Introduzione

Minerali e oligoelementi

Vengono definite nutrienti le sostanze alimentari che servono all'organismo per svilupparsi e mantenere nel tempo uno stato di buona salute. A fianco dei più conosciuti macro-nutrienti (carboidrati, proteine e lipidi), sono presenti i micro-nutrienti, così chiamati perché il corpo ne ha bisogno solo in piccole quantità. Essi giocano un ruolo essenziale nella regolazione delle funzioni dell'organismo poiché sono coinvolti nella produzione di enzimi, ormoni e altre sostanze che aiutano a regolare il metabolismo, la crescita, l'attività, lo sviluppo e il funzionamento di organi e sistemi. Fanno parte di questo gruppo di nutrienti le vitamine, i minerali e gli oligoelementi (ferro, zinco, selenio, manganese), capaci di incidere sullo stato di salute della persona.

Classificazione

L'organismo ha bisogno di sette elementi principali: calcio, magnesio, sodio, potassio, fosforo (fosfati), zolfo e cloro (cloruri). Poiché devono essere introdotti in quantità maggiori rispetto agli altri, sono definiti macroelementi.

Altri sette sono necessari in quantità minori e sono definiti oligoelementi o microelementi: ferro, rame, cobalto, manganese, molibdeno, iodio, selenio e zinco.

Infine, nei tessuti sono presenti elementi come fluoro, boro, alluminio, cadmio e cromo, di cui sono ancora poco note le funzioni.

Poiché con lo svolgimento delle normali funzioni dell'organismo (processi fisiologici) parte di questi elementi viene persa giornalmente, è importante introdurne con la dieta le giuste quantità, in modo che il bilancio tra entrate e uscite sia sempre in equilibrio.

Una dieta sufficientemente variata e ben equilibrata assicura un apporto di minerali adeguato al fabbisogno individuale.

Macroelementi

Calcio

Il calcio è il minerale più abbondante nell'organismo e per il 99% si trova nelle ossa.

Oltre a mantenere la struttura ossea, però, svolge funzioni insostituibili nella coagulazione del sangue, nella contrazione dei muscoli, nel funzionamento delle cellule nervose e nella permeabilità della membrana delle cellule.

La quantità di calcio che deve essere introdotta giornalmente con la dieta (fabbisogno) varia in funzione dell'età:

  • adulti, 800 milligrammi al giorno
  • bambini e giovani, 800-1200 milligrammi, con i valori più elevati per gli adolescenti
  • gravidanza e allattamento, 1000-1200 milligrammi

Gli alimenti più ricchi di calcio sono latte, yogurt e formaggi che, se stagionati, contengono dieci volte più calcio di analoghe quantità di latte o yogurt. Anche alcuni vegetali, come cavoli e broccoli, i semi di sesamo e i piccoli pesci consumati con la lisca possono contribuire all'introduzione di calcio.

L'assorbimento intestinale di calcio è influenzato da fattori fisiologici e nutrizionali. Quando il bisogno di calcio è più elevato, ossia durante l'accrescimento, la pubertà, la gravidanza e l'allattamento, l'assorbimento aumenta.

Alcune sostanze contenute negli alimenti di origine vegetale, però, come fitati (presenti soprattutto nei cereali integrali e legumi) e ossalati (presenti in abbondanza in spinaci, cavoli, e cereali integrali), che si combinano con il calcio, ma anche con altri minerali, lo rendono insolubile e ne ostacolano l'assorbimento.

Al contrario, lattosio, aminoacidi, saccarosio e acido fosfatidico, che mantengono il calcio in forma solubile, sembrerebbero favorirne l'assorbimento.

La mancanza di calcio si manifesta con svariati disturbi (sintomi), tra cui debolezza muscolare e, nelle forme più gravi, contrazioni di tipo tetanico e convulsioni. Le carenze acute sono piuttosto rare e sembrano riguardare quasi esclusivamente neonati alimentati con latte artificiale, contenente calcio e fosforo in quantità inadeguate. Nelle sue forme croniche, la mancanza di calcio provoca nei bambini una diminuzione della densità delle ossa; non è invece del tutto definito se determini anche un ritardo nell'accrescimento. Negli adulti, la carenza di calcio si manifesta con osteoporosi, una condizione di demineralizzazione delle ossa, cui si aggiunge una perdita di materiale organico, che le rende fragili.

Fosforo

Ogni cellula contiene fosforo, anche se l’80% di quello presente nell'organismo si trova nell'osso e nei denti sotto forma di fosfato di calcio; il 10% è contenuto nel tessuto muscolare; l'1% è presente nel cervello e il rimanente nel sangue e in altri tessuti.

Il fosforo si trova in quasi tutti gli alimenti, ma le sue fonti principali sono rappresentate dai cibi ricchi di proteine.

Lo forniscono in maggiore quantità:

Nella carne il contenuto di fosforo supera quello del calcio di 15-20 volte; nelle uova, nei semi di cereali e nei legumi è il doppio; mentre il latte e i suoi derivati contengono più calcio che fosforo.

Il fosforo è molto abbondante negli alimenti trattati tecnologicamente, in genere sotto forma di polifosfati (esametafosfato di sodio), usati come additivi e si trova anche in alcune bibite analcoliche sotto forma di acido fosforico.

Non si conosce l'esatto fabbisogno di fosforo dell'organismo. I livelli di assunzione di energia e nutrienti raccomandati per la popolazione italiana (LARN) indicano per esso le stesse quantità in peso previste per il calcio, vale a dire 800 milligrammi al giorno per gli adulti (30-60 anni) dei due sessi.

Magnesio

La quasi totalità del magnesio contenuto nell'organismo è localizzato a livello del tessuto osseo, una piccola parte si trova nelle cellule o nel plasma. È coinvolto nelle reazioni con produzione di energia e partecipa alla regolazione della trasmissione nervosa, all'eccitabilità delle membrane muscolari e neuronali.

Un ridotto apporto o una aumentata escrezione possono portare ad una condizione di carenza che si manifesta con disturbi di diversa gravità:

  • nausea
  • vomito
  • alterazione dell'eccitabilità delle membrane
  • aritmia (alterazione della frequenza cardiaca)
  • coma (stato di assenza di coscienza)

Sembra che la mancanza di quantità adeguate di magnesio si verifichi anche nel corso di sport prolungati, a causa del suo utilizzo durante l'attività muscolare; in questo caso i segnali possono essere:

  • crampi
  • tremori
  • stanchezza e debolezza muscolare
  • convulsioni

Anche l'eccesso del minerale, detta ipermagnesiemia, causa danni poiché causa l'inibizione del sistema nervoso centrale; i disturbi conseguenti all'ipermagnesiemia consistono in:

  • stato di torpore
  • rallentamento dell'attività cardiaca e respiratoria

Il magnesio è presente in quasi tutti gli alimenti, anche se in concentrazione diversa. Quantità maggiori sono contenute in:

  • vegetali verdi
  • legumi
  • cereali integrali
  • frutta secca
  • banane

Le banane contengono buone quantità di magnesio mentre altri frutti di uso comune sono fonti di minore importanza, al pari di carne, pesce e latte.

È stato osservato che, in assenza di fabbisogni particolari, l'introduzione da 3 a 4.5 milligrammi per chilo di peso corporeo (210 – 320 milligrammi al giorno) di magnesio sono sufficienti per bilanciare le perdite che avvengono attraverso feci, urine e sudore.

Sodio

Il sodio, contenuto nel sangue e nei liquidi presenti all'interno delle cellule (intracellulari), è il regolatore fondamentale della permeabilità delle membrane cellulari e dei liquidi corporei.

È contenuto soprattutto nel sale da cucina ma ne sono ricchi anche i formaggi e la maggior parte degli alimenti conservati (salumi, insaccati, ecc.). Le dosi giornaliere consigliate non superano i 4-6 grammi.

La mancanza di sodio provoca:

  • anoressia
  • nausea
  • vomito

I casi di carenza grave possono portare addirittura a:

  • coma
  • morte

Quantità eccessive introdotte con la dieta possono predisporre alla comparsa di pressione arteriosa alta (ipertensione) oltre a provocare febbre, nausea, vomito, convulsioni e depressione dei centri respiratori.

Potassio

Il potassio è presente sotto forma di particella con carica elettrica positiva (ione positivo) principalmente all'interno delle cellule, ma anche nei liquidi extracellulari, dove influenza l'attività dei muscoli scheletrici e del tessuto muscolare del cuore (miocardio). In particolare, regola l'eccitabilità neuromuscolare, l'equilibrio acido-base, la ritenzione idrica e la pressione osmotica.

È contenuto in quasi tutti gli alimenti, ma abbonda soprattutto in:

  • fagioli
  • piselli secchi
  • asparagi
  • patate
  • albicocche
  • cavoli
  • spinaci
  • banane (leggi la Bufala)

Il fabbisogno giornaliero medio è di circa 3 grammi. La mancanza di potassio si manifesta con:

  • debolezza muscolare
  • aritmie
  • tachicardia
  • stati confusionali
  • sonnolenza

L'eccesso, invece, determina:

  • stanchezza (astenia)
  • crampi muscolari
  • ipotensione
  • brachicardia (riduzione della frequenza cardiaca)
  • arresto cardiaco, nei casi più gravi

Cloro

Il cloro si trova combinato soprattutto con il sodio. Disciolto in acqua, invece, forma acido cloridrico, l'acido che si trova nel succo gastrico e che è coinvolto nella digestione delle proteine. Come il sodio, il cloro regola il bilancio idrico, la pressione osmotica e l'equilibrio acido-base.

Sono particolarmente ricchi di cloro i pesci di acqua salata, oltre al sale da cucina.

Il fabbisogno giornaliero è tra gli 0.9 e i 5.3 grammi che vengono assunti con il normale uso di sale da cucina.

La mancanza di cloro causa:

  • crampi muscolari
  • apatia mentale
  • anoressia

L'eccesso di cloro provoca vomito.

Zolfo

Lo zolfo è presente in quasi tutti i tessuti dell'organismo ma è indispensabile, principalmente, per la formazione di cartilagini, peli, capelli e unghie.

Si trova soprattutto in due aminoacidi, che vengono chiamati per questo solforati (metionina e cisteina), e in tre vitamine: tiamina, biotina e acido pantotenico.

Gli aminoacidi solforati sono presenti soprattutto nel bianco d'uovo (albume), nel pesce e nel pollame; tra le fonti vegetali, i broccoli, i legumi, i semi di sesamo e di zucca.

Se la dieta contiene quantità adeguate di proteine animali è raro trovare la mancanza di zolfo; per questo non è stato stabilito uno specifico valore per il suo fabbisogno. È invece provato che l'assunzione eccessiva di aminoacidi solforati causa problemi di sviluppo fisico e una crescita scarsa.

Iodio

L'organismo utilizza lo iodio per produrre gli ormoni tiroidei, molecole che regolano alcune funzioni metaboliche, tra cui lo sviluppo del sistema nervoso centrale e l'accrescimento corporeo. La sua funzione principale, quindi, è quella di assicurare la funzionalità della tiroide.

La mancanza di iodio, uno dei più gravi problemi di salute pubblica secondo stime dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, causa diverse malattie, più o meno gravi a seconda dell'età e del sesso, come l'iper o l'ipo-produzione di ormone tiroideo da parte della ghiandola (ipertiroidismo o ipotiroidismo).

Il corretto funzionamento della tiroide è garantito da un adeguato livello di iodio introdotto con la dieta. Lo iodio è presente nel corpo umano in quantità di 15-20 milligrammi e il fabbisogno giornaliero necessario è stimato in 150 microgrammi al giorno. Tuttavia, la presenza di iodio negli alimenti e nelle acque è molto variabile e, spesso, troppo scarsa rispetto alle necessità umane. Contenuta soprattutto nel pesce, la percentuale di iodio varia, invece, nelle verdure a seconda dei terreni di coltivazione.

Per prevenire la comparsa di gozzo endemico e di altre condizioni di carenza, è consigliata l'assunzione di sale iodato, vale a dire sale fortificato con 30 milligrammi di iodio per chilo.

Selenio

Il selenio è un minerale di cui il corpo necessita in piccole quantità, nell'ordine di picogrammi (milionesimo di milionesimo di grammo). Partecipa al funzionamento di alcuni enzimi con elevata attività antiossidante e, quindi, di protezione cardiovascolare; inoltre, regola il funzionamento di enzimi coinvolti nella sintesi (produzione) degli ormoni tiroidei.

Nella dieta, le quantità maggiori di selenio si trovano nelle frattaglie e nei pesci. Anche le noci, in particolare quelle brasiliane, e i cereali ne contengono buone quantità. Nei vegetali, la sua quantità dipende dalla quota di minerale presente nel terreno.

La mancanza di selenio, osservabile per lo più in chi soffre di malassorbimento o segue diete vegetariane in zone in cui i terreni sono poveri del minerale, si manifesta con malattie riconducibili all'aumento dei radicali liberi:

  • invecchiamento precoce
  • malattie infiammatorie croniche
  • malattie degenerative
  • aumento del rischio di carcinomi

L'eccesso del minerale provoca la seleniosi, stato tossico che si manifesta con:

  • confusione mentale
  • irritabilità
  • affaticamento
  • nausea
  • vomito
  • dolore addominale con vomito
  • fragilità di unghie e capelli

Indicazioni nutrizionali

I minerali non apportano calorie. La loro principale funzione è quella regolatoria e di supporto per le diverse attività che l'organismo svolge quotidianamente.

LARN - Livelli di assunzione di riferimento per la popolazione italiana: MINERALI

Assunzione raccomandata per la popolazione (PRI in grassetto) e assunzione adeguata (AI in corsivo): valori su base giornaliera.

Livelli di assunzione di riferimento per la popolazione italiana: MINERALI

Per le fasce d'età si fa riferimento all'età anagrafica; ad esempio, per 4-6 anni s'intende il periodo fra il compimento del quarto e del settimo anno di vita. L'intervallo 6-12 mesi corrisponde al secondo semestre di vita.

Per il calcio, nelle donne in menopausa che non siano in terapia estrogenica, la dose di assunzione raccomandata è di 1200 milligrammi.

Per il ferro, nella fascia di età 11-14 anni, i due valori di PRI indicati fanno riferimento rispettivamente alle adolescenti che non hanno, o hanno, le mestruazioni; nelle donne nella fascia di età 39-59 anni, i due valori di PRI indicati fanno riferimento rispettivamente alle donne fertili o in menopausa.

Bibliografia

Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU). LARN 2014 - Livelli di assunzione di riferimento per la popolazione italiana: VITAMINE.

Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU). LARN 2014 - VITAMINE - Fabbisogno medio (AR): valori su base giornaliera

G Rindi, R Manni. Fisiologia Umana. UTET: Milano, 2005; IX Edizione

Link approfondimento

Ministero della Salute. Apporti giornalieri di vitamine e minerali ammessi negli integratori alimentari  

European Food Safety Authority (EFSA). Tolerable upper intake levels for vitamins and minerals  

EpiCentro (ISS). Sali minerali   

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