg es el cuarto más abundante cation en el cuerpo, 60% en el hueso y 40%
distribuido igualmente entre el músculo y el tejido blando. Un 1% del Mg es
extracelular. El Mg juega un rol clave en al menos 300 reacciones enzimáticas
fundamentales, incluyendo el transfer de grupos fosfatos, acetilación de la CoA al inicio
de la oxidación de los ácidos grasos, así como en la hidrolisis de fosfatos y pirofosfatos.
El Mg es esencial por su función en la activación de aminoácidos, la agregación de
ribosomas, la unión de RNA a los ribosomas y la síntesis y degradación de DNA. Es
esencial para la formación de cATP y otros segundos mensajeros y tiene un rol clave en
la neurotransmisión y funciones inmunes. El Mg actúa como un antagonista del Ca e
interactúa con el K y el Bo.
Deficiencias: La homeostasia del Mg se mantiene y es un mecanismo muy eficiente aún
en presencia de dosis bajas de Mg dietario. Las deficiencias pueden aparecer en el
síndrome de mala absorción GI, alcoholismo, deficiencia renal, y uso de determinados
medicamentos. Los síntomas de deficiencia están asociados generalmente a una mala
regulación de la neurotransmisión, pudiendo resultar en hipertensión, arritmia,
manifestaciones neuromusculares y cambios de personalidad.
Recomendaciones dietarias: Según la RDA son:
Niños
Niños
Mujeres
Embarazada
Lactancia
Hombres
Edad (años)
0-0.5
0.5-1.0
1-3
4-6
7-10
11-14
15-18
19-24
25-50
50+
1eros 6 meses
2dos 6 meses
11-14
15-18
19-24
25-50
50+
mg/día
40
60
80
120
170
280
300
280
280
280
320
355
340
270
400
350
350
350
Fuentes dietarias: Legumbres, granos de cereal entero, nueces, vegetales verdes
oscuros, cocoa. Las aguas duras y minerales, son además fuentes importantes de Mg. La
ingesta aproximada es de 230-325 mg para hombres y mujeres.
SODIO
General:El sodio (Na) es el catión predominante en el fluido extracelular y su
concentración está bajo un cerrado control homeostático. El exceso de Na dietario es
excretado en la orina. Este mineral es muy eficientemente reabsorbido por el riñon
cuando la ingesta es baja ó las pérdidas son excesivas. El Na actúa con el K, el catión
lider del fluido intracelular, para mantener así la distribución del agua del cuerpo y la
presión sanguínea. El Na igualmente es importante para mantener el balance ácido-base
y la transmisión e impulsos nerviosos.
Deficiencias dietarias: Importantes pérdidas de sodio pueden darse en diarreas,
excesiva transpiración ó dificultad del riñón a la reabsorción del mismo y provoca
disminución del volumen celular y caída de la presión sanguínea lo que podría resultar
en un estado de shock.
Recomendaciones dietarias: Se recomienda como mínimo 120 mg/día para niños y 500
mg/día para adultos y niños >10 años. (National Academy of Sciences).
Recomendaciones respecto al máximo de Na en la dieta de individuos sanos, de 2400 a
3000mg/día ó 6 a 7.5 gramos de sal de mesa/día. La ingesta de Na en los países donde
hay facilidad de obtener sal es 3280mg Na ó 8.2 gramos de sal/día. En estos valores no
está incluída la sal que se utiliza en las preparaciones diarias de alimento y la que se
agrega durante las comidas, pudiendo llegar a 2.7 g/día más.
Fuentes alimentarias: El Na agregado durante el procesamiento cuenta por el 75% del
total. El remanente proviene del uso discrecional (15%) y del que contienen los
alimentos (10%).Altas cantidades de Na se hallan en la sal de mesa y en la salsa de soja,
pickles, olivas . Alimentos tipo cubitos de sopa, salsa en botella, quesos procesados,
sopas instantáneas, alimentos rápidos, en lata y conservas de carne contienen elevadas
cantidades de sodio.
Toxicidad: La aguda toxicidad provoca edemas e hipertensión, y puede provocar la
muerte en niños bebés ya que tienen limitada capacidad de excretar el exceso por el
riñon inmaduro. Sin embargo, en adultos el Na es no tóxico ya que se excreta
rápidamente por el riñón. La alta ingesta de sal ha sido correlacionada con la
hipertensión. Los tratamientos de disminuir la ingesta de sal y su efecto sobre la presión
sistólica y diastólica sólo tienen efecto en el 20% de los individuos. Podría estar
asociado a aquellos que presentan dificultad de excretar el exceso de sodio por el riñon.
Hoy se plantea un debate sobre si es apropiado ó no restringir la ingesta de sal dietaria.
También se ha reportado que ingestas bajas de sodio están asociadas a elevados niveles
de lípidos en la sangre.
POTASIO
General: El potasio (K) en la forma K+ es el más esencial catión de la célula. Su alta
concentración intracelular está regulada por la bomba Na-K de la membrana celular. La
mayoría del K total del cuerpo se halla en el músculo. La medida del TBK ha sido usada
como una medida de la masa magra del cuerpo, de la masa muscular ó mas
precisamente de la masa celular. A causa de su asociación con la porción del cuerpo
consumidora de oxígeno y metabolizadora, es que cuando hay falta de K baja el K total
del cuerpo (TBK) y esto se interpreta como una pérdida de masa muscular debido a que
aparecen condiciones catabólicas.
Deficiencias: La hipokalemia puede ser el resultado de excesiva pérdida de K en la
orina, a causa de agentes diuréticos, para tratar la hipertensión ó productos adelgazantes
que aumentan la diuresis. La hipokalemia puede provocar problemas cardíacos.
También la anorexia puede provocar deficiencia grave de K.
Recomendaciones dietarias: Minimos requerimientos estimados para K en
adolescentes y adultos son de 2000 mg ó 50 mEq/día. La ingesta usual del adulto es de
100 mEq/día. Una suplementación casi natural puede ser en base a jugos de naranjas,
bananas y vegetales los cuales contienen altas cantidades de K. La ingesta de K ayuda a
mantener el K del plasma constante, pero este valor no es un indice del TBK .
Fuentes dietarias: La mayoría de los alimentos contienen potasio, las frutas, vegetales
y jugos, carnes y cereales. No se manejan datos de algún alimento ó suplemento que
pueda aumentar el TBK directamente compensado una deficiencia dietaria.
Toxicidad: Normalmente el K fuera de la célula tiene un rol activo en la propagación
de las señales eléctricas entre las neuronas, músculo esquelético y regulación de la
presión sanquínea. La excreción urinaria protege contra la acumulación de K en la
célula. Si sucediera hiperkalemia, ésta sería letal ya que causa paro cardíaco.
Novedoso: La importancia del índice TBK (K total del cuerpo) está asociada a la masa
celular. La pérdida de TBK comparada a la pérdida de proteína en enfermos de SIDA
puede ser usada como predictor del tiempo de vida del enfermo. El TBK también
disminuye con la edad asociado a la sarcopenia (pérdida de masa de músculo
esquelético y de la función del mismo).
CLORO
General: El Cl es un anión que se consume generalmente como sal de mesa (ClNa).
Hay una alta correlación entre el contenido de Na y de Cl de la dieta. Una adecuada
ingesta de ClNa se requiere para mantener el volumen del fluido extracelular. El Cl se
absorbe por un mecanismo pasivo y activo. La excreción en la orina refleja ingesta de
Cl, siendo bajo ó nulo el valor encontrado en la orina cuando hay un estado de
deficiencia.
No se había incluido el Cl en las tablas de composición de alimentos y aun menos en la
leche de vaca para niños ó leche de soja, hasta que hace 15 años, surgieron
hipocloremias iatrogénicas, inducidas a partir de formulaciones para niños con
concentraciones deficientes de Cl.
Deficiencias: Las leches con contenidos inferiores a 5mEqCl/L resultó en que 141
niños de menos de 1 año de vida desarrollaran deficiencias para andar, debilidad,
anorexia, etc. Esta deficiencia condujo a la contracción del volumen del fluido
extracelular y alcalosis metabólica con deficiencia de K por aumento de la excreción
urinaria del mismo.
Recomendaciones dietarias: Dietas con alto Na y bajo Cl deben ser evitadas. Sin
embargo, la ingesta de NaCl debe ser <a 6 g/día. Esta recomendación pretende
disminuir el riesgo por una alta ingesta de Na y cubre el requerimiento mínimo de
NaCl que es de 2 g/día. Cuando consideramos el Cl solo, el requerimiento mínimo
estimado diario es de:
Niños:
0-0.5 años- 180 mg
0.5-1 año-300mg
1 año-350 mg
2-5 años-500mg
6-9 años-600 mg
Adultos y adolescentes-750 mg
Fuentes dietarias: A excepción del glutamato monosódico y el bicarbonato de sodio,
los demás alimentos contienen cantidades de ambos compuestos Cl y Na. La leche
humana contiene 42 mg/L y para las leches maternizadas se requiere que contenga al
menos 55-65 mg/100 kcal. Leche de vaca contiene 900-1000mg/L.
HIERRO
General: El hierro (Fe) un nutriente esencial que transporta oxígeno, forma parte de
proteínas transportadoras de oxígeno, en las células rojas y mioglobina del músculo. Es
un componente necesario de las enzimas. El Fe del cuerpo es concentrado en las formas
de almacenamiento, ferritina y hemosiderina, en la medula ósea, hígado y bazo.Las
reservas de Fe en el cuerpo pueden ser estimadas a partir de la cantidad de proteína
ferritina en el suero.
Deficiencias: Una severa deficiencia de Fe resulta en baja concentración de Hb en las
células rojas. La anemia por deficiencia de Fe en mujeres embarazadas incrementa el
riesgo de nacimiento prematuro y bajo peso. En jóvenes la deficiencia esta asociada con
anormalidades del comportamiento (reducida atención escolar), y reducida performance
intelectual la cual puede no ser totalmente revertida con la suplementación.En adultos
la falta de Fe disminuye la actividad física. Tales deficiencias son más comunes en
pequeños de 1-2 años (9.3%),varones de 11-14 años(4.1%) y mujeres de 15-44 (6.37.2%). Estos desequilibrios pueden reflejar rápido crecimiento ó pérdida menstrual no
es común en otros grupos etarios.
Recomendaciones dietarias: Según RDA 1989 es:
0-6 meses- 6 mg
6 mese a 10 años-10mg
varones 11 a 18 años-12mg
mujeres 11 a 50 años-15 mg
embarazadas-30mg (requiere suplementación)
hombres 18 y +-10mg
mujer 50 y +-10mg
En 1989-91 la USDA controla e indica que la dieta promedio cubre las necesidades de
Fe para todos los grupos excepto para 1-2 años (91%RDA) y mujeres de 12-49 (7580% RDA). Sin embargo, para la mayoría la suplementación de Fe no es necesaria ya
que el exceso es tóxico.
Fuentes dietarias: Los productos a base de grano son la principal fuente de Fe ,
seguido por la carne, pollo y pescado, vegetales,legumbres,nueces,y soja. La carne roja
contiene Fe de fácil absorción. El 40 % del Fe de la carne es Fe heme, y tiene una
absorción de 15-45% dependiendo de las reservas . La eficiencia de absorción sería
mayor en los individuos con baja reserva del mismo. El Fe no heme, la mayoría del Fe
de los alimentos, se absorbe a un 1-15%. La absorción depende de las reservas, y de la
presencia de estimuladores de la absorción, tales como: ácido ascórbico, un factor no
identificado en las carnes rojas, pollo y pescado ó de inhibidores. En este último
encontramos al ácido fítico, en granos enteros y legumbres, polifenoles en el té, café,
vino, calcio en lácteos ó suplementos. Las formulaciones más utilizadas son los granos
de cereales refinados y fortificados en Fe, los cuales pueden aumentar la ingesta de Fe
en el grupo etario de 1-2 años.
Toxicidad: Puede suceder con los suplementos de Fe con otros destinos que provoquen
la muerte por envenenamiento pediátrico (sucedido en US).
SELENIO
General: El selenio Se, es un elemento traza esencial, que funciona como un
componente de enzimas involucradas en la protección antioxidante y en el metabolismo
de la hormona tiroidea. Se halla localizado en el centro de las enzimas
glutationperoxidasa ó iodotironina 5 deiodinasa como selenoamino acido ó
Selenocisteína ó seno metionina. Ambas formas se hallan en los alimentos.
Deficiencias: La falta de Se reduce la actividad de las peroxidasas selenio dependientes
y deiodinasas. Los síntomas dependen además del estatus de Vit E y aparecen cuando
ambos son limitantes y varían según las especies. Por ejemplo, animales deficientes en
Se y Vit E, muestran miopatías del músculo esquelético, blando ó cardíaco,
incrementada permeabilidad capilar, o degeneración pancreática. Signos característicos
de deficiencia de Se no han sido descritos en humanos, pero bajo estatus de Se es un
factor en la etiología de la cardiomiopatía juvenil (Enfermedad de Keshan) y
condrodistrofia observada en regiones de China deficientes en Se.
Recomendaciones dietarias: Según RDA:
0-0.5- 10 ug
0.5-1.0-15 ug
1-6 años- 20ug
7-10 años- 30 ug
hombres 11-14 años, 40 ug
mujeres 11-14 años- 45 ug
ambos 15-18 años- 50 ug
adultos-70 ug
adultos mujeres- 55 ug
embarazadas- 65 ug
lactancia-75 ug
Fuentes dietarias: La más importante la constituyen las carnes, pescado y granos.
Castañas de caju contienen altos niveles. Alimentos de baja proteína, frutas y vegetales,
no contienen mucho Se. La absorción del Se de los alimentos es del 60-80% , siendo la
forma química el factor que más afecta dicha absorción intestinal.
Toxicidad: La toxicidad es caracterizada por lesiones dermatológicas, pelos y uñas.
Casos específicos han sido reportados en industrias como en China afectando la forma
del pelo, uñas y piel. Algunos animales en las reservas han recibido agua contaminadas
de Se ó dietas conteniendo plantas acuáticas de esas aguas y se han producido
deformidades en el nacimiento de las aves.
ZINC
General: El zinc ,Zn, es un mineral traza esencial. El cuerpo humano tiene entre 1.5-2.5
g Zn, siendo casi tan abundante como el Fe. Se concentra en áreas especializadas del
cerebro, páncreas y glándula adrenal, está presente en las células particularmente en el
núcleo. El Zn tiene roles estructurales, catalíticos y enzimáticos. Acerca de 1% del
genoma humano codifica para las proteínas a dedos de Zn, donde el Zinc provee un rol
estructural para las funciones regulatorias. Otras 60 enzimas requieren Zn para su
actividad, incluyendo la RNA polimerasa. El Zn es activamente tomado por las
vesículas sinápticas, teniendo un rol en la actividad neuronal y memoria.
Deficiencias: A signo temprano de deficiencia en animales es la ingesta baja de
alimento. Una reducción en el crecimiento ocurre sin aparente reducción en el Zn
tisular. Crónica deficiencia de Zn en humanos resulta en crecimiento y desarrollo
sexual reducido los cuales son reversibles aumentando la ingesta de Zn.
Recomendaciones dietarias: Según RDA:
Niños-5 mg/día
Niños <10 años-10mg/día
Hombres>10 años- 15 mg/día
Mujeres >10 años –12 mg/día
Embarazadas-15 mg/día
Lactancia-0-6 meses-19 mg/día
7-12 meses- 16mg/día
Fuentes alimentarias: Zn es altamente abundante en carnes rojas y blancas y
crustáceos. Alimentos vegetales excepto la porción del germen de los granos, son bajos
en Zn. Acido fítico en plantas como el poroto de soja se une al Zn formando un
complejo insoluble que disminuye la biodisponibilidad . Las fibras, polifenoles y alta
ingesta de calcio son inhibidores de la absorción del Zn. El Zn de la leche humana es
más absorbible que aquel de leches maternizadas ó leche de vaca.
Toxicidad: Aguda toxicidad es caracterizada por problemas gástricos y náuseas.
Toxicidad crónica incluye disminuida actividad de la ceruloplasmina del suero e
hipocupremia, alto colesterol.