Elemente Minerale

8/16/2019 Elemente Minerale

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-minerale 1/16

1

ELEMENTE MINERALE



2

În funcţie de proporţia în care se găsesc în organism şi de rolul pe care îl

îndeplinesc:i) elemente minerale esenţiale: intră în compoziţia apei şi a tuturorconstituenţilor organici. Acestea sunt: carbonul, hidrogenul, oxigenul, azotulşi sulful. Organismul îşi procură continuu aceste elemente din apa şi hranaingerată, unde se găsesc în special sub formă de compuşi organici (glucide,lipide şi proteine);

ii) elemente cu rol fundamental: ca1ciu, fosfor, magneziu, sodiu, potasiu şi clor. Aceste elemente sunt procurate zilnic prin dietă, în cantităţi apreciabile (maimari de 100 mg/zi);

iii) oligoelemente: cobaltul cromul, cuprul, fierul, iodul, manganul, seleniul şizincul. Aceste elemente se găsesc în organism în concentraţii mici, reprezintămai puţin de 0,05% din greutatea corporală şi îndeplinesc un rol structural şifuncţional. Aportul alimentar de oligoelemente este şi el foarte redus;

iv) elemente ad

iţionale: arseniu, cadmiu, nichel, siliciu, staniu şi vanadiu. Uneledintre aceste elemente sunt necesare nutriţiei organismului, dar nu îndeplinesc funcţii esenţiale în organism;

v) elemente recunoscute ca fiind toxice pentru organism: mercurul şi plumbul

1. Clasificare



3

2. Metabolismul general al elementelorminerale

• cu excepţia sodiului şi potasiului, majoritatea elementelor minerale, importante

din punct de vedere nutriţional, se găsesc în hrană că atare, sub formă legată• absorbţia lor este întârziată şi redusă• elementele minerale se leagă la proteine specifice de transport• vehicularea: prin sânge şi depozitarea cu ajutorul unor proteine de transportspecifice



4

sunt excretate majoritar prin urină, sub formă de compuşi solubili,dar şi prin fecale

• Necesarul zilnic de elemente minerale esenţiale şi oligoelemente este asigurat demajoritatea alimentelor aflate în dieta zilnică• Surse bogate: boabele cerealelor, fructele şi legumele• Surse sărace: produsele lactate, carnea şi peştele conţin cantităţi mai reduse deelemente minerale• un aport alimentar deficitar în elemente minerale conduce la instalarea unorsindroame clinice specifice, bine definite, şi despre care se cunoaşte că apar caurmare a unor tulburări de absorbţie, sau unor pierderi excesive pe diferite căimetabolice



5

1. CALCIU

• cel mai abundent element mineral din organismul uman• organismul adult conţine aproximativ 25.000 mmoli (1 kg), din care 99% estefixat la nivelul oaselor, sub formă de hidroxiapatită -CalO(PO4)6(OH)2, sub formă defosfat amorf sau de carbonat• sărurile minerale de calciu de la nivelul oaselor sunt depozitate pe matriceaorganică în structuri bine organizate

• calciul total conţinut în fluidul extracelular se găseşte într-o concentraţie de numai22,5 mmoli, din care 9 mmoli se găsesc în plasmă• alimentele cele mai bogate: laptele şi produsele lactate, gălbenuşul de ou, carnea,legumele (fasole, ţelină, castraveţi, varză) şi fructele (în special merele)alimentele• absorbiţie la nivelul intestinului subţire prin legarea la proteine de legare a

calciului (Calcium Binding Protein CaBP) care îi înlesnesc trecerea prin membranaintestinală• transportul este mediat de 1,25(OH)2D3, vitamina A şi C şi de hormonulparatiroidian• se absoarbe aprox. 20-30% din cantitatea totală de calciu ingerat• odată ajuns la nivelul osului o parte din calciul poate fi schimbat rapid cu cel din

fluidul extracelular (ECF), turnover-ul dintre ţesutul osos şi ECF fiind de aproximativ500 mmoli/zi



6

• La nivelul rinichilor Ca2+ ionic este filtrat de către glomerulii renali (240

mmoli/zi). O mare parte din această cantitate este reabsorbită la nivelul tubilorrenali astfel că excreţia normală de calciu este de 2,5-7,5 mmoli/zi.• Calciu conţinut în secreţia gastrointestinală este în parte reabsorbit împreună cucalciul din dietă.• Calciul din fluidul extracelular este filtrat de aproximativ 33 de ori la fiecare 24ore, direct prin rinichi, intestin şi os, un schimb major la nivelul oricăreia din

cele 3 fluxuri are un efect major asupra concentraţiei calciului din ECF şi prinurmare asupra concentraţiei calciului din plasmă• Din cantitatea de calciu ingerată zilnic, aproximativ 16 mM/zi sunt excretaţi prinfecale• Din calciu absorbit şi trecut în circulaţie, sub forme hidrosolubile se eliminăaproximativ 4mM/zi prin urină, cantitate care se menţine constantă în cazul unui

organism sănătos

Rol biochimic



•calciul formează matricea osoasă numită osteoid

• Formarea ţesutului osos necesită sinteza ţesutului osteoid şi o concentraţie aionilor de calciu şi fosfat adecvată pentru a forma hidroxiapatita• Procesul are loc în condiţii optime dacă cantitatea de calciu este de 2,5 ori maimare decât cea de fosfor şi deci raportul Ca/P este de 2,5/1 = 2,5• Pentru îndeplinirea rolului său structural calciul necesită prezenţa ionilor de Mg şi avitaminelor A şi C.

La nivelul oaselor

Participă în procesul de coagulare a sângelui, la permeabilizarea membranelorcelulare, în contracţia musculară, în transmiterea impulsului nervos, la utilizareafierului, la activarea unor enzime, în secreţia gastrică (gastrina) şi în stimularearitmului cardiac (activitate antiaritmică)

Rol de mesager secund

800 mg (20 mM) - cantitate necesară organismului adult; este mai mare în perioadade creştere (până la 1200 mg Ca/zi) şi în sarcină sau în timpul alăptării. Prin laptelematern se secretă zilnic 250 mg Ca. La persoanele în vârstă, necesarul de calciu estecrescut, putând atinge valori de aproximativ 1000 mg Ca/zi).

Necesarul zilnic



Hipocalcemia

cauze ale hipocalcemiei: hipovitaminoza D, hipoparatiroidismul, fenomene de

malabsorbţie intestinală a calciului; pancreatita acută; ingerarea unor agenţi carecomplexează calciul; deficienţa de magneziu; eliberarea renale a fosforului; ingerarea defosfaţi în cantitate mare, insuficienţă renală cronicăsimptome ale hipocalcemiei: tetania, caracterizată prin crampe musculare, amorţiri,zvâcnituri în braţe sau picioare; insomnii, iritabilitate neuromusculară, palpitaţii, cariidentare; malformaţii osoase care determină rahitismul la copii şi osteomalacia la adulţ

în hipoparatiroidie calcemia este foarte scăzută (sub 2mM) şi este asociată cu ocreştere a fosfatemiei, parathormon diminuat sau inadaptat la hipocalcemie, AMPcnefrogenic scăzut, hipocalciurie

Hipercalcemia

cauze ale hipercalcemiei: hiperparatiroidism primar; tirotoxicoză; boala lui Addison;intoxicaţii cu vitamină D şi A; hipercalcemie familială benignăsimptome ale hipercalcemiei: creşterea concentraţiei calciului sanguin;hiperparatiroidism; intoxicaţii cu vitamină D



Strategia explorării funcţionale a hipercalcemiei cronice



2. FOSFOR

•Cantitatea de fosfor din organism reprezint[ 1% din greutatea corporală•La adult este de aproximativ 600- 700g şi se găseşte sub formă de fosfaţi organici şianorganici. Din această cantitate, 85% intră în constituţia scheletului, 6% în muşchi,

iar restul de 9% este prezent în nervi şi sânge.•Concentraţia plasmatică a fosforului este de 1,15 (3,56 mg/l00 ml). Aceastăconcentraţie suferă variaţii circadiene în funcţie de ritmul în care este secretathormonul paratiroidian. De asemenea concentraţia plasmatică a fosforului variază înfuncţie de aportul de glucide. Astfel, cu cât cantitatea de glucide alimentare este maimare cu atât concentraţia fosforului plasmatic este mai mică, deoarece el este utilizat în procesul de metabolizare a glucozei•În celule fosforul se găseşte sub formă de ioni fosfat liberi, în concentraţie de câţivamEq/l, şi în compoziţia acizilor nucleici, a fosfolipidelor şi a unor peptide. Deoarece încelule există numeroase enzime care scindează uşor esterii şi anhidridele fosforice,celulele şi spaţiile extracelulare dispun, în permanenţă, de anioni fosfat liberi care sunt

necesari în procesele metabolice• Aportul zilnic de fosfor din dietă este apreciat la 800-900 mg•Principalele surse vegetale de fosfor sunt: nucile, seminţele, boabele de cereale,mazărea, fasolea, cartofii şi morcovii; în timp ce sursele de origine animală sunt:carnea, peştele, puii, ouăle• în aditivii alimentari şi în majoritatea sucurilor

•La plante - este depozitat în seminţe sub formă de acid fitic sau fitaţi•organismul preia numai 50% din cantitatea de fosfor prezentă sub formă de fitaţi



• Absorbţia: începe la nivelul intestinului subţire devine maximă în jejun, şi scade

la nivelul colonuluieste stimulată de prezenţa vitaminei D, îndeosebi a derivatul său1,25 (OH)2D3, a sodiului, şi de creşterea pH al sucului digestiv de la 3,3 la 7,9.•Filtrare: la nivelul glomerulului renal - aproximativ 85-90% din fosfatulplasmatic iar cantitatea excretată reprezintă diferenţa dintre cea filtrată şi ceareabsorbită în regiunea proximală şi distală a tubilor renali

Reabsorbţia fosforului, ca şi a calciului, este stimulată la acest nivelde 1,25(OH)2D3•Ionii fosfat în exces sunt eliminaţi prin urină sub un control hormonal complex•În mod normal, prin rinichi se excretă zilnic 500-600 mg P, în timp ce prin fecale seexcretă mai puţin de 200-300 mg P/zi, iar prin transpiraţie sub 25 mg P/zi•funcţii: i) intră în constituţia oaselor şi a dinţilor, în special sub formă dehidoxiapatită; ii) este implicat în producerea de energie necesară numeroaselor reacţiidin metabolismul glucidic, lipidic, şi proteic în vederea creşterii şi refacerii tisulare; iii)este principalul constituent al acizilor nucleici; iv) participă la stimularea contracţieimusculare, inclusiv la stimularea contracţiei ritmice; v) este utilizat în menţinereaintegrităţii activităţii nervoase; vi) participă la formarea coenzimelor rezultate dindiferite vitamine hidrosolubile; vii) intră în constituţia unor sisteme tampon careparticipă la păstrarea echilibrului acido-bazic în organism



necesarul zilnic de fosfor la un adult este de 4.000 mg P/zi. În anumite stări

fiziologice (sarcină, alăptare), necesarul zilnic poate ajunge până la 5.000 mgP/zi. Laadulţi peste 60 de ani necesarul zilnic scade la 3.000 mg/zi.Hipofosfatemia•cauze ale hipofosfatemiei: i) deficienţa în vitamină D; ii) hiperparatiroidismul primar;nutriţia parentală cu o cantitate de fosfat inadecvată (în particular în malnutriţie)urmată de o terapie cu glucoză administrată intravenos; iii) cetoacidoză diabetică; iv)

şedinţe de dezalcolizare; v) rahitism hipofosfatemic; vi) agenţi de legare a fosforului,cum ar fi sărurile de magneziu şi aluminiu.Simptome: împiedică dezvoltarea normală iar la adult declanşează tulburări variatecum ar fi; obezitate, astenie fizică şi mentală, manifestări nervoase, căderea dinţilor,artrită, anomalii celulare (la nivelul eritrocitelor, leucocitelor şi plachetelor sanguine).Hiperfosfatemia

cauze ale hiperfosfatemiei: i) tulburările renale concretizate prin scăderea filtratuluiglomerular, creşterea reabsorbţiei tubulare; ii) hipoparatiroidismul; iii) acromegalia;iv) administrarea excesivă de fosfor în stări de hipertermie sau distrugeri tisulare; v)intoxicaţiile cu vitamină D; vi) deficienţele catabolice



•Acţiunea biochimică specifică a Mg a fost pentru prima dată evidenţiată de Erdtman

care a arătat că fosfataza alcalină este activată în prezenţa ionilor de Mg2+

.•Mg serveşte drept activator pentru o gamă largă de enzime care catalizează reacţii ATP-dependente şi sunt activate de ionul de Mg2+

•Mg este un element esenţial în toate procesele metabolice majore: sinteza ADN şi ARN; sinteza proteinelor; transmiterea impulsului nervos; contracţia musculară;transportul membranar; diviziunea celulară; fosforilarea oxidativă şi fotosinteza

•Mg este o componentă structurală a multor macromolecule şi un constituent alcentrului catalitic activ al enzimelor

3. MAGNEZIU

Multiplele interacţii între compuşii fosfat,substrate, proteine şi DNA, toate subcontrolul ionilor de magneziu



14

•Cea mai mare cantitate de Mg se găseşte în microzomi•În mitocondrii Mg este selectiv distribuit între diferitele compartimente structurale:compartimentul intermembranar şi matrixul conţin aproximativ 45% şi respectiv35%, din cantitatea totală de Mg mitocondrial, cu mici diferenţe între repartiţia pefaţa internă sau externă a membranei mitocondriale•În interiorul celulei, Mg este majoritar legat la proteinele plasmatice. Din cei 0,85mmoli/l prezenţi în plasma mamiferelor, doar 65-70% sunt ultrafiltraţi prinmembrană, restul de 30-35% rămânând legaţi de proteinele plasmatice. Afinitateacea mai mare pentru Mg o au albuminele urmate de globuline. Din totalul ionilor deMg2+ vehiculaţi în sânge, ionii de Mg2+ liberi din plasmă reprezintă 55 – 60%, restulformând complecşii cu ionii fosfat, citrat sau alţi anioni

Concentraţia ionilor liberi de Mg2+ din plasmă•intracelular se menţin relativ constante (aproximativ 0,4 mM),, indiferent de tipulde celulă, - reprezintă numai 0,5% din totalul de Mg din interiorul celulei• în matrixul mitocondrial se menţine între 0,4 – 0,8 mM; aproximativ 95% dincantitatea de Mg intracelular se găseşte sub formă legată



15

Rolul magneziului:

• în formarea structurilor macromoleculare•activator alosteric al enzimelor implicate în mecanismele de biosinteză a proteinelorunde rolul unui acid Lewis slab, alături de alţi cationi divalenţi care îndeplinesc mult maibine acest rol:

Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Mg

activează enzimele prin două căi majore şi anume: i) prin activare alosterică în urmalegării lui la partea proteică a enzimei; ii) prin intrarea lui în structura substratului activ.La unele enzime cele două căi pot avea loc simultan.•Intervine în formarea complexelor enzimă – substratNecesităţi:este al patrulea cation, că abundenţă din organism. Organismul adult conţine

aproximativ 1000 mmoli, din care aproximativ 50% se găseşte la nivelul oaselor iarcealaltă jumătate este egal distribuită între muşchi şi alte ţesuturi vitale. Numai 15-29mmoli se găsesc în lichidul cefalo-rahidian (LCR), iar concentraţia serică este de 0,8-1,2mmoli/l. Cantitatea normală de magneziu ingerată zilnic (10-12 mmoli) este mult maimare decât cea necesară menţinerii balanţei de magneziu (8 mmoli/zi). Excesul este

eliminat direct pe care renală



16

Stări patologice

Hipomagnezemia •Cauze: i) malabsorbţie, malnutriţie şi fistule; alcoolism (alcoolismulcronic sau în cazuri de dezalcolizare); ii) ciroza; terapia diuretică; afecţiuniale tubilor renali; iii) excesul cronic al hormonilor mineral-corticoizi.•Sindroame clinice: tetanie, cu un nivel al calciului normal sau crescut;ataxie, tremur, convulsii; slăbire muscularăHipermagnezemia •este de obicei o consecinţă a ingerării unei cantităţi mari în timpul unortratamente•Starea miocardului începe să fie afectată la o concentraţie de 2,5-5,0mmoli/l.•Concentraţii foarte mari (peste 7.5 mmoli/l) pot determina paraliziirespiratorii şi stop cardiac• Astfel de hipermagnezemii extreme pot fi observate ocazional în bolilerenale cronice

Documents

Elemente Minerale