Tramite il meccanismo di omeostasi l'organismo umano riesce a mantenere costante la concentrazione di acqua e minerali nei tessuti.L'aumento del sodio è sempre accompagnato da aumento di acqua extracellulare.Il contenuto di potassio è invece proporzionale alla massa alipidica.Il calcio e regolato sia a livello di assorbimento che di escrezione; per quanto riguarda il ferro si ha soprattutto una regolazione a livello di assorbimento. Per lo zinco non si hanno dei depositi e in caso di scarsa assunzione si ha rapidamente manifestazione della carenza. Lo iodio è un elemento essenziale e la sua carenza causa gravi disturbi.Gli studi dedicati agli elementi ultratraccia hanno bisogno di ulteriori approfondimenti.

1. Minerali macro oligoelementi
e minerali traccia:
biodisponibilità e malnutrizione
Roma, 1 ottobre 2010
Dr.ssa Antonella Gigantesco, Biologa Nutrizionista, Livorno 1

2. Omeostasi
Equilibrio che si mantiene nell’organismo
sano, nonostante le variazioni di apporto di
acqua e sali minerali
• Senso della sete
• Funzione renale
• Funzione respiratoria
2

3. Omeostasi
Si può alterare:
• In seguito all’uso di farmaci
• In particolari situazioni patologiche
E’ IMPORTANTE MONITORARE IL
BILANCIO DEL SODIO E DEL
POTASSIO
3

4. Bilancio Idrico
• Con il respiro si perde acqua pura senza Sali
• Il sudore contiene 50 mmoli/ l di Na+ e 5
mmoli/l di K+.
• Il rene produce urine più o meno concentrate
• L’ipofisi può secernere l’ormone antidiuretico
• L’organismo stesso produce acqua attraverso
le reazioni di ossidoriduzione
4

5. L’ACQUA SI SUDDIVIDE IN
COMPARTIMENTO INTRACELLULARE ED
EXTRACELLULARE
Compartimento Compartimento
intracellulare extracellulare
Liquido Plasma
interstiziale sanguigno
5

6. CONCENTRAZIONI DEGLI ELETTROLITI
NEI FLUIDI INTRA ED EXTRACELLULARI
ELETTROLITI PLASMA FLUIDO FIBRA
(mEq/l) INTERSTIZIALE MUSCOLARE
Na+ 140 145,3 13
K+ 4,5 4,7 140
CA2+ 5,0 2,8 1*10-7
Mg 2+ 1,7 1,0 7
Cl- 104 114,7 3
HCO3- 24 26,5 10
SO42- 1 1,2 -

7. DISIDRATAZIONE
IPOTONICA ISOTONICA IPERTONICA
Si perdono più Si perdono sali Si perdono
sali che acqua ed acqua in meno sali che
proporzioni acqua
uguali

8. Alimenti con maggior contenuto di Na
Salsa di soia 5720
Dado da brodo 5600
Prosciutto crudo di Parma 2578
Caviale 2200
Salmone affumicato 1880
Salame di Brianza 1827
Pecorino 1800
Pancetta 1686
Bresaola 1597
Speck 1557
Ketchup 1120
Patatine in busta 1070
Formaggino 1000
Focaccia salata 789
Parmigiano 600
8

9. IL Sodio elemento essenziale
Le sue funzioni biologiche sono:
 contribuire all’osmolalità del plasma e a quella del
liquido interstiziale;
 formare gradienti elettrochimici a livello di
membrana;
 far parte di un sistema omeostatico che interessa
tutto l’organismo.
POICHÉ È UN SOLUTO TIPICAMENTE
EXTRACELLULARE UN SUO AUMENTO IMPLICA
UN AUMENTO DELL’ACQUA EXTRACELLULARE 9

10. PRINCIPALI CAUSE DELL’IPERNATREMIA
(per ritenzione sodica o per perdita di acqua)
CON AUMENTO DEL SODIO CORPOREO TOTALE
 somministrazione di bicarbonato per il trattamento dell’acidosi lattica
 incidente durante la dialisi
SENZA AUMENTO DEL SODIO CORPOREO TOTALE
 diabete insipido senza somministrazione di acqua
 pazienti in coma male accuditi
CON DIMINUZIONE DEL CONTENUTO DI SODIO TOTALE
 diuresi osmotica
 sudorazione profusa
 diarrea osmotica
 vomito 10

11. Diminuzione del sodio
diminuzione dei volumi extracellulari
(e del plasma sanguigno)
perdite di sodio ai valori limite
il cuore non riesce a mantenere la circolazione
collasso ipovolemico

12. PRINCIPALI CAUSE DELL’IPONATREMIA
(NA <130mEq/l)
RIDUZIONE DEL VOLUME DEI FLUIDI EXTRACELLULARI DOVUTA A
 perdite renali
 perdite non renali
VOLUME DEI FLUIDI EXTRACELLULARI NON RIDOTTI
 deficienze ormonali (ipotiroidismo)
 eccesso di ormoni (antidiuretico,ossitocina)
VOLUME DEI FLUIDI EXTRACELLULARI AUMENTATI
 sindrome nefrosica
 scompenso cardiaco congestizio
 intossicazione di acqua
12

13. IPERNATRIEMIA IPONATRIEMIA
SETE INTENSA ASSENZA DI
DISTURBI
SPECIFICI
13

14. LARN (SINU;1996)
Livelli di assunzione compresi tra i 25-150
meq/die di sodio, quindi massimo 3,5 g/die
• Livelli così bassi di assunzione richiedono un
cambiamento radicale delle abitudini alimentari.
• L’uso del pane sciapo potrebbe essere un buon
sistema per diminuire l’apporto sodico.
• Una diminuzione drastica dell’assunzione di sale
comporterebbe un rischio di una bassa assunzione
di Iodio: il gozzo endemico da carenza iodica è
prevenuto con l’aggiunta di KI nel sale da cucina.
14

15. Alimenti con maggior contenuto di K
ketchup 5901
Tè 21.60
Caffè tostato 2020
Farina di soia 1660
Fagioli borlotti 1478
Albicocche secche 1260
Piselli secchi 990
Lenticchie secche 980
Pistacchi 972
Uva secca 864
Prugne secche 824

16. IPOPOTASSIEMIA
(K <4mEq/l)
Poiché il potassio è contenuto in molti cibi è difficile osservare
sindromi da carenza di questo elemento, a meno che non
sussistano delle patologie:
• nella malnutrizione calorico proteica (la perdita di massa magra nel
brusco dimagramento porta anche a gravi perdite di potassio.
•nella diarrea
•con le urine come conseguenza dell’uso di alcuni diuretici
Un’elevata assunzione di sodio aumenta
le perdite di potassio
(il rene conserva il potassio meno efficacemente del sodio)
16

17. IPOPOTASSIEMIA
(K <4mEq/l)
Il potassio è indispensabile per l’eccitabilità
neuro muscolare
Conseguenze
• debolezza della muscolatura volontaria con effetti
anche sui muscoli respiratori
• apatia
• confusione mentale
• anormalità dell’elettrocardiogramma con
aritmie sino all’arresto cardiaco.
17

18. IPERPOTASSIEMIA
I valori raccomandati di assunzione del potassio sono
di 3,2-5,9 g/die.
Principali cause
• L’eccesso di assunzione di integratori salini a base di
potassio spesso usati e abusati dagli sportivi. Anche in
questo caso è molto difficile raggiungere delle soglie di
tossicità.
• I pazienti con insufficienza renale cronica sono a rischio
di intossicazione da potassio (sono consigliate diete a basso
tenore di potassio).
18

19. CLORO
• E’ Molto difficile che si creino
carenze di questo elemento in persone
sane.
• La fonte alimentare del cloro è data
dal sale da cucina e i livelli di
assunzione raccomandati sono gli
stessi del sodio
19

20. Parmigiano 1159
Emmenthal 1145
Barretta di cocco e cioccolato 1101
Fontina 870
Salvia 600
Scamorza 512
Pepe nero 430
Rosmarino 370
Rucola 309
Caviale 276
Cioccolato al latte 262
Soia 257
Basilico 250
Mandorle 240
Prezzemolo 220
Menta 210
Ostrica 186 20

21. Acque minerali
contenuto di calcio
Le acque a medio e ad alto residuo
possono contenere da 150 a 440
mg/l
21

22. Calcio
Metallo alcalino terroso che forma ioni bivalenti
Funzioni biologiche
 Il ruolo strutturale nelle ossa e nei denti
 Partecipa a numerosi processi biologici
 E’ un attivatore ed inibitore di numerosi enzimi
E’ presente nel fluido extracellulare e all’interno
delle cellule, soprattutto sequestrato negli
organuli
22

23. Proteine capaci di legare il calcio o attivate
dal calcio
PROTEINA FUNZIONE
calmomodulina Modulatore/ regolatore di proteine chinasi
Troponina C Attivatore della contrazione muscolare
Calneurina B fosfatasi
Calsequestrina Deposito di calcio
Parvalbumina Deposito di calcio
Calbindina Deposito di calcio
Fosfolipasi A2 Idrolisi dei fosfolipidi

24. Varie forme di Calcio plasmatico in %

25. Calcio
Effetto di alcuni costituenti alimentari sul suo
assorbimento
EFFETTO COSTITUENTE
Aumenta: lattosio(lattanti)
Diminuisce: fibra fitato ossalato
Senza effetti: fosforo proteine grassi
(eccetto che nella steatorrea)
25

26. Calcio: disponibilità
E’ legata a 2 fattori:
• quantità di calcio apportato con gli alimenti
• stato fisiologico dell’individuo ( un aumento
dell’assorbimento si ha nella gravidanza,
nell’allattamento e nella crescita).
La supplementazione di calcio può influenzare
l’assorbimento del ferro e quindi gli integratori
andrebbero assunti lontano dai pasti. 26

27. Calcio
• Il calcio plasmatico viene mantenuto ad un valore
di 8,5-10,5 mg/dl (unità SI: 2,1-2,6 mmol/l)
• Se l’assorbimento di calcio è inferiore a 150
mg/die il rene non può compensare e si ha un
bilancio calcico negativo
• La perdita obbligatoria di calcio è in funzione
dell’apporto di proteine e di sodio
27

28. Calcio:
controllo dei livelli plasmatici
VALORI ABNORMI DI CALCEMIA SONO
INDICATIVI DI UNO SQUILIBRIO
ORMONALE , DI MALATTIE DELL’OSSO O
DI DEFICIT DI VIT D PIUTTOSTO CHE
DI CARENZA ALIMENTARE
28

29. Calcio:
LIVELLI DI ASSUNZIONE ADEGUATI
LATTANTI 210mg
BAMBINI 500-800mg
ADOLESCENTI 1300 mg
ADULTI 1000-1200mg
GRAVIDANZA E ALLATTAMENTO 1000-1300 mg
29

30. Calcio
Variazione dei bisogni durante la vita
•Il momento della vita in cui i bisogni di
calcio aumentano è l’adolescenza
• Un altro momento particolare è la
gravidanza. (Nell’ultimo trimestre di gravidanza il
neonato sottrae alla madre 250 mg di calcio al giorno)
30

31. Calcio
Variazione dei bisogni durante la vita
• Nell’allattamento il bisogno è ancora
aumentato (la produzione di 750 ml di latte per sei mesi
richiede una quantità di calcio doppia di quella della gravidanza)
• Nella vecchiaia l’osteoporosi è determinata
sia da una diminuzione dell’assorbimento
che da una maggiore escrezione urinaria
31

32. Alimenti con maggior contenuto di Mg
Crusca di grano 611
Semi di zucca 592
Cacao amaro 499
Farina di soia 429
Caviale 300
Mandorle 268
Zafferano 264
Peperoncino 170
Nocciole 163
Noci 158
Riso e pasta integrali 106 32

33. MAGNESIO
VARIAZIONI DELLLA CONCENTRAZIONE
DEL MAGNESIO POSSONO INFLUENZARE
NUMEROSE ATTIVITA’ ENZIMATICHE
Una carenza alimentare è rara nell’individuo sano
Si possono avere malassorbimenti in:
 Malattie intestinali
 Resezioni chirurgiche
 Steatorrea
33

34. IPOMAGNESEMIA
• E’ associata a ipocalcemia e ipopotassiemia
• Produce tendenza alla tetania
Si può avere in caso di:
 Acidosi
 Assunzione di farmaci che producono perdita
di magnesio
I valori raccomandati di assunzione del
magnesio sono di 350 mg/die.
34

35. Fosforo
è presente in
tutti i cibi
35

36. Fosforo
• La vit D influenza positivamente
l’assorbimento di fosfato
• Gli antiacidi a base di Mg e Al
influenzano negativamente l’assorbimento
di fosfato
UNA DEFICIENZA PRIMITIVA DI
FOSFATO E’ UN FENOMENO
PRATICAMENTE SCONOSCIUTO
36

37. Alimenti contenenti Fe
Alloro 43
Curcuma 41,4
Origano 36,8
Cereali da colazione* 34,4
Curry 29,9
Cioccolato fondente 17,4
Vongole 14
Fegato bovino 6,4
Carne bovina 2,1
Maiale magro 0,5
Latte umano 0,03
37

38. FERRO
Nonostante l’abbondanza
dell’elemento sulla crosta
terrestre, non è facile
assumere ferro ed è ancora
più difficile cederlo una
volta assunto
38

39. FERRO
Assorbimento
• Il succo gastrico contiene un fattore che lo
favorisce (in soggetti con resezione gastrica o acloridria si ha
diminuito assorbimento di ferro )
• L’assorbimento avviene nel tenue e
soprattutto nel duodeno
Una persona sana Una persona
assorbe il 5-10% del carente di ferro ne
ferro alimentare assorbe il 10-20%
39

40. Fe assorbimento
AUMENTA IN CASO DI
ANEMIA E GRAVIDANZA
DIMINUISCE IN CASO DI
SOVRACCARICO
Intossicazioni per somministrazioni orali sono rare,
mentre si possono avere per somministrazioni parenterali
40

41. Fe fattori che possono diminuire
l’assorbimento
• Accelerato transito intestinale
• Achilia gastrica
• Sindromi da malassorbimento
• Fosfati, fitati, preparazioni antiacido
• Caffè e tè (per il contenuto in tannino)
• Competizione con i Sali di zinco

42. Fe
Cause di carenza
• Dieta inadeguata (poche proteine di origine
animale)
• Cattivo assorbimento (diarrea cronica)
• Perdita di sangue
• Gravidanze ripetute
SOGGETTI A RISCHIO
• Donne che hanno avuto molte gravidanze
• Bambini prematuri o allattati a lungo 42

43. Sintomatologia della carenza marziale
• Ridotta tolleranza al lavoro
• Nei bambini ritardi della crescita e
scarsi risultati scolastici
• Debolezza, fatica, pallore
• Dispnea, palpitazioni, sensazione di
stanchezza
• Sensazioni di freddo e parestesie alle
mani ed ai piedi
43

44. Fe
SOVRACCARICO
• Emosiderosi
• Emocromatosi ereditaria (triade cirrosi,
diabete, iperpigmentazione cutanea)
• Assunzione eccessiva e prolungata
• Alcolismo cronico
• Emocromatosi trasfusionale
44

45. RAME
Solo nel XX secolo è stata scoperta la
capacità del rame di guarire certe
anemie che non rispondevano alla
somministrazione del solo ferro
45

46. Alimenti con maggior contenuto di Cu
Fegato di vitello 11,9
Ostriche 7,6
Funghi 5,2
Cacao amaro 3,8
Farina di soia 2,9
Anacardi 2,2
Nocciole 1,7
Aragosta 1,7
Grano tenero 0,4
Riso integrale 0,3
Gamberi 0,2 46

47. Cu Metabolismo
• L’assorbimento del rame è influenzato
negativamente dalla contemporanea
assunzione di zinco
• Le dosi di assunzione raccomandate sono
di 0,9 mg/die con variazioni relativamente
all’età gravidanza e allattamento
47

48. Cu Disordini Metabolici
• L’ipocupremia da malassorbimento,
sindrome nefrosica, malattia di Menkes
• L’ipercupremia è frequente nelle
patologie epatiche, ematologiche e
neoplastiche
48

49. Alimenti con maggior contenuto di Zn
Ostriche 90,8
Cereali* 15,8
Germe di grano 12,3
Fegato di vitello 12,0
Lievito di birra fresco 10
Cioccolato fondente 9,6
Funghi secchi 7,6
Pinoli 6,4
49

50. ZINCO
IL CONSUMO DI ZINCO È A
MALAPENA AL DI SOPRA DEI
VALORI RACCOMANDATI IN
MOLTE POPOLAZIONI
50

51. ZINCO: REGOLAZIONE
NON ESISTE UN DEPOSITO SPECIFICO
DI ZINCO E PER QUESTO UNA
CARENZA ALIMENTARE E’ SEGUITA IN
MANIERA RELATIVAMENTE RAPIDA DA
SEGNI DI DEFICIENZA

52. Zn carenza
• Ritardo della crescita
• Ritardo della maturazione sessuale e impotenza
• Ipogonadismo e ipospermia
• Alopecia
• Lesioni cutanee e ritardo della guarigione delle
ferite
• Diminuzione dell’appetito
• Deficienze del sistema immunitario
• Cecità notturna

53. Zn
assunzione raccomandata
• 11 mg/die per il maschio e 8 per la femmina
(da aumentare in caso di gravidanza e allattamento)
• Negli alcolisti è facile trovare valori ridotti di
zinco plasmatico, a causa della compromissione
epatica
LA CARENZA PRODUCE EFFETTI TERATOGENI
NELL’EMBRIONE E NEL FETO

54. Alimenti con maggior contenuto di Cr
• Lievito di birra
• Fegato
• Carne di manzo
• Pane integrale
• Barbabietole

55. CROMO
MANIFESTA LA
SUA ATTIVITÀ
BIOLOGICA
POTENZIANDO
L’AZIONE
DELL’INSULINA
55

56. CROMO:
elemento necessario in quantità molto piccole
Solo recentemente ( meno di 50 anni
fa) si è compreso il ruolo del cromo
nel controllo di certe iperglicemie
insulino-resistenti.
La sua forma attiva è Cr3+ , mentre il
Cr6+ è fortemente ossidante, irritante
e cancerogeno.

57. Alimenti con maggior contenuto di
Selenio
• Alimenti di origine marina
• Carni
• Fegato
• Cereali*
*molto variabile in relazione alla concentrazione di
selenio nei terreni

58. SELENIO
attività biologica
L’azione più nota è quella di
antiossidante.
IL SELENIO PROTEGGE DALLA
TOSSICITÀ DI CONTAMINANTI
AMBIENTALI QUALI IL MERCURIO,
IL CADMIO E L’ARGENTO

59. SELENIO:
carenze ed eccessi
• La deficienza combinata di selenio e
vit E causa la malattia di Keshan
(cardiomiopatia che colpisce donne e bambini)
• L’eccesso presenta effetti tossici
con alterazioni delle unghie e dei
capelli (difficilmente si instaura su
base alimentare).

60. IODIO:
micronutriente essenziale
• Sebbene l’elemento sia ubiquitario,
esso è relativamente deficiente nelle
aree dove esiste gozzo endemico.
• La profilassi di questa condizione è
stata raggiunta con successo
aggiungendo ioduro al sale da cucina.

61. Alimenti con maggior contenuto di
Iodio (mg/kg)
• Alimenti di origine marina
• Pesce 1,2 -2,5
• Alghe essiccate 8000
• Molluschi 0,8-1,6
• Sale marino 1,4

62. IODIO: carenza
La deficienza di iodio produce
sintomi molto gravi, specialmente se
si instaura nel periodo fetale o
neonatale.

63. Iodio
Carenza
Feto: Aborto,mortalità perinatale anomalie congenite,
cretinismo mixedematoso (nanismo, deficienza
mentale), cretinismo neurologico (deficienza mentale,
sordomutismo, strabismo)
Neonato: gozzo neonatale, ipotiroidismo
Bambino e adolescente: gozzo, ipotiroidismo,
alterate funzioni mentali e ritardo nello sviluppo
Adulto: gozzo, ipotiroidismo, alterate funzioni mentali

64. ALIMENTI GOZZIGENI
Alcuni cibi sono capaci di
interferire con il metabolismo
dello iodio.
Tra questi:
• Il miglio
• Le crucifere (cavoli)

65. Zolfo
è presente in
molti alimenti
65

66. Zolfo
LA CARENZA DI ZOLFO È MOLTO
RARA COSÌ COME L’ECCESSO

67. Elementi in ultratraccia:
Alluminio Litio
Arsenico Manganese
Boro Molibdeno
Bromo Nichelio
Cadmio Piombo
Cobalto Silicio
Fluoro Rubidio
Germanio Vanadio
Stagno

68. Elementi in ultratraccia:
Alcuni di essi come il cobalto
sono ritenuti essenziali, di
altri non se ne conosce la
reale entità del bisogno
68

69. Elementi in ultratraccia:
L’ALLUMINIO, per l’uomo, è forse di
maggior interesse la tossicità.

70. Elementi in ultratraccia
L’ARSENICO, a parte
l’impiego nei romanzi
gialli, ha una tossicità
abbastanza modesta, in
particolare se paragonata
a quella di altri elementi
come ad esempio il
selenio.

71. Elementi in ultratraccia
• IL BORO permette una maggior
ritenzione di calcio, importante per il
trofismo dell'osso e per le funzioni del
sistema nervoso.
• E’ utile la supplementazione in caso di
osteoporosi.
• La necessità di boro è di circa 1 mg/die.

72. Elementi in ultratraccia:
IL CADMIO è più interessante per le
proprietà tossicologiche in quanto si
accumula nell’organismo.

73. Elementi in
ultratraccia:
IL FLUORO
Gli effetti sono limitati alla
prevenzione della carie dentaria e
delle fratture ossee conseguenti ad
osteoporosi.
La principale sorgente di fluoro è
l’acqua potabile.

74. Elementi in ultratraccia:
IL GERMANIO
Utile per la prevenzione di
alterazioni ossee.

75. Elementi in ultratraccia:
IL LITIO
Importante per le sue applicazioni in
psichiatria.
Li

76. Elementi in ultratraccia:
IL MANGANESE
L’assorbimento avviene con gli stessi
meccanismi del ferro.
• Normalmente è poco tossico
E’ stata descritta una pazzia da
manganese in minatori cileni che
lavoravano in miniere di Mn

77. Elementi in ultratraccia:
IL MOLIBDENO
E’ relativamente poco tossico
I SEGNI DI TOSSICITÀ SONO
LEGATI ALL’IPERURICEMIA E
ALLA GOTTA

78. Elementi in ultratraccia
• Gli studi dedicati a questi elementi sono
tutti molto recenti.
• Le difficoltà di dimostrare l’essenzialità
oppure i segni di carenza sono dovuti
principalmente a difficoltà
metodologiche.
• I sintomi di carenza sono individuabili
solo in particolari situazioni di squilibrio
metabolico, ormonale o nutrizionale.

80. Dr.ssa Antonella Gigantesco, Biologa Nutrizionista, Livorno
info@antonellagigantesco.it
www.antonellagigantesco.it 80