SALI MINERALI

1. SALI MINERALI

2. Introduzione • SONO I COSIDDETTI BIOELEMENTI (compresi solitamente tra i primi 30 del sistema periodico) • CHE COSTITUISCONO FISIOLOGICAMENTE LA MATERIA VIVENTE • Nell’alimentazione umanai minerali più importanti sono 18 • insieme con le vitamine, agiscono sul nostro organismo come componenti degli enzimi, per una corretta composizione di ossa e sangue e per il normale funzionamento cellulare.

3. Entrano nella composizione di molti enzimi e proteine, concorrono a creare le condizioni chimico-fisiche corrette per il funzionamento delle cellule e dei tessuti, regolano la pressione osmotica e il grado di idratazione delle proteine. Controllano lo sviluppo del potenziale elettrico all’interfaccia, l’attivazione o l’inibizione dei sistemi enzimatici ed il funzionamento di quelli tampone. • Sono responsabili della reazione debolmente alcalina del sanguee dei tessuti fluidi, prendono parte alla formazione del sangue e sono coinvolti nel funzionamento e nella sintesi di ormoni, vitamine ed enzimi. Sono il materiale costruttivo per ossa, denti ed alcuni tessuti. Sono soggetti a costante cambiamento e perdita come il resto del materiale costitutivo dell’organismo che deve perciò compensare queste perdite.

4. Sono classificati in due categorie: maggiori o macro e minori o micro. • I primi 7 sono: calcio, fosforo, potassio, sodio, cloro, magnesio e zolfo. • I secondi 11, detti anche oligominerali, sono boro, cromo, rame, iodio, ferro, manganese, molibdeno, selenio, silicio, vanadio e zinco. • Il fabbisogno giornaliero dell’organismo umano è • dell’ordine dei g (superiore a 100 mg) per i macro, • dell’ordine dei mg (inferiore a 100 mg) per i micro.

5. La presenza dei minerali negli alimenti è strettamente correlata a quella nei terreni e quindi nei vegetali, nei foraggi e nei cereali, legumi, ortaggi, frutta, carni, uova, latte, formaggi. E’ evidente che mai come oggi l’equilibrio del suolo è correlabile all’equilibrio dell’uomo. • I fabbisogni per la popolazione italiana sono indicati dai LARN (Livelli di Assunzione Giornalieri Raccomandati di Nutrienti per la Popolazione Italiana) che vengono periodicamente elaborati dalla Società italiana di Nutrizione Umana (SINU). Invece dei fabbisogni giornalieri a volte sono indicati gli “Intervalli di sicurezza e adeguatezza”.

6. Fabbisogni (LARN) dei minerali(valori medi quantità/die)

7. CALCIO (Ca) • Nell’organismo è il minerale più abbondante (~2%) come fosfato, carbonato e cloruro • Sebbene per la salute delle ossa siano necessari oltre 24 metaboliti, il Calcio e la vitamina D svolgono l’azione principale • Controlla l’eccitabilità neuromuscolare, la pressione arteriosa e attiva la protrombina

8. Fonti alimentari del calcio • Le principali fonti alimentari sono il latte e i suoi derivati • Tra gli alimenti di origine vegetale il cavolo in particolare, il cui contenuto in calcio a parità di peso è maggiore rispetto al latte, costituisce una fonte di calcio che sarebbe addirittura più assorbibile.

9. nelle donne sono gli estrogeni ad avere un ruolo essenziale nell’incorporazione del calcio nelle ossa.  Una carenza di calcio nei bambini può portare a rachitismo, negli adulti può provocare osteomalacia , spasmi muscolari, crampi alle gambe, osteoporosi, aumento della pressione arteriosa In presenza di dosi eccessive di calcio, un organismo sano ne riduce l’assorbimento e l’utilizzazione da parte delle ossa e di altri tessuti, e ne aumenta l’escrezione urinaria.Escrezione preponderante attraverso le feci Osteomalacia: indebolimento delle ossa in cui vi è solo carenza di calcioOsteoporosi: le ossa sono carenti di calcio e di altri minerali e subiscono un calo della matrice organica con variazione della struttura ossea.

10. MAGNESIO (Mg) • Presente nelle cellule dell’organismo in quantità inferiori solamente al potassio • Circa il 60% si trova nelle ossa, il 26% nei muscoli • la parte restante nei tessuti molli (cervello, cuore, fegato e reni) e nei liquidi organici. • La sua funzione primaria consiste nell’ attivazione degli enzimi (partecipa ad oltre 300 reazioni) • Svolge un ruolo importante nella produzione di energia (come la sintesi dell’ATP) • nella sintesi delle proteine e nella moltiplicazione cellulare • è necessario per l’attivazione della pompa Sodio-Potassio (fa uscire il sodio dalla cellula e fa entrare il potassio)

11. Bassi livelli di magnesio nella dieta sono causa di maggiore predisposizione verso: cardiopatie, ipertensione arteriosa, calcoli renali, cancro, insonnia , crampi, confusione mentale. FONTI ALIMENTARI • Presente soprattutto nei vegetali (centro anello pirrolico della clorofilla), piccole quantità in carne, pesci, uova, latte. •  Si trova in grandi quantità nei cibi integrali • Assorbimento (biodisponibilità): 1/3 della quantità introdotta • Escrezione: 2/3 attraverso le feci

12. POTASSIO, SODIO, CLORO • Questi elettroliti sono strettamente legati tra loro : la quantità di potassio contenuta negli alimenti è importante, ma altrettanto importante è un corretto rapporto (potassio/sodio consigliato 5 :1) tra consumo di sodio e consumo di potassio • Il potassio è il più importante elettrolita alimentare perché è essenziale nella conversione dello zucchero ematico in glicogeno, forma nella quale il glucosio viene accumulato nel fegato e nei muscoli e che questi utilizzano come fonte di energia durante l’esercizio fisico. • una dieta povera di potassio è una causa comune di ipertensione e, in generale, diete povere di potassio e ricche di sodio hanno un’importanza cruciale nell’insorgenza di tumori e di disturbi cardio vascolari

13. Viceversa una dieta povera di sodio protegge da queste patologie • La carenza di potassio è caratterizzata da debolezza muscolare, confusione mentale, irritabilità, disturbi cardiaci, alterazione della conduzione nervosa e della contrazione muscolare • Oltre il 95% del potassio è contenuto nelle cellule, mentre la maggior parte del sodio (>90%) si trova, fuori dalle cellule, nel sangue e negli altri liquidi organici. (Durante la trasmissione nervosa e la contrazione il potassio fuoriesce dalla cellula, il sodio vi entra) • Escrezione: 90% per via urinaria

14. Fonti alimentari • Il K è presente in tutti gli alimenti in particolare in quelli di origine vegetale che hanno anche un elevato rapporto potassio/sodio. Il contenuto nell’acqua è in genere contenuto. • Una fonte può esser data dai sali dietetici sostitutivi del cloruro di sodio. SODIO (Na) L’organismo umano adulto contiene circa 92 g di sodio metà del quale si trova nei liquidi extracellulari dove è il catione principale; il rimanente si trova nei liquidi intracellulari e nella matrice ossea che funge da riserva.

15. Il sodio regola il volume dei liquidi extracellulari e l’equilibrio acido/base, mantiene il potenziale di membrana e i gradienti transmembrana che consentono gli scambi cellulari, partecipa nei tessuti nervosi e muscolari a processi fisiologici, interviene nella trasmissione degli impulsi nervosi. • Fonti alimentari • La fonte principale di sodio è rappresentata dal cloruro di sodio in parte contenuto negli alimenti, in parte utilizzato per le loro trasformazioni tecnologiche, in parte usato a livello domestico nella cottura o aggiunto direttamente a tavola. • E’ comunque diffuso negli alimenti sia animali che vegetali.

16. ZINCO (Zn) • Il corpo umano contiene circa 2 g di zinco per metà distribuito nei vari tessuti legato principalmente alla metallotionina una proteina dimera a basso peso molecolare con elevata affinità per lo zinco. L’altra metà si trova nel sangue legata a proteine o aminoacidi. • Ha numerose funzioni in quanto cofattore di numerosi enzimi che catalizzano vari processi. Tra l’altro, è necessario per il rilascio della vitamina A dal fegato. • È necessario per la corretta attività di molti ormoni inclusi ormoni sessuali e insulina; un livello adeguato di zinco è essenziale anche per funzionamento di vista, gusto, olfatto

17. Lo Zinco viene assorbito a livello intestinale per il 10-40% della quota alimentare ma vari fattori influenzano l’assorbimento tra i quali, in senso negativo, la presenza di fattori chelanti come i fitati, soprattutto in presenza di elevate quantità di calcio. Non esistono riserve significative di zinco che viene eliminato attraverso feci, urine, cute e capelli. • L’alcol aumenta l’escrezione dello zinco, mentre il caffè ne riduce l’assorbimento. FONTI ALIMENTARI • Le più note fonti di zinco per l’elevata concentrazione sono le ostriche; notevolmente distanziati pesci, carni rosse, cereali integrali, legumi e frutta secca.

18. FERRO(Fe) • ha un ruolo importante nell’emoglobina, dove partecipa al trasporto dell’ossigeno dai polmoni ai tessuti e dell’anidride carbonica dai tessuti ai polmoni • è parte integrante di diversi enzimi implicati nella produzione di energia e nel metabolismo • compresa la sintesi del DNA • Il deficit può provocare anemia, menorragie, calo delle difese immunitarie, delle energie, dell’apprendimento

19. Esistono due forme di ferro alimentare: • eme 75% (legato ad emoglobina e mioglobina) si trova nei tessuti animali ed è la forma assorbita più facilmente • non eme 25% si trova nei vegetali ed è scarsamente assorbito • Il ferro è necessario per la produzione di emoglobina, mioglobina e di alcuni enzimi essenziali per la respirazione (citocromo ossidasi, catalasi, perossidasi, ecc.). FONTI ALIMENTARI • contenuto in alimenti sia di origine animale (fegato, molluschi), che vegetale (prezzemolo, crusca, uva, barbabietola, datteri)

20. Altri elementi importanti

21. Metalli tossici Nel 1999 l’Agenzia per le Sostanze Tossiche (ATSDR) degli Stati Uniti d’America pubblicò una lista di 275 sostanze organiche ed inorganiche pericolose per l’uomo e l’ambiente. Nella lista delle 20 sostanze più pericolose figuravano 5 metalli pesanti. Arsenico, piombo, mercurio, cadmio e cromo occupavano rispettivamente la 1a, 2a, 3a, 7a, e 16a posizione. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO), il 60-70% di tutte le malattie croniche ed acute è da ricondurre alle intossicazioni da metalli pesanti.

22. Arsenico L'assenza di odore e sapore ne ha fatto un veleno da delitto perfetto in quanto, assunto a bassi livelli, provoca una morte apparentemente per cause naturali. L'arsenico, abbondantemente presente nella crosta terrestre, è ubiquitario e lo si ritrova in molte acque, nei suoli e nei vegetali. L’arsenico è presente nell’aria principalmente in forma di particolati come arsenico inorganico. Il fumo di tabacco può contenere arsenico.

23. Arsenico Nel terreno i livelli dell’elemento, in assenza di contaminazioni agricole e industriali, vanno normalmente da 0.2 a 40 mg/kg; l’impiego di fanghi di depurazione può incrementarne considerevolmente i livelli. Dal terreno l’As passa nei vegetali che tendono ad accumularli nei loro tessuti, pertanto il livello di As nelle colture agrarie dipenderà dal livello di As nel terreno.

24. Arsenico Il principale responsabile dell’avvelenamento acuto è il triossido di arsenico (As2O3), che ha una dose letale di 70-180 mg. L’arsenico inorganico viene assorbito rapidamente per oltre il 90% nel tratto gastrointestinale e tende a diffondersi per tutto il corpo, concentrandosi particolarmente nella pelle, unghie e cappelli. I composti arsenicati organici vengono assorbiti in misura minore ed escreti più rapidamente attraverso le urine.

25. Arsenico Gli indicatori biologici dell’esposizione all’arsenico sono : il sangue, l’urina ed i capelli. Sono considerati normali i livelli di 1-4 g/L per il sangue, <10 g/L per l’urina e <1g/L per i capelli. L'avvelenamento da As può essere curato con la terapia della chelazione a base di EDTA , ma è meno efficace degli altri metalli e bisogna intervenire nelle prime 24 ore dall’avvelenamento. La vitamina C si dimostra efficace nel ridurre la tossicità dell’arsenico.

26. Arsenico negli alimenti

27. Assunzione di Arsenico (g/giorno) attraverso la dieta in Spagna

28. Arsenico La FAO/OMS considera nelle indicazioni riguardanti la P.T.W.I (Provisional Tolerable Weekly Intake). soltanto l'arsenico inorganico con una assunzione tollerata giornaliera di 14.7 g/kg di peso corporeo e quindi per un adulto di 60 kg, la quantità massima tollerata giornalmente è di 126 g. Tenuto conto che l’arsenico presente nel pesce è in gran parte organico, si può considerare l’assunzione totale di As nella dieta spagnola abbondantemente al di sotto dei limiti di tolleranza.

29. Piombo Il piombo è relativamente abbondante sulla crosta terrestre dove si trova nel minerale galena (PbS), che rappresenta il minerale tossico più diffuso. Sebbene sia il contaminante più abbondante non è il più tossico. Il piombo ha molteplici utilizzi, che recentemente si cerca di limitare a causa della consapevolezza della sua tossicità e del danno indotto dalla sua dispersione non controllata nell'ambiente. Viene impiegato negli accumulatori, nelle munizioni, nelle tubature, in vernici come il minio, come schermo contro le radiazioni, e in leghe con lo stagno per saldature. Nella benzina, ha una funzione di antidetonante in forma di piombo tetraetile (PbEt4). Inoltre il piombo può essere prodotto e diffuso come inquinante nell'atmosfera durante l'estrazione e la lavorazione industriale di altri metalli, come argento e oro, bismuto, ecc.

30. Piombo L’assunzione giornaliera di piombo, stimata in 200-400 g , per l’80-90% deriva dal cibo e dai gas di scarico delle auto. Negli adulti solo il 5-10% del piombo che raggiunge il tratto digestivo viene assorbito. Quando il piombo è inalato viene assorbito fino al 50%, mentre meno dell’1% è assorbito quando viene in contatto con la pelle. Valori di piombo nel sangue sotto i 30 g/100 mL sono considerati normali; meno di 20 g/100 mL probabilmente sarebbero l’ideale.

31. Piombo La tossicità del Pb deriva principalmente dalla sua capacità di sostituirsi al calcio in molti processi cellulari fondamentali che dipendono dal calcio. Il piombo può attraversare la membrana cellulare e una volta entrato nel citoplasma continua la sua azione di mimica distruttiva, occupando i siti di legame per il calcio su numerose proteine calcio-dipendenti. Il piombo supera agevolmente la barriera emato-encefalica con una velocità tale da potersi considerare un potente neurotossico a livello centrale. Gli effetti del piombo sul cervello determinano danni alle funzioni della memoria e dell'apprendimento con il conseguente ritardo mentale e deficit cognitivo.

32. Piombo

33. Assunzione di PIOMBO (g/giorno) attraverso la dieta in Spagna

34. Assunzione di piombo (g/giorno) attraverso la dieta in Spagna La FAO/WHO ha fissato per il Pb un PTWI di 50 g/kg di p.c., pari a 214 g/giorno per un uomo di 60 kg. I dati di assunzione calcolati per la popolazione spagnola riportati in tabella 6 indicano come questi rappresentino poco più di un decimo della quantità indicata dalla FAO/WHO.

35. Mercurio Il mercurio è l’unico metallo che si trova allo stato liquido a temperatura ambiente, per questo motivo è molto volatile. Il mercurio liquido non è molto tossico mentre lo sono i suoi vapori. La principale fonte di immissione nell’ambiente è l’emissione gassosa proveniente dalla crosta terrestre. Le emissioni antropogeniche provengono dalle attività industriali ma anche dalla combustione del combustibile fossile che può contenerne fino a 1 mg/kg.

36. Mercurio Il mercurio metallico presente nell’atmosfera rappresenta la principale fonte di trasporto del mercurio. Questi viene ossidato a Hg++ e successivamente metilato o trasformato in altri composti organomercuriali. Il metil mercurio è di notevole importanza dal punto di vista tossicologico in quanto è molto tossico. Il metil mercurio tende ad accumularsi nei pesci ed in particolare nei pesci predatori che sono all’apice della catena alimentare acquatica. In Italia è stato riscontrato un contenuto di mercurio nell’aria di zone rurali compreso tra 2 e 4 ng/m3, mentre in aree urbane era di 10 ng/m3. In Europa sono stati riscontrati livelli di mercurio di 0.001-6 ng/m3 in are remote, di 0.1-5 ng/m3 in are urbane e di 0.5-20 ng/m3 in aree industriali.

37. Mercurio La tossicità del mercurio dipende dalla forma in cui si trova. Il mercurio metallico allo stato di vapore viene assunto per via inalatoria e per le sue proprietà lipofile diffonde velocemente attraverso la membrana alveolare del rene, nei globuli rossi e nel sistema nervoso dove avviene la biotrasformazione in metil mercurio. Il metil mercurio è la forma più tossica del mercurio; basta un’esposizione di breve durata perché insorgano gli effetti tossici del mercurio. L’azione tossica è dovuta all’affinità del mercurio per diversi sistemi enzimatici, dove si lega ai gruppi –SH delle proteine, determinando la perdita della loro funzionalità.

38. Mercurio Il principale effetto sulla salute umana è la neurotossicità negli adulti e la tossicità fetale per le donne in gravidanza. L’esposizione cronica, dovuta principalmente ad esposizione a Cloruro di mercurio e metil mercurio, altera le funzioni normali soprattutto nel Sistema Nervoso Centrale provocando depressione, paure, allucinazioni, perdita di concentrazione, irritazione, perdita di memoria. Il mercurialismo cronico provoca una sintomatologia esattamente sovrapponibile alla sclerosi multipla.

39. Mercurio

40. Assunzione di MERCURIO (mg /giorno) attraverso la dieta in Spagna

41. Mercurio Nell’Unione Europea sono stati fissati limiti legali (Reg. CEE n.466/2001) , espressi in mg/kg di peso fresco, di 0,02 mg/kg per la salsa di soia, di 0,5 mg/kg per i prodotti della pesca ad eccezione di : rana pescatrice, lupo di mare, spigola, palamita, anguilla, fustella, ipoglosso, connetto, palombo, scorfano, squali e storione per i quali il limite è di 1,0 mg/kg.

42. Cadmio Il cadmio è un elemento relativamente raro (0,2 mg/kg nella crosta terrestre) ed è presente principalmente in associazione con i minerali di zinco, per cui costituisce un sottoprodotto dell’industria dello zinco. Può essere presente come impurezza in numerosi prodotti quali: fertilizzanti, detergenti etc. Oggi il maggior consumo del cadmio (55%) si ha nella produzione di batterie al cadmio-nichel. Nell’Unione Europea le emissioni di cadmio aeriforme provengono principalmente dagli inceneritori municipali, dai combustibili per riscaldamento e dall’industria del ferro e di metalli non ferrosi (principalmente Zn).

43. Cadmio L’assunzione giornaliera di cadmio è stimata in 0,15 g dall’aria e 1 g dall’acqua. Fumare un pacchetto di 20 sigarette può portare ad un’inalazione di 2-4 g di cadmio. Per i non fumatori la principale via di assunzione del cadmio si ha attraverso gli alimenti che assorbono il metallo dal terreno il cui livello può essere incrementato da deposito atmosferico o da fertilizzanti.

44. Cadmio Si stima che l’esposizione quotidiana al cadmio sia compresa tra 25 e 200 g, principalmente mediante gli alimenti. Si suppone che 40-50 g siano un livello di sicurezza. Sono considerate concentrazioni normali quantità di cadmio di 2 mg/kg nei capelli e 0,15 mg/kg nel sangue.

45. Cadmio La tossicità del cadmio deriva dalle sue proprietà chimiche simili a quelle dello zinco, infatti compete con lo zinco nel legarsi ad alcuni siti ed interferisce così su alcune funzioni essenziali di enzimi dello zinco. Il cadmio è persistente ed una volta assorbito permane nell’organismo per molti anni; si concentra nel rene e per una lunga esposizione può determinare danni ai tessuti ed ipertensione. Quest’ultima è correlata ad una diminuzione del rapporto zinco-cadmio. Alti livelli di cadmio non solo determinano ipertensione, ma anche pressione sanguigna più alta, aterosclerosi progressiva e riduzione delle funzioni renali.

46. Cadmio Concentrazione di cadmio (mg/kg sul fresco) su alimenti in Spagna

47. Assunzione di CADMIO (g/giorno) attraverso la dieta in Spagna

48. I cereali rappresentano gli alimenti che forniscono il maggior apporto di Cd alla dieta con circa il 40% seguiti dal pesce con circa il 22% . Essendo il PTWI fissato per gli adulti dalla FAO/WHO di 7 g/kg di p.c., pari a 60 g/giorno, l’assunzione di Cd della popolazione spagnola rappresenta circa ¼ del limite indicato.

49. Cromo Il cromo è un metallo che si trova in natura principalmente come composto trivalente ed in misura minore come esavalente. Sodio cromato e bicromato sono i principali prodotti del cromo utilizzati principalmente nella produzioni di vernici, nella concia delle pelli e nel controllo delle corrosioni.

50. Cromo Nel suolo il cromo è presente con valori mediamente di 14 - 70 mg/kg e con un intervallo di attenzione compreso tra 500 e 1000 mg/kg. Il Cr (VI) del suolo viene ridotto rapidamente a Cr (III) dalla sostanza organica. Il cromo presente nell’aria è prodotto dall’erosione del suolo prodotta dal vento per cui i paesi che estraggono la cromite costituiscono la maggiore sorgente di inquinamento dell’aria. In Europa, che è una delle aree leader nell’estrazione di cromite, sono stati riscontrati livelli di cromo nell’aria di 0-3 ng/m3 nelle aree remote, di 4-70 ng/m3 nelle aree urbane e di 5-200 ng/m3 nelle aree industriali. Il cromo è presente nel tabacco delle sigarette con livelli compresi tra 0,24 e 6,3 mg/kg, ma non sono disponibili informazioni precise sulla quantità che passa nel fumo.