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Oligoelementi e alimentazione

OLIGOELEMENTI e ALIMENTAZIONE

Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU)

Tratto dal sito: http://www.sinu.it/

Il residuo minerale della combustione dei tessuti animali è composto da elementi principali (calcio, fosforo, potassio, sodio, cloro, magnesio) presenti in quantità relativamente elevata dell’ordine del grammo (macroelementi), e da piccole quantità dell’ordine del milligrammo o meno di altri elementi, (microelementi: ferro, zinco, rame, manganese, iodio, cromo, selenio, molibdeno, cobalto, ecc.). I macro ed i microminerali entrano nella costituzione delle cellule e dei tessuti dell’organismo e derivano dagli alimenti e dalle bevande introdotti.

Nella valutazione nutrizionale di un oligoelemento si deve tenere conto dei concetti di tossicità, essenzialità e biodisponibilità.

La tossicità è propria di tutti gli elementi, ed è soltanto funzione della concentrazione alla quale è esposto l’organismo: dalla risposta dell’organismo alle basse concentrazioni si deduce se l’oligoelemento è solo tollerato oppure è richiesto per assolvere a funzioni vitali.

Attualmente sono ritenuti essenziali circa 1/3 degli oligoelementi minerali conosciuti (cromo, manganese, ferro, cobalto, rame, selenio, molibdeno, iodio), anche se non per tutti sono stati messi in evidenza sintomi specifici di carenza nell’uomo. Non sono stati ancora riconosciuti come essenziali altri elementi traccia o ultratraccia (così chiamati perchè presenti in concentrazioni inferiori al microgrammo per grammo di dieta) quali litio, vanadio, silicio, nickel, arsenico, piombo, fluoro. Il numero di elementi definiti essenziali riflette lo stato delle conoscenze ad un certo momento: con il progredire delle ricerche e delle tecniche di rilevamento e di analisi, altri elementi potranno forse essere riconosciuti come essenziali.

Per biodisponibilità si intende la quota di elementi ingerita che è effettivamente assorbita, trasportata al sito di azione e convertita nella forma fisiologicamente (o tossicologicamente) attiva. Pertanto un alimento è in grado di coprire il fabbisogno di un oligoelemento se questo è presente non solo in quantità corretta ma anche in forma biodisponibile. La biodisponibilità è influenzata da fattori intrinseci o fisiologici (specie animale e genotipo; età e sesso; microflora intestinale ed eventuali infezioni intestinali; stati fisiologici particolari - crescita, gravidanza, allattamento -; abitudini alimentari e stato di nutrizione; stress ambientale e stato di salute; ligandi endogeni) e da fattori estrinseci o alimentari (forma chimica del minerale - stato di ossidazione, sale inorganico o chelato -; solubilità del complesso minerale; presenza di chelanti negli alimenti; quantità relativa di altri minerali, con meccanismi di antagonismo competitivo e non).

CALCIO

Il calcio è il minerale più largamente rappresentato nell'organismo umano: nell'adulto è contenuto nella misura di 1200 g circa, il 99% del quale nello scheletro e nei denti. Il rimanente 1% è ripartito tra tessuti molli e liquidi extracellulari; in questi ultimi la quota ionizzata (45% circa) rappresenta la quota funzionalmente attiva. Nelle ossa il calcio svolge un ruolo strutturale come componente dell’idrossiapatite e costituisce una riserva per il mantenimento della concentrazione plasmatica, che varia entro stretti limiti intorno a 2, 5 mmol/l (10 mg/dl) grazie alle note azioni omeostatiche svolte dagli ormoni calcio-regolatori: paratormone, calcitriolo (1, 25 OH-colecalciferolo) e calcitonina. Nell'ambito extra ed intracellulare il calcioione è richiesto per lo svolgimento di funzioni altamente specializzate (attivazioni enzimatiche, trasmissione dell'impulso nervoso, contrazione muscolare, permeabilità delle membrane, moltiplicazione e differenziazione cellulare).

Assorbimento ed eliminazione

L'assorbimento del calcio avviene attraverso due meccanismi: trasporto attivo transcellulare (saturabile) e diffusione passiva paracellulare (non saturabile). L’assorbimento transcellulare avviene nell'intestino prossimale, mediante una proteina legante il calcio che trasferisce il minerale attraverso l'enterocita verso la membrana basale o laterale dove viene espulso dalla calcio magnesio ATPasi.

Una piccola quota di calcio può essere assorbita nell'intestino distale. Solo il 35-45% del calcio della dieta viene assorbito. La quota assorbita dipende dallo stato fisiologico del soggetto e dalle interazioni con altri componenti della dieta. Oltre all'influenza favorevole sull’assorbimento esercitata dalla vitamina D, la biodisponibilità del calcio alimentare può essere aumentata dalla presenza di zuccheri, in particolare di lattosio (Allen, 1982; Spencer & Kramer, 1986), di alcuni aminoacidi (lisina, arginina) e da un aumento del pH intraluminale (Wilkinson, 1976).

La biodisponibilità viene invece diminuita da alcuni costituenti dei vegetali: ossalati, fitati, fosfati ed alcune frazioni della fibra alimentare (acidi uronici) (Heaney & Weaver, 1989; Heaney et al. , 1991, James et al ., 1978). Alcuni di questi composti indigeribili a cui il calcio è legato possono però essere degradati ad opera della flora batterica intestinale a livello della regione ceco-colon (Favus et al. , 1980). La degradazione batterica di questi composti può pertanto essere un fattore importante nella valutazione globale della biodisponibilità del calcio.

In condizioni di bisogno elevato (prima infanzia, adolescenza e gravidanza) la percentuale di assorbimento del calcio alimentare è più elevata rispetto a quella osservata nell'adulto (Matkovic, 1991; Heaney & Skilman, 1971), mentre diminuisce con l'avanzare dell'età (Gallagher et al. , 1979) e con l'aumento dell'apporto alimentare (Heaney et al. , 1975).

Il calcio viene eliminato dall'organismo per tre vie: feci, urine, sudore. Con le feci si perde, oltre alla quota di calcio alimentare non assorbita, una quota endogena (100-200 mg/die) rappresentata dai secreti intestinali; l'eliminazione urinaria presenta ampie variazioni inter e intraindividuali, in relazione anche al concomitante apporto di proteine, sodio e fosforo; le perdite con il sudore sono risultate recentemente superiori a quanto finora ritenuto (Charles et al. , 1983; Charles et al. , 1991).

Livelli eccessivi, livelli subottimali e carenza

Eccessi di calcio nell’organismo derivanti da ingestione con la dieta sono rari. Si possono verificare in seguito ad inappropriata somministrazione di vitamina D, e provocare nefrolitiasi e nefrocalcinosi. Un apporto elevato di calcio con la dieta sembra essere in grado di inibire l'assorbimento intestinale di altri minerali quali il ferro e lo zinco (Ticca & Tomassi, 1993; Whiting, 1994).

In alcuni studi un elevato apporto di calcio con la dieta è stato associato al riscontro di più bassi valori pressori (McCarron et al ., 1984); in altri, tali riscontri non sono stati confermati (Akley et al ., 1983).
Si ritiene che una deficienza cronica di calcio alimentare nella fase di accrescimento corporeo possa in seguito determinare una ridotta densità minerale dell’osso rispetto al picco di massa ossea, raggiunto tra i 20 e i 30 anni (maturità scheletrica). Dopo questo picco si verifica, qualunque sia il livello di assunzione di calcio, una graduale riduzione della densità minerale dell’osso.

La migliore protezione nei riguardi di questa riduzione consiste nell'ottenere un picco di massa ossea il più possibile vicino a quello geneticamente programmato (Matkovic & Ilich, 1993). Più controverso è il ruolo del calcio alimentare nella patogenesi dell'osteoporosi in età post-menopausale o in età avanzata. L’osteoporosi è una malattia multifattoriale il cui principale determinante nella donna è la cessazione dell'attività estrogenica (Dempster & Lindsay, 1993). La dimostrazione che la supplementazione di calcio sia efficace nel ridurre la perdita di osso trabecolare soltanto nei soggetti di età più avanzata e con apporti abituali di calcio alimentare piuttosto bassi (Dawson-Hughes, 1991) concorda con quanto affermato da Heaney (1986), e cioè che bassi introiti di calcio nell’anziano abbiano un ruolo "permissivo" piuttosto che causale nello sviluppo della malattia. Situazioni carenziali acute sono rare: si possono verificare nei lattanti alimentati con formule con basso rapporto Ca/P o non integrate con vitamina D.

Livelli di assunzione e fonti alimentari in Italia

Il livello medio di assunzione di calcio nella dieta italiana (ricostruita in laboratorio sulla base dei consumi alimentari) risulta essere di 820 mg/die (Carnovale et al. , in corso di preparazione). Il gruppo del latte e dei suoi derivati contribuisce per più del 65% dell'assunzione totale di calcio (540 mg/die). I vegetali rappresentano circa il 12% dell'assunzione (97 mg/die); i cereali contribuiscono per l'8, 5% (70 mg/die), mentre le carni ed il pesce per il 6, 5% (53 mg/die). È difficile stimare la quota rappresentata dal calcio dell’acqua da bere. Potrebbe rappresentare una discreta fonte di calcio, considerando anche il suo consumo medio giornaliero (1, 5 l/die). Tuttavia il contenuto delle acque potabili e delle acque minerali è molto variabile, con unintervallo che va da pochi mg/l a più di 400 mg/l.

Indagini dirette su differenti gruppi di popolazione hanno dato risultati variabili a seconda del gruppo esaminato. Dati di consumo raccolti in tre comunità rurali hanno evidenziato un'assunzione media giornaliera di calcio bassa: circa 566 mg (Lanzola et al. , 1983). Livelli bassi sono stati osservati anche nella popolazione anziana: 615 mg per le donne e 718 mg per gli uomini (Scaccini et al. , 1992). Secondo una recente indagine alimentare svolta nei bambini dai 7 ai 10 anni di 4 regioni italiane (per un totale di oltre 35.000 bambini), l’apporto medio di calcio è di circa 800 mg in questa classe di età (Bellù et al., 1995).
In tutte le classi di età, i livelli di assunzione sono risultati nettamente inferiori a quelli osservati nelle popolazioni del Nord-Europa.

Livelli raccomandati di assunzione

La determinazione del fabbisogno di calcio alle diverse età e in diverse condizioni fisiologiche si basa, al momento attuale, sull’effetto che l’assunzione di questo nutriente ha sulla massa scheletrica. Un’adeguata assunzione di calcio è necessaria per il raggiungimento, all’inizio dell’età adulta, di un picco di massa ossea che sia piena espressione delle potenzialità genetiche dell’individuo.

Particolarmente importanti sono dunque i fabbisogni durante l’infanzia e l’adolescenza. È stato ipotizzato che le quote di calcio raccomandate da vari Paesi per l'età evolutiva e per i primi anni dell'età adulta non siano abbastanza elevate da ottimizzare il picco osseo geneticamente predeterminato (Matkovic & Ilich, 1993).

BAMBINI

Considerando il contenuto medio di calcio del tessuto osseo e la velocità di crescita, nei bambini fra 1 e 10 anni la quota giornaliera media necessaria per l’accrescimento scheletrico aumenta da 70 a 150 mg. Tenendo conto che l’assorbimento netto del calcio è pari al 35% della quota ingerita, e che un ulteriore apporto del 30% va aggiunto per coprire la variabilità individuale, sono stati calcolati dei valori di 400-550 mg /die (Commission of the European Communities, 1993).

Tuttavia, studi condotti con il metodo del bilancio del calcio mostrano che quantità più elevate di calcio possono essere ritenute dall’organismo e deposte nello scheletro (Matkovic & Heaney, 1992). Johnston et al. (1992) hanno inoltre mostrato che, aumentando l’assunzione di calcio nei bambini di 6-14 anni di età fino a 1000-1500 mg al giorno, è possibile ottenere un significativo aumento della massa scheletrica. Considerando l’insieme di questi studi, si ritiene adeguata la raccomandazione di 800 mg/die per i bambini da 1 a 6 anni proposta nei precedenti LARN, mentre nei bambini tra 7 e 10 anni si propone un aumento a 1000 mg al giorno.

ADOLESCENTI
Nel periodo puberale si registrano uno sviluppo e un accumulo di massa scheletrica importanti e rapidi. I valori indicati nei precedenti LARN (1200 mg/die) sono considerati sufficienti per garantire un bilancio ottimale. Un recente studio condotto da Lloyd et al. (1992) ha infatti mostrato un aumento della massa scheletrica in adolescenti di 12-17 anni che per 18 mesi avevano mantenuto un’assunzione di 1300 mg circa, rispetto a coetanee che consumavano 1000 mg.

ADULTI
Il consolidamento della massa scheletrica - soprattutto per effetto di un aumento del contenuto minerale - si verifica subito dopo la pubertà, così che - tra i 20 e i 30 anni - si raggiunge il picco di massa ossea. Successivamente, si osserva un periodo di mantenimento o di lieve riduzione della massa, fino alla menopausa nelle donne e ai 60-65 anni negli uomini. Si ritiene dunque opportuno raccomandare, per i giovani adulti fino a 29 anni, un aumento dell’assunzione di calcio a 1000 mg/die rispetto ai precedenti valori di 800 mg/die. Negli adulti dai 30 ai 50/60 anni, gli studi di bilancioconfermano che il livello di 800 mg, raccomandato nella precedente edizione dei LARN, è appropriato.

GRAVIDANZA E ALLATTAMENTO

Durante la gravidanza, e soprattutto nel terzo trimestre, il fabbisogno di calcio aumenta, per la necessità di trasferirne al feto 200-250 mg/die. Analoghe quantità sono perse dalla madre durante l’allattamento: infatti, il contenuto di calcio del latte materno è di 320 mg/l; assumendo un consumo giornaliero medio da parte del lattante di 750 ml, la perdita giornaliera di minerale è di 240 mg per la gestante. Anche se il controllo ormonale del metabolismo calcico determina nella gestante e nella nutrice un aumento dell’assorbimento intestinale e una diminuzione dell’escrezione urinaria di calcio, è comunque opportuno prevenire il depauperamento del patrimonio minerale della donna con un aumento dell’assunzione di calcio di 400 mg, in accordo con le precedenti raccomandazioni.

ANZIANO
Nell’anziano si registra una riduzione dell’assorbimento, dovuto a una ridotta sintesi di 1, 25 (OH) 2 colecalciferolo. Il livello di assunzione dovrà dunque essere superiore a quello dell’adulto. Il livello raccomandato nella precedente edizione dei LARN è considerato appropriato: 1000 mg/die.

MENOPAUSA
Nei cinque anni successivi alla menopausa, l’assunzione di quantità di calcio superiori a 800 mg/die non è in grado di inibire sostanzialmente la rapida perdita di massa scheletrica, sebbene si osservi un marginale effetto protettivo nell’osso compatto (Riis et al ., 1987). Nel periodo successivo, l’assunzione di calcio riveste una maggiore importanza: per livelli di assunzione inferiori al fabbisogno dell’adulto (800 mg) è stata osservata una rapida perdita di massa scheletrica, (Dawson-Hughes et al ., 1990); per livelli superiori, nell’ordine di 1500 mg al giorno, in combinazione con un programma di esercizio fisico di livello moderato, è stata osservato un rallentamento della perdita di massa ossea (Prince et al ., 1991). Alla luce di queste osservazioni, si ritiene opportuno raccomandare un’assunzione di calcio di 1200-1500 mg/die per le donne al di sopra dei 50 anni che non effettuano terapia sostitutiva con estrogeni.

In considerazione di quanto esposto in precedenza, e tenendo conto anche che le notevoli differenze delle quote raccomandate di calcio proposte dalle comunità scientifiche dei vari Paesi non sempre trovano spiegazioni sicure e dimostrate in base alle attuali conoscenze, rilevato che il livello di ingestione media giornaliera di calcio da parte della popolazione italiana offre un margine di sicurezza più che discreto rispetto alla quota raccomandata per l'adulto, si propone di: 1) mantenere invariate le quote LARN 1986 per l'adulto, per l'anziano maschio, per le donne in gravidanza e nell'allattamento; 2) aumentare le raccomandazioni nei bambini, negli adulti in fase finale di maturazione ossea (18-29 anni) e nella donna in post menopausa.

FOSFORO

Gran parte del fosforo presente nell'organismo (85%) è depositato nelle ossa insieme al calcio sotto forma di idrossiapatite; il rimanente 15% è situato nei tessuti molli e nei liquidi extracellulari, nei quali riveste un ruolo strutturale (fosfolipidi presenti in tutte le cellule e specialmente nel tessuto nervoso) ed un ruolo funzionale (fosfati) nel metabolismo intermedio, ed in una serie di composti adibiti a deposito e trasporto di energia (ATP) e alla trasmissione intracellulare di messaggi ormonali (AMPc). E' inoltre un componente del materiale genetico, poichè è un costituente delle nucleo-proteine. Sotto forma di fosfato mono e bibasico funziona come sistema tampone, e dunque contribuisce alla regolazione dell'equilibrio acido-base dei fluidi corporei. L'omeostasi del fosforo è mantenuta dalle variazioni dell'escrezione renale di fosfati, della quale il paratormone è il principale regolatore (Lau, 1986). Ad un aumento dell’apporto alimentare di fosforo fa seguito un rapido aumento dell’escrezione urinaria. Circa il 60% del fosforo alimentare è assorbito dall'intestino; l'assorbimento è influenzato favorevolmente dalla vitamina D (1-25 idrossicolecalciferolo), indipendentemente dal suo effetto sull'assorbimento del calcio (Kabakoff et al ., 1982).

Carenza
L'ampia diffusione del fosforo nei vari alimenti unitamente alla capacità renale di trattenere i fosfati rende eccezionale l'evenienza di ipofosfatemia da insufficiente apporto alimentare. È da sottolineare comunque l'insufficiente contenuto di fosforo del latte umano per il neonato prematuro (Greer, 1994).
L'ipofosfatemia può essere riscontrata in determinate situazioni cliniche (malassorbimento, rialimentazione di pazienti malnutriti) ed in seguito all'uso prolungato ed incontrollato di antiacidi in grado di legarsi al fosforo. La sintomatologia dell'ipofosfatemia consiste in anoressia, turbe mentali, alterazioni della conduzione nervosa e del sistema muscolo-scheletrico (Berner & Shike, 1988).

Apporti eccessivi e tossicità

In caso di apporto eccessivo di fosforo con la dieta, l’efficienza dell’escrezione renale permette di evitare che nei fluidi corporei si instauri un aumento del rapporto P/Ca che potrebbe determinare un iperparatiroidismo secondario.

Questo fenomeno è quindi raro. Alcune situazioni cliniche comportano iperfosfatemie croniche (insufficienza renale cronica, sindromi emolitiche, acromegalia ed ipertiroidismo grave), con conseguenti fenomeni di calcificazioni a carico dei tessuti molli.

L’iperfosfatemia acuta può invece scatenare una crisi tetanica da ipocalcemia (Lindsay et al ., 1994). Nell’adulto il rapporto Ca/P della dieta può variare senza disturbi per il metabolismo del calcio, mentre nell’età evolutiva è consigliabile mantenere il rapporto molare tra 0, 9 e 1, 7 (Marshall et al. , 1976).

Fonti alimentari

Le fonti principali di fosforo sono rappresentate dagli alimenti ricchi in proteine. Le concentrazioni più elevate si riscontrano nei semi dei cereali (11 mg/g nel germe di grano) e nei legumi (da 3 a 6 mg/g). Altre fonti sono uova, carne, cereali (1 a 2 mg/g), latte (circa 0, 9 mg/g) e verdure (0, 4 - 0, 7 mg/g). Nella parte edibile della carne, del pesce e del pollame, il contenuto di fosforo è da 15 a 20 volte superiore a quello del calcio, mentre nelle uova, nei semi di cereali e nei legumi è il doppio. Soltanto il latte e i suoi derivati e le verdure a foglie verdi contengono più calcio di fosforo.

La biodisponibilità del fosforo contenuto negli alimenti animali è superiore a quella dei vegetali, nei quali in gran parte è contenuto sotto forma di acido fitico (Allen & Wood, 1994). Anche alcuni minerali (calcio in quote elevate, alluminio contenuto negli antiacidi) interferiscono negativamente con l'assorbimento intestinale del fosforo (Cooke et al ., 1979).

Livelli di assunzione raccomandati

Una dieta equilibrata copre generalmente le necessità di fosforo delle varie fasce di popolazione, e la principale raccomandazione è perciò quella di evitare livelli di assunzione di fosforo troppo elevati rispetto a quelli di calcio, soprattutto nella fase di accrescimento osseo, poichè l'assorbimento e l'escrezione del fosforo sono strettamente legati a quelli del calcio. Il rapporto molare calcio/fosforo deve essere mantenuto nei limiti di 0, 9-1, 7 nell’alimentazione dei bambini, mentre gli adulti possono tollerare variazioni più ampie senza danno (Commission of the European Communities, 1993).
Come nei precedenti LARN vengono raccomandati dei livelli di assunzione di fosforo che corrispondono, in g, ai livelli raccomandati per il calcio (e che corrispondono quindi ad un rapporto molare calcio/fosforo di 1, 3), con l’eccezione dei lattanti per i quali il rapporto calcio/fosforo è leggermente più elevato, come raccomandato nelle RDA americane (National Research Council, 1989).

MAGNESIO

Il contenuto corporeo di magnesio nell'organismo adulto è di 20-28 g circa: il 60% è presente nelle ossa, il 39% nei compartimenti intracellulari e circa l'1% nei liquidi extracellulari. Il magnesio svolge un ruolo essenziale in un gran numero di importanti reazioni cellulari. Ha anche ricoperto un ruolo importante nell'evoluzione biologica, in quanto componente della clorofilla e dei composti contenenti legami altamente energetici come il complesso Mg-ATP. E' pertanto essenziale in molti processi metabolici (biosintesi dei lipidi, delle proteine e degli acidi nucleici, formazione del " secondo messaggero " AMP-ciclico e glicolisi) oltre che in processi di trasporto di membrana energia-dipendenti. Il magnesio partecipa all'attività di oltre 300 sistemi enzimatici (Wacker, 1980).

La sua concentrazione nei liquidi extracellulari è di importanza critica, insieme a quella del calcio e di altri cationi, per il mantenimento del potenziale di membrana dei nervi e dei muscoli e per la trasmissione dell'impulso nervoso: il magnesio è inoltre essenziale per i processi di mineralizzazione e di sviluppo dell'apparato scheletrico (Aikawa, 1981). Nel plasma il magnesio è presente in concentrazioni variabili tra 0, 7 e 1, 0 mmol/l (17-24 mg/l), per il 30% legato alle proteine (soprattutto albumina) e per il rimanente sotto forma ionizzata (Wester, 1987).

Il magnesio è assorbito nel tenue attraverso sia un meccanismo mediato da un trasportatore sia un processo di diffusione non specifico. La quota assorbita varia con la concentrazione di magnesio nella dieta (si riduce dal 65-70% per apporti di 7-36 mg all'11-14% per apporti di 960-1000 mg; viene scarsamente assorbito se l'apporto è superiore a 2 g/die), ma anche con la presenza di altri componenti della dieta: fitati, calcio, fosforo ed acidi grassi a catena lunga ne riducono l'assorbimento (Roth & Werner, 1979; Seeling, 1981).

Le perdite di magnesio avvengono con le feci, le urine e il sudore. Nei reni, la frazione di magnesio plasmatico non legata a proteine viene ultrafiltrata a livello glomerulare; circa il 30% del magnesio filtrato è riassorbito a livello del tubulo prossimale, mentre un altro 60% è riassorbito a livello dell'ansa di Henle.

L'omeostasi del magnesio è sostanzialmente garantita dalla funzione renale e dalla modulazione dell’assorbimento a livello intestinale: per bassi apporti di magnesio si verifica un aumento dell'assorbimento ed una riduzione delle perdite urinarie. Riduzioni brusche della concentrazione extracellulare di magnesio determinano un aumento della produzione di paratormone, incrementando sia la conservazione renale sia il rilascio dal pool scheletrico (Shils, 1988).

Carenza
Data la diffusa presenza di magnesio negli alimenti e l'elevata efficienza della ritenzione di magnesio da parte del rene, non si conoscono casi di carenza alimentare spontanea di magnesio. Stati di deficienza di magnesio sono stati indotti sperimentalmente (mediante diete contenenti 12 mg/die di magnesio) (Shils, 1969) o si possono riscontrare in diversi stati morbosi quali: patologie gastroenteriche condizionanti malassorbimento o eccessive perdite idroelettrolitiche; nefropatie con perdite renali del catione per alterato riassorbimento; malnutrizione, stati ipercatabolici ed alcoolismo; nutrizione artificiale con preparati carenti in magnesio; uso di farmaci che interferiscono con i meccanismi di riassorbimento renale del catione (diuretici e farmaci nefrotossici) (Shils, 1988). La deficienza di magnesio si manifesta con alterato metabolismo del calcio, del sodio e del potassio che si traduce in debolezza muscolare, alterata funzionalità cardiaca ed anche crisi tetaniche.

Livelli di ingestione eccessivi e tossicità

L'ingestione di elevate quantità di magnesio (3-5 g) provoca diarrea, ma in presenza di una funzione renale normale non si manifestano nè ipermagnesiemia nè dannosi effetti sistemici. Una ipermagnesiemia può Invece essere indotta in soggetti con compromissione della funzione renale, ad esempio in caso di uso prolungato di farmaci contenenti magnesio (come alcuni lassativi o antiacidi), o in caso di somministrazione parenterale di magnesio. L’ipermagnesiemia si manifesta inizialmente con nausea, vomito e ipotensione; successivamente compaiono bradicardia, vasodilatazione cutanea, anomalie elettrocardiografiche, iporeflessia e depressione del sistema nervoso centrale, per arrivare infine a depressione respiratoria, coma e arresto cardiaco (Mordes & Wacker, 1977).

Livelli di assunzione e fonti alimentari in Italia

Il magnesio è presente in quasi tutti gli alimenti, anche se in concentrazione diversa.Nei vegetali verdi il magnesio è presente nella clorofilla al centro del nucleo pirrolico, che lo protegge probabilmente dall'azione di composti chelanti e dunque ne facilita l’assorbimento. Quantità maggiori sono contenute nei legumi, nei cereali integrali e nella frutta secca, anche se più dell'80% del magnesio viene rimosso dai trattamenti di raffinazione dei cereali. Vegetali a foglie verdi e banane sono buone fonti, mentre altri frutti di uso comune, la carne, il pesce ed il latte, sono fonti di minore importanza. Nel complesso, diete ricche in vegetali e cereali non raffinati hanno un contenuto di magnesio maggiore rispetto a quello di diete ricche di carni, prodotti lattiero-caseari ed alimenti raffinati (Marier, 1986).

Dallo studio della dieta totale italiana risulta che l'apporto medio giornaliero di magnesio con gli alimenti (bevande escluse) è di 254 mg, con una variabilità geografica molto contenuta: da 246 a 262 mg a secondo dell’area (Turrini et al. , 1991). La fonte principale è costituita dagli alimenti di origine vegetale: per il 30% da verdura e ortaggi, per il 29% da cereali e derivati, per il 15% dalla frutta; uova, carne e pesce ne apportano il 14% e latte e derivati il 12% (Carnovale et al. , in preparazione ). L'apporto di magnesio con l'acqua è molto variabile a seconda della natura dell'acqua, ed è stato poco quantificato; sulla base di un consumo di un litro al giorno si può ipotizzare un introito da 1 a 50 mg.
I dati attualmente disponibili sulla biodisponibilità del magnesio variano, a seconda degli studi, dal 21 al 60% (Lahskmann, 1984; Schwartz et al. , 1984. La presenza di fitati può comprometterne l'assorbimento, mentre risultati contrastanti esistono riguardo all'effetto dei costituenti della fibra alimentare.

Livelli di assunzione raccomandati

È stato osservato che, nel soggetto sano, apporti da 3 a 4, 5 mg/kg (210-320 mg/die) sono sufficienti per il mantenimento del bilancio (Mahalco et al., 1983; Schwartz et al. , 1984). Tuttavia mancano ancora dati per stabilire con sicurezza un livello di assunzione raccomandato, per cui è preferibile proporre un intervallo di sicurezza, così come indicato dalla Commission of the European Communities (1993): da 150 a 500 mg/die.

SODIO

Il sodio è il principale catione dei liquidi extracellulari. Le quantità di sodio, come quelle degli altri elettroliti, vengono generalmente espresse sia in equivalenti che in g; 1 mEq di sodio corrisponde a 23 mg di sodio. Il contenuto corporeo medio nel maschio adulto è di 4 equivalenti (92 g): la metà (2 Eq; 46 g) si ritrova nei fluidi extracellulari alla concentrazione di 135-145 mEq/l (3, 1-3, 3 g/l); 0, 5 Eq (11, 5 g) si trovano nei liquidi intercellulari alla concentrazione di 2 mEq/l (46 mg/l) mentre 1, 5 Eq (34, 5 g) sono sequestrati nelle ossa. Il sodio svolge le importanti funzioni di regolare il volume dei fluidi extracellulari, la pressione oncotica dei fluidi extracellulari e l'equilibrio acido-basico; inoltre il sodio è coinvolto nei fenomeni elettrofisiologici dei tessuti nervosi e muscolari, nella trasmissione dell'impulso nervoso, nel mantenimento del potenziale di membrana e dei gradienti transmembrana essenziali per gli scambi cellulari di nutrienti e substrati e per il mantenimento del "milieu" intracellulare (Luft, 1990).

Poichè presente negli alimenti e bevande esclusivamente in forma ionica solubile, il sodio è totalmente disponibile all'assorbimento. Viene assorbito nel tratto distale dell’intestino tenue e nel colon. La concentrazione di sodio nei fluidi extracellulari è mantenuta ad opera dei reni: pressochè tutto il sodio che passa nel filtrato glomerulare viene riassorbito. L'omeostasi del sodio viene così mantenuta di fronte ad una grande variabilità di situazioni ambientali e alimentari; la regolazione del contenuto corporeo di sodio è strettamente correlata al controllo del volume dei fluidi extracellulari, ed avviene principalmente per azione dell'aldosterone a livello del riassorbimento tubulare renale. Il rene adulto può regolare l'escrezione di sodio a seconda delle necessità tra lo 0, 5 e il 10% del carico filtrato. Perdite obbligatorie di sodio si verificano attraverso le feci ed il sudore, ma si tratta di solo circa il 7% degli apporti di sodio (per una alimentazione ricca di sodio come la nostra).

Carenza, livelli eccessivi e tossicità

Un deficit di sodio provocato da ridotto apporto alimentare non si verifica in condizioni normali anche con diete a bassissimo contenuto in sodio. Una deplezione di sodio si può verificare solo in condizioni di sudorazione estrema o qualora traumi, diarrea cronica o malattie renali producano un'incapacità a trattenere sodio.

L'assunzione di una quantità elevata di sodio determina un aumento del volume dei fluidi extracellulari: l'acqua viene richiamata al di fuori dalle cellule per mantenere costante la concentrazione di sodio. Il risultato finale può essere la comparsa di edema e di ipertensione arteriosa. Tuttavia una tossicità acuta da sodio di origine alimentare è improbabile.

Un prolungato consumo di quantità eccessive di sodio è stato messo in relazione con la patogenesi dell'ipertensione arteriosa in soggetti sensibili (Gleibermann, 1973; Tobian, 1979; Swales, 1988). Esiste una relazione tra l'escrezione urinaria di sodio (assunto come indicatore dell'apporto) e l'aumento dei valori pressori con l'età ( Intersalt Cooperative Research Group , 1988). Anche se altri fattori (obesità, bassi apporti alimentari di potassio, di calcio, di magnesio , tipo di acidi grassi nella dieta, consumo di alcool, fumo di tabacco, ridotta attività fisica, stress) possono concorrere nello sviluppo dell'ipertensione arteriosa, esiste tuttavia uno stretto rapporto tra apporto di sodio ed aumentati valori di pressione arteriosa sistolica e diastolica, tanto da far ritenere che l'associazione causale sodio-ipertensione sia stata sottovalutata (Law et al. , 1991a; Frost et al. , 1991).

Questa relazione è di tipo continuo, cioè non esiste un livello di introduzione di sodio al di sotto del quale l'effetto non si manifesti: calcolando la potenziale riduzione dei valori di pressione arteriosa per riduzione dell'apporto di sodio, e confrontando i dati ottenuti negli studi di intervento, è stato dedotto che la riduzione del consumo di sodio si tradurrebbe in una apprezzabile riduzione della mortalità per eventi cardio- e cerebro-vascolari acuti (Law et al. , 1991b).

Livelli di assunzione e fonti alimentari in Italia

Le fonti di sodio nell'alimentazione sono di varia natura: da una parte il sodio contenuto nel sale aggiunto nella cucina casalinga o a tavola (sodio cosiddetto discrezionale), e dall'altra il sodio contenuto negli alimenti, sia presente naturalmente che aggiunto nelle trasformazioni artigianali o industriali (sodio non discrezionale). Ogni grammo di sale contiene circa 0, 4 g di sodio. Il sodio discrezionale rappresenta in media il 36% dell'assunzione totale di sodio in Italia (Leclercq & Ferro-Luzzi, 1991).

Questa proporzione è lievemente più elevata nelle donne (39%) e più bassa nei bambini (34%). Nelle zone rurali, un ulteriore 10% deriva dalle conserve casalinghe (formaggi, insaccati, conserve di ortaggi). L'ingestione giornaliera di sodio contenuto naturalmente negli alimenti e nelle bevande - tra cui l'acqua potabile - è stata stimata in 16 - 25 mEq, cioè circa 0, 5 g (Bull & Buss, 1990), che corrisponde al 10% degli apporti totali in Italia. Per differenza, si può stimare nel 55% la quota degli apporti che deriva dal sodio aggiunto nei prodotti trasformati, artigianali, industriali o della ristorazione collettiva. Questo sodio è prevalentemente sotto forma di cloruro di sodio, mentre soltanto il 10% del sodio totale è presente sotto forma di altri sali (glutammato di sodio, bicarbonato di sodio, etc.).

Un’ulteriore stima degli apporti e delle fonti di sodio non discrezionali è quella derivata dall'analisi chimica della dieta italiana di riferimento (Carnovale et al. , in preparazione). Il contenuto complessivo di sodio nella dieta nazionale ricostruita senza aggiunta di sale discrezionale è risultato pari a 74 mEq (1, 7 g) di sodio. Dall'analisi dei gruppi di alimenti risulta che i cereali e derivati, tra cui il pane, rappresentano la principale fonte di sodio non discrezionale (42%). Elevate quote derivano anche dai gruppi carne/uova/pesce (31%) e latte e derivati (21%), per via del sale aggiunto rispettivamente nelle carni e pesci conservati e nei formaggi.

I contributi sia della frutta (3%) che delle verdure e ortaggi (2%) sono invece molto bassi, e prevalentemente di origine naturale. Anche negli altri Paesi occidentali, il pane costituisce la maggiore fonte di sodio tra i prodotti trasformati. Di conseguenza, l'uso del pane "sciapo" (senza sale aggiunto), che è largamente diffuso in alcune regioni italiane, può essere un ottimo mezzo per la riduzione degli apporti di questo elemento. In un'area delle Marche è stata rilevata una ridotta ingestione globale di sodio legata a questo tipo di consumo (Leclercq & Ferro-Luzzi, 1991).

Gli apporti totali di sodio sono stati stimati mediante indagini epidemiologiche con varie tecniche: raccolte urinarie delle 24 ore, pesata del sale (applicando il fattore di correzione per il 60% del sale consumato che non viene ingerito) e degli alimenti (utilizzando le tabelle di composizione degli alimenti) e analisi di diete totali. Da uno studio svolto su campioni rappresentativi della popolazione di tre aree italiane (Marche, Lazio e Campania) sono emersi i seguenti livelli di escrezione urinaria di sodio: 191 mEq (4, 4 g) negli uomini adulti, 160 mEq (3, 7 g) nelle donne adulte e 132 mEq (3 g) in bambini dalla età media di 11 anni (Leclercq & Ferro-Luzzi, 1991). I dati di consumo dell'indagine svolta su scala nazionale dall'Istituto Nazionale della Nutrizione (Turrini et al. , 1991) confermano questi risultati: è stato stimato in 152 mEq (3, 5 g) l'ingestione di sodio giornaliera pro-capite (Leclercq et al. , 1991). Per essere di interpretazione più immediata per la popolazione, questi dati possono essere espressi in g di cloruro di sodio: ogni giorno l'adulto italiano ingerisce in media circa 10 g di sale. Dai risultati di due studi internazionali in cui è stata determinata l’escrezione urinaria ( Intersalt Cooperative Research Group , 1988; Knuiman et al. , 1988) appare che i livelli italiani sono nella media di quelli dell'Europa del Sud e superiori a quelli dell'Europa del Nord, sia nei bambini che negli adulti.

Lo stesso trend Nord-Sud sembra esistere tra le regioni italiane, con un ingestione totale di sodio leggermente più elevata al Sud: 10 g di sale in Campania contro 9 g nel Lazio (Leclercq & Ferro-Luzzi, 1991).

Livelli di assunzione raccomandati

La determinazione dei reali fabbisogni di sodio è difficile. L'alimentazione della popolazione italiana, al pari di quella degli altri Paesi occidentali, è generalmente ricca di sale.

ADULTI
Soggetti adulti sani mantengono il bilancio del sodio con apporti anche di soli 3-20 mEq/die (69-460 mg/die). E' stato stimato che le perdite obbligatorie urinarie e fecali siano di 1 mEq/die (23 mg/die), cui si aggiungono le perdite per via cutanea di circa 2-4 mEq/die (46-92 mg/die) (il sudore ha in media una concentrazione di sodio di 25 mEq/l).

In condizioni di massimo adattamento alla conservazione del sodio e sudorazione intense, il fabbisogno minimo sarebbe per tanto di 5 mEq/die (115 mg/die). Tenendo conto della variabilità interindividuale, sembra consigliabile un apporto minimo di 25 mEq/die (575 mg/die). Sulla base dell'osservazione che apporti superiori a 200 mEq/die (4600 mg/die) si accompagnano ad un elevato rischio di ipertensione arteriosa (Frost et al. , 1991; Law et al. , 1991a; Law et al. , 1991b), si può raccomandare anche un livello massimo di assunzione. La Commissione Europea ( Commission of the European Communities , 1993) propone come livello raccomandato l’intervallo da 575 mg/die a 3500 mg/die (25 mEq/die - 150 mEq/die) mentre le RDA Americane ( National Research Council , 1989) riportano 500 mg/die - 2400 mg/die (22 mEq/die - 104 mEq/die). Si ritiene più opportuno adottare i livelli raccomandati dalla CEE, che corrispondono all’assunzione di 1, 5-8, 8 g di sale al giorno.

GRAVIDANZA E ALLATTAMENTO

Durante la gravidanza aumenta il fabbisogno di sodio per aumento del volume dei liquidi extracellulari, per la richiesta del feto e per il liquido amniotico. L'abituale consumo di sale è comunque sufficiente a coprire gli aumentati fabbisogni.

Anche durante l'allattamento aumenta il fabbisogno di sodio in relazione al suo contenuto nel latte materno: questo fabbisogno è comunque coperto dal contenuto della dieta, e pertanto la raccomandazione è uguale a quella dell’adulto.

BAMBINI E ADOLESCENTI

Le RDA Americane propongono livelli di assunzione raccomandati distinti per classi di età, ossia per il neonato, per il bambino e per l’adolescente ( National Research Council , 1989).

Tali valori sono basati sul calcolo del contenuto di sodio nei tessuti neoformati e su assunzioni relative alle perdite obbligatorie di sodio. Per contro, il Scientific Committee for Food della Commissione Europea considera che le informazioni a disposizione non sono sufficienti per stabilire dei livelli raccomandati nell’età evolutiva ( Commission of the European Communities , 1993). La Commissione dei LARN concorda con quest’ultima posizione.

POTASSIO

Il potassio è il principale catione intracellulare, essenziale in quanto non sostituibile da altri elementi. Un milliequivalente di potassio (mEq) corrisponde a 39 mg. Un maschio adulto contiene circa 110-140 g di potassio (corrispondenti a circa 1, 6-2 g/kg di peso corporeo); almeno il 95% è intracellulare, ad una concentrazione di 150 mEq/l (5, 9 g/l); la quota rimanente si trova nel liquido extracellulare, ad una concentrazione di 3, 3-5, 5 mEq (137-215 mg/l). Questa compartimentalizzazione viene mantenuta dalla pompa sodio-potassio, di fondamentale importanza per il passaggio, attraverso la membrana cellulare, di molecole contro gradiente elettrochimico e di concentrazione, e quindi per il controllo della pressione osmotica e dell’equilibrio acido-base (Luft, 1990). Il contenuto corporeo di potassio è un indice della massa magra dell'individuo, in quanto è proporzionale alla massa corporea cellulare. La pur piccola quota di potassio extra-cellulare è coinvolta in processi fisiologici importanti, come la trasmissione degli impulsi nervosi, il controllo della contrattilità muscolare e della pressione arteriosa.

Il potassio, analogamente al sodio, è contenuto negli alimenti in forma ionica, solubile e quindi disponibile all'assorbimento. Più del 90% del potassio di origine alimentare viene assorbito nel tratto prossimale dell’intestino tenue. Tuttavia, variazioni negli apporti non si riflettono sui livelli plasmatici di potassio.

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