En el contexto de la nutrición, un mineral es un elemento químico requerido por los organismos como un Nutriente esencial para realizar las funciones necesarias para la vida. Sin embargo, los cuatro elementos estructurales principales en el cuerpo humano en peso ( oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno), generalmente no se incluyen en las listas de minerales Nutrientes principales (el nitrógeno se considera un «mineral» para las plantas, ya que a menudo se incluye en los fertilizantes).
Estos cuatro elementos componen aproximadamente el 96% del peso del cuerpo humano, y los minerales principales (macrominerales) y minerales menores (también llamados oligoelementos) componen el resto.
Los minerales nutrientes, al ser elementos, no pueden ser sintetizados bioquímicamente por organismos vivos. Las plantas obtienen minerales del suelo. La mayoría de los minerales en una Dieta humana provienen del consumo de plantas y animales o del agua potable. Como grupo, los minerales son uno de los cuatro grupos de Nutrientes esenciales, los otros son Vitaminas, Ácidos grasos esenciales y Aminoácidos esenciales.
Los cinco minerales principales en el cuerpo humano son Calcio, fósforo, potasio, sodio ymagnesio. Todos los elementos restantes en un cuerpo humano se denominan «oligoelementos». Los oligoelementos que tienen una función bioquímica específica en el cuerpo humano son azufre, Hierro, cloro, Cobalto, Cobre, zinc, Manganeso, molibdeno, Yodo y selenio.
La mayoría de los elementos químicos que son ingeridos por los organismos están en forma de compuestos simples. Las plantas absorben elementos disueltos en los suelos, que posteriormente son ingeridos por los herbívoros y Omnívoros que los comen, y los elementos se mueven hacia arriba en la cadena alimentaria.
Los organismos más grandes también pueden consumir tierra ( geofagia ) o utilizar recursos minerales, como lameras de sal, para obtener minerales limitados que no están disponibles a través de otras fuentes dietéticas.
Las bacterias y los hongos juegan un papel esencial en la meteorización de los elementos primarios que resultan en la liberación de nutrientes para su propia nutrición y para la nutrición de otras especies en la cadena alimentaria ecológica. Un elemento, el cobalto, está disponible para que lo usen los animales solo después de haber sido procesados en moléculas complejas (p.
Ej., Vitamina B 12 ) por bacterias. Los minerales y animales son utilizados por los animales y los microorganismos para el proceso de estructuras mineralizantes, llamadas » biomineralización «, que se utilizan para construir huesos, conchas marinas, cáscaras de huevo, exoesqueletos y cáscaras de moluscos.
Elementos químicos esenciales para los humanos
Se sabe que se requieren al menos veinte elementos químicos para apoyar los procesos bioquímicos humanos cumpliendo funciones estructurales y funcionales, así como electrolitos.
El oxígeno, el hidrógeno, el carbono y el nitrógeno son los elementos más abundantes en el cuerpo en peso y representan aproximadamente el 96% del peso de un cuerpo humano. El calcio constituye de 920 a 1200 gramos de peso corporal adulto, con un 99% de este contenido en huesos y dientes. Esto es aproximadamente el 1.5% del peso corporal.
El fósforo ocurre en cantidades de aproximadamente 2/3 de calcio, y representa aproximadamente el 1% del peso corporal de una persona. Los otros minerales principales (potasio, sodio, cloro, azufre y magnesio) representan solo alrededor del 0,85% del peso del cuerpo. 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 ultratrazas restantes comprenden solo el 0.15% del cuerpo, o aproximadamente un gramo en total para la persona promedio. Las fracciones totales en este párrafo sonWP: cantidades de CALC basadas en porcentajes sumadores del artículo sobre composición química del cuerpo humano
Existen diferentes opiniones sobre la naturaleza esencial de varios elementos ultratraza en humanos (y otros mamíferos), incluso en base a los mismos datos. Por ejemplo, no hay consenso científico sobre si el Cromo es un oligoelemento esencial en humanos. Estados Unidos y Japón designan al cromo como un nutriente esencial, pero la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), que representa a la Unión Europea, revisó la pregunta en 2014 y no está de acuerdo.
La mayoría de los nutrientes minerales conocidos y sugeridos tienen un peso atómico relativamente bajo y son razonablemente comunes en la tierra, o para el sodio y el yodo, en el océano:
Elementos nutricionales en la tabla periódica
Roles en procesos biológicos
| Elemento dietético | Fuentes dietéticas de alta densidad de nutrientes. |
| Potasio | Batata, tomate, papa, frijoles, lentejas, productos lácteos, mariscos, plátano, ciruela, zanahoria, naranja [16] |
| Cloro | La sal de mesa (cloruro de sodio) es la principal fuente dietética. |
| Sodio | Sal de mesa (cloruro de sodio, la fuente principal), vegetales marinos , leche y espinacas . |
| Calcio | Productos lácteos , huevos, pescado enlatado con espinas (salmón, sardinas), vegetales de hoja verde , nueces , semillas , tofu, tomillo, orégano, eneldo, canela. [17] |
| Fósforo | Carnes rojas, lácteos, pescado , aves, pan, arroz, avena. [18] [19] En contextos biológicos, generalmente vistos como fosfato [20] |
| Magnesio | Espinacas, legumbres , nueces, semillas, granos integrales, mantequilla de maní, aguacate [21] |
| Hierro | Carne, mariscos, nueces, frijoles, chocolate negro [22] |
| Zinc | Ostras *, carnes rojas, aves, nueces, granos integrales, productos lácteos [23] |
| Manganeso | Granos, legumbres, semillas, nueces, vegetales de hoja, té, café [24] |
| Cobre | Hígado, mariscos, ostras, nueces, semillas; algunos: granos enteros, legumbres [24] |
| Yodo | Algas ( algas o kombu ) *, granos, huevos, sal yodada [25] |
| Cromo | Brócoli, Jugo de uva (especialmente rojo), carne, productos integrales [29] |
| Molibdeno | Legumbres, granos enteros, nueces [24] |
| Selenio | Nueces de Brasil, mariscos, vísceras, carnes, granos, productos lácteos, huevos [32] |
| Cobalto | Requerido en la síntesis de Vitamina B 12 , pero debido a que se requieren bacterias para sintetizar la vitamina , generalmente se considera parte de la vitamina B 12 que proviene de comer animales y alimentos de origen animal (huevos …) |
RDA = cantidad dietética recomendada; UL = nivel de consumo superior tolerable; Las cifras que se muestran son para adultos de 31 a 50 años, hombres o mujeres, ni embarazadas ni en período de lactancia.
Una porción de algas excede el UL de los Estados Unidos de 1100 μg pero no el UL de 3000 μg establecido por Japón.
Concentraciones sanguíneas de minerales
Los minerales están presentes en la sangre de un ser humano sano a ciertas concentraciones de masa y molares. La figura a continuación presenta las concentraciones de cada uno de los elementos químicos discutidos en este artículo, de centro derecha a derecha. Dependiendo de las concentraciones, algunos están en la parte superior de la imagen, mientras que otros están en la parte inferior.
La figura incluye los valores relativos de otros componentes de la sangre, como las hormonas. En la figura, los minerales son de color resaltado en púrpura.
Nutrición dietética
Los dietistas pueden recomendar que los minerales se suministren mejor al ingerir alimentos específicos ricos en los elementos químicos de interés. Los elementos pueden estar presentes de forma natural en el alimento (p. Ej., Calcio en la leche de leche) o agregarse al alimento (p. Ej., Jugo de naranja enriquecido 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 el calcio ( carbonato de calcio, citrato de calcio) ) o magnesio( óxido de magnesio ) o hierro (sulfato ferroso, bis-glicinato de hierro).
El enfoque dietético en los elementos químicos deriva de un interés en apoyar las reacciones bioquímicas del metabolismo con los componentes elementales requeridos. Se ha demostrado que se requieren niveles de Ingesta apropiados de ciertos elementos químicos para mantener una salud óptima. La dieta puede cumplir con todos los requisitos de elementos químicos del cuerpo, aunque los suplementos se pueden usar cuando la dieta no cumple con algunas recomendaciones.
Un ejemplo sería una dieta baja en productos lácteos y, por lo tanto, no cumplir con la recomendación de calcio.
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 Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Estableció la ingesta recomendada para adultos mayores de 70 años en 1.200 mg / día y la UL en 2.000 mg / día.
La Unión Europea también establece cantidades recomendadas y límites superiores, que no siempre están de acuerdo con los EE. UU. Del mismo modo, Japón, que establece la UL para el yodo en 3000 μg frente a 1100 para los EE. UU. Y 600 para la UE.En la tabla anterior, el magnesio parece ser una anomalía ya que la ingesta recomendada para hombres adultos es de 420 mg / día (mujeres 350 mg / día) mientras que el UL es más bajo que el recomendado, a 350 mg.
La razón es que la UL es específica para consumir más de 350 mg de magnesio a la vez, en forma de suplemento dietético, ya que esto puede causar diarrea. Los alimentos ricos en magnesio no causan este problema.
Elementos considerados posiblemente esenciales pero no confirmados
Se han sugerido muchos elementos ultratraza como esenciales, pero tales afirmaciones generalmente 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. Un problema con la identificación de la eficacia es que algunos elementos son inocuos a bajas concentraciones y son omnipresentes (ejemplos:
Silicio y níquel en sólidos y polvo), por lo que faltan pruebas de eficacia porque las deficiencias son difíciles de reproducir. Se sabe que los elementos ultratrazas de algunos minerales como el silicio y el Boro tienen un papel, pero se desconoce la naturaleza bioquímica exacta y otros como el arsénico.Se sospecha que tienen un papel en la salud, pero con evidencia más débil.
Ecología mineral
Los minerales pueden ser bioingeniería por bacterias que actúan sobre los metales para catalizar la disolución mineral y la precipitación. Los nutrientes minerales son reciclados por bacterias distribuidas en los suelos, océanos, agua dulce, aguas subterráneas y sistemas de agua de deshielo de glaciares en todo el mundo.
Las bacterias absorben la materia orgánica disuelta que contiene minerales a medida que eliminan las floraciones de fitoplancton. El ciclo de nutrientes minerales a través de esta cadena alimentaria marina, desde bacterias y fitoplancton hasta flagelados y zooplancton, que luego son consumidos por otras especies marinas.
En los ecosistemas terrestres, los hongos tienen funciones similares a las bacterias, movilizando minerales de la materia inaccesible por otros organismos, y luego transportando los nutrientes adquiridos a los ecosistemas locales.