I sali minerali

Tra i micronutrienti hanno un ruolo importante i sali minerali. Quelli presenti in quantità più elevate sono compresi fra i primi 30 elementi della tavola periodica. Sono principi nutritivi inorganici e non energetici, ma in loro assenza molte molecole non potrebbero svolgere le proprie funzioni e la vita stessa non sarebbe possibile. Per tale ragione i minerali presenti negli organismi sono detti anche bioelementi. Agiscono come coenzimi, regolano la pressione osmotica e l’equilibrio acido-base, e sono coinvolti nella sintesi di ormoni e vitamine. Nell’uomo costituiscono il 4-5% del peso corporeo.

Sotto forma di ioni, possono trovarsi disciolti nei liquidi intra ed extracellulari, oppure possono essere presenti in forma solida, rientrando nella costituzione di ossa e denti. Ancora, questi elementi possono essere sequestrati da agenti chelanti andando a formare complessi stabili.

▶ La composizione e la classificazione dei sali minerali

Sulla base del fabbisogno quotidiano dell’organismo umano, i sali minerali vengono classificati in macroelementi e microelementi (o oligoelementi); i microelementi si suddividono a loro volta in essenziali e probabilmente essenziali.

I microelementi essenziali sono il ferro, il rame, lo zinco, lo iodio, il selenio, il cromo, il cobalto e il fluoro. Quelli probabilmente essenziali, così detti perché la scienza non ne ha ancora individuato nel dettaglio tutte le funzioni biologiche, sono il manganese, il nichel, il silicio e il vanadio.

I MACROELEMENTI

I macroelementi sono i sali minerali il cui fabbisogno giornaliero supera i 100 milligrammi. Appartengo­no a questo gruppo calcio, fosforo, potassio, sodio, cloro, magnesio e zolfo.

Calcio

Il calcio ha soprattutto funzione strutturale, essendo il costituente principale dello scheletro e dei denti, dove è presente come fosfato di calcio, Ca₃(PO₄)₂, o carbonato di calcio, CaCO₃. Inoltre questo minerale regola l’attività di numerosi enzimi, partecipa alla trasmissione degli impulsi nervosi, alla contrazione muscolare e ai processi di coagulazione del sangue. È l’elemento presente in maggiore quantità nel corpo umano: ne costituisce circa l’1,5%. Un adulto del peso di 60-75 chili contiene quindi circa 900-1150 grammi di calcio, di cui solo il 10% si trova nei fluidi intracellulari ed extracellulari.

Negli alimenti il calcio è generalmente presente in forma insolubile; per essere assorbito deve essere rilasciato sotto forma ionica (Ca⁺⁺). Gli ioni vengono quindi trasferiti nel sangue.

Tuttavia alcuni alimenti come i legumi, i cereali integrali e gli spinaci contengono fattori antinutrizionali che mantengono il calcio in forma di sale insolubile e ne riducono l’assorbimento.

La concentrazione di calcio nell’organismo è soggetta a un minuzioso controllo che coinvolge diversi ormoni. Se la quantità di calcio circolante nel sangue, ovvero la calcemia, non è sufficiente al fabbisogno, l’organismo può compensarne la carenza stimolando l’attività di cellule che demineralizzano le ossa e rendono solubile il calcio depositato nello scheletro. Inoltre il corpo può ridurne l’eliminazione per via urinaria e incrementarne l’assorbimento a livello intestinale. Queste funzioni sono regolate da tre ormoni: il paratormone, la calcitonina e il calcitriolo.

Il paratormone, secreto dalle ghiandole paratiroidi, reagisce all’ipocalcemia stimolando tutte e tre le funzioni indicate ed esercita dunque effetto ipercalcemizzante; inoltre stimola la produzione di calcitriolo.

La calcitonina, secreta dalla tiroide, ha invece effetto ipocalcemizzante, stimolando l’eliminazione del calcio per via renale e contrastando così gli effetti del paratormone.

Il calcitriolo, o 1,25-diidrossicolecalciferolo, prodotto nei reni a partire dalla forma attiva della vitamina D, ha effetti simili al paratormone, senza agire sulla demineralizzazione delle ossa.

• Fonti: il calcio è presente in notevoli quantità nel latte e nei suoi derivati, ma anche nelle verdure e in alcuni legumi come ceci, soia e fagioli. Un discreto apporto è fornito da carne e pesce, mentre tuorlo e albume delle uova ne sono quasi sprovvisti.
• Carenza: nei bambini la prolungata carenza di calcio può portare a un difetto nello sviluppo delle ossa, noto come rachitismo, mentre negli adulti causa l’osteoporosi, ossia un graduale indebolimento delle ossa.

Fosforo

Il fosforo è presente nell’organismo sia in forma inorganica (fosfati) che organica (fosfolipidi, acidi nucleici, fosfoproteine) e rappresenta circa l’1% del peso corporeo (circa 650 g). L’85% del fosforo si trova nello scheletro, il 14% nei tessuti molli e l’1% nei denti.

Oltre ad avere un ruolo strutturale, il fosforo è coinvolto in diverse altre funzioni:

• viene impiegato in numerose vie metaboliche per aumentare il livello energetico dei reagenti, attivandoli. In sua assenza un gran numero di reazioni biologiche energeticamente sfavorite non potrebbe avvenire;
• è componente essenziale dell’ATP, la “moneta” energetica di ogni essere vivente;
• rientra nella struttura molecolare del DNA e degli acidi nucleici in genere;
• si trova nei fosfolipidi di membrana;
• favorisce lo sviluppo dei tessuti dell’organismo;
• contribuisce all’assimilazione delle vitamine B₂ e B₃.

• Fonti: il fosforo è abbondante nei semi dei cereali, nei legumi, nel pesce e nella frutta secca e il suo assorbimento intestinale aumenta in presenza di vitamina D e calcio.
• Carenza: la carenza di fosforo porta alla decalcificazione delle ossa, quindi al rachitismo e all’osteoporosi. Altre conseguenze sintomatiche possono essere anoressia, disturbi mentali, alterazione della conduzione elettrica nei muscoli.

Magnesio

Il corpo umano contiene circa 25-30 grammi di magnesio, di cui il 60% nelle ossa, il 20-25% nei muscoli, la restante parte nei liquidi intracellulari (associata all’ATP) e nel plasma. Nei vegetali il magnesio è componente della clorofilla. Nell’organismo umano esso agisce come cofattore in centinaia di reazioni enzimatiche. Ha un ruolo importante nella mineralizzazione e nello sviluppo delle ossa e nella trasmissione degli impulsi tra cellule nervose e muscolari. Recentemente si è notato che, assunto prima dell’inizio delle mestruazioni, il magnesio contrasta efficacemente la sindrome premestruale.

• Fonti: il magnesio si trova soprattutto nelle parti verdi dei vegetali, ma anche nei cereali integrali, nelle noci, nei legumi, nel cioccolato e nei frutti di mare. L’assorbimento di questo macroelemento può essere ridotto dalla presenza di fitati (fattori antinutrizionali).
• Carenza: data l’ampia diffusione del magnesio negli alimenti è piuttosto difficile esserne carenti, a meno che non vi siano condizioni patologiche che ne impediscano l’assorbimento, quali malattie intestinali e renali o forme di alcolismo con compromissione della funzionalità del fegato. In questi casi possono manifestarsi anoressia, nausea, vomito, debolezza muscolare, spasmi e tremori.

Sodio

L’organismo contiene circa 92 grammi di sodio: la metà è presente nell’ambiente extracellulare, il 12,5% dentro le cellule e il 37,5% nello scheletro. Insieme al potassio, rappresenta uno dei principali ioni con carica positiva presenti nell’organismo. La sua concentrazione regola il movimento osmotico dell’acqua in ingresso e in uscita dalle cellule e di conseguenza il volume cellulare. Inoltre il sodio è lo ione principalmente coinvolto nella trasmissione dell’impulso nervoso e regola gli equilibri acido-base.

• Fonti: il sodio è molto diffuso in tutti gli alimenti, sia animali sia vegetali, dove è presente in forma immediatamente assimilabile, ma la fonte alimentare principale è rappresentata dal sale da cucina.
• Carenza: l’eliminazione del sodio avviene attraverso le urine e il sudore: la perdita aumenta quindi ad alte temperature e in caso di esercizio fisico intenso. La mancanza di sodio, benché piuttosto improbabile, si manifesterebbe con alterazione nei flussi idrici, compromissione nella trasmissione degli impulsi nervosi e dell’equilibrio acido-base.
• Eccesso: nei bambini un consumo elevato di sodio ha effetti tossici, mentre negli adulti può causare ipertensione, con serie conseguen­ze per il sistema cardiocircolatorio.

Potassio

Il potassio è il principale ione a carica positiva presente nell’ambiente intracellulare. Sulla superficie delle loro membrane, le cellule dispongono di proteine di trasporto definite pompe sodio-potassio che, consumando ATP, trasportano i due ioni contro gradiente (il K⁺ verso l’interno e il Na⁺ verso l’esterno). Il potassio esercita le stesse funzioni del sodio, agendo però all’interno delle cellule:

• interviene nella trasmissione dell’impulso nervoso;
• contribuisce a mantenere il volume della cellula;
• partecipa all’equilibrio acido-base.

• Fonti: contengono potassio in quantità significative gli alimenti di origine vegetale, e in particolare piselli secchi, banane, patate, sedano, spinaci, carote, cavolfiori, fagioli.
• Carenza: viene eliminato attraverso le urine, ma raramente si riscontrano carenze di questo minerale, a meno che non vi siano altre patologie in atto. I principali sintomi da carenza sono aritmie, debolezza muscolare, sonnolenza e alterazioni del battito cardiaco.

1. Tre ioni sodio e una molecola di ATP si legano alla pompa sodio-potassio.	2. L’energia liberata dall’idrolisi dell’ATP (ADP + P) consente alla pompa di membrana di cambiare conformazione.	3. Gli ioni sodio vengono liberati all’esterno della membrana e la nuova forma del canale permette il legame di due ioni potassio.	4. Il rilascio del fosfato riporta il canale alla sua forma originaria e gli ioni potassio vengono liberati all’interno della membrana.

Funzionamento della pompa di trasporto sodio-potassio.

Cloro

Il cloro viene assunto prevalentemente attraverso il sale da cucina (di formula NaCl) assieme al sodio ed è il principale ione con carica negativa presente nei liquidi extracellulari. A livello cellulare, molte sue funzioni sono complementari a quelle del sodio: contribuisce a regolare la pressione osmotica della cellula e l’equilibrio acido-base nei tessuti. Svolge anche un ruolo decisivo nei processi digestivi poiché viene liberato dalle pareti dello stomaco sotto forma di acido cloridrico (HCl) per rientrare nella composizione del succo gastrico.

• Fonti: come per il sodio, la principale fonte di cloro è rappresentata dal sale da cucina e dagli alimenti contenenti sale, per esempio formaggi, salumi, prodotti da forno salati, nonché dall’acqua potabile.
• Carenza: la carenza di questo sale minerale è rara e può essere dovuta a episodi che ne causano la perdita per vomito, diarrea o disfunzioni renali. Eventuali sintomi si manifestano con anoressia e crampi muscolari.

Zolfo

Lo zolfo è un elemento importante nella composizione di alcune proteine ed enzimi, poiché è presente nella struttura degli amminoacidi solforati, quali la cisteina, la cistina e la metionina. Lo si trova anche in ormoni e vitamine del gruppo B (in particolare nella vitamina B₁).

• Fonti: lo zolfo è molto diffuso negli alimenti di origine animale, soprattutto uova, carne, pesce e formaggi.
• Carenza: non sono mai stati riscontrati casi di carenza di zolfo.

I MICROELEMENTI

Si definiscono microelementi i sali minerali il cui fabbisogno giornaliero è inferiore a 100 milligrammi. Sono suddivisi in essenziali e probabilmente essenziali. Quelli essenziali sono il ferro, il rame, lo zinco, lo iodio, il selenio, il cromo, il cobalto e il fluoro. Quelli probabilmente essenziali – ossia per i quali la scienza non ha ancora individuato nel dettaglio tutte le funzioni biologiche, ma ritiene comunque che senza di essi il nostro organismo potrebbe andare incontro a problemi più o meno gravi – sono il manganese, il nichel, il silicio e il vanadio.

Ferro

L’organismo umano contiene 3-4 grammi di ferro: il 65% è concentrato nell’emoglobina (proteina che trasporta l’ossigeno nel sangue), il 10% si trova nella mioglobina (proteina che immagazzina l’ossigeno all’interno delle cellule muscolari), il 20-25% è accumulato nel fegato, nella milza e nel midollo osseo, come ferro di deposito. Lo si può trovare in due forme di ossidazione: Fe²⁺ (stato ferroso) e Fe³⁺ (stato ferrico).

Quello allo stato ferroso si presta a essere utilizzato per i processi biologici e viene detto anche ferro emico o eme. In forma ferrosa, il ferro è in grado di legare l’ossigeno, mentre quando passa allo stato ferrico perde affinità per l’ossigeno, che si distacca. Il ferro non emico è quello legato a proteine di deposito, come la ferritina.

La transizione ferroso-ferrico è impiegata per trasferire elettroni da una molecola all’altra. La catena di trasporto degli elettroni (con funzione di produrre ATP) è presente nella membrana di tutti i mitocondri. Fra le molecole di tale catena vi sono dei citocromi, enzimi contenenti il gruppo eme.

• Fonti: il ferro emico è presente negli alimenti di origine animale, ossia carne (in particolare nel fegato) e pesce, molluschi e crostacei. Negli alimenti di origine vegetale, soprattutto legumi e spinaci, si trova invece ferro non emico, che viene assorbito con maggiore difficoltà rispetto all’altro (il suo assorbimento è infatti ostacolato dalla presenza di fitati); tuttavia la biodisponibilità del ferro non emico può essere incrementata dalla contemporanea assunzione di vitamina C.
• Carenza: quella del ferro è una delle più diffuse carenze nutrizionali a livello mondiale. È causa dell’anemia ferrocarenziale, patologia dovuta a una bassa concentrazione di emoglobina, i cui sintomi sono senso di affaticamento, debolezza fisica e pallore.

Zinco

Lo zinco è un microelemento essenziale molto abbondante in natura. Nel corpo umano ne sono presenti circa 2 grammi, accumulati in muscoli e scheletro.

Nell’organismo lo zinco svolge molteplici funzioni:

• interviene nella formazione di alcune proteine che interagiscono con il DNA;
• interviene nel funzionamento di alcuni ormoni, fra cui l’insulina, e del sistema nervoso;
• stimola i processi d’accrescimento e di riparazione dei tessuti e quelli di difesa immunitaria;
• interviene nel metabolismo del fosforo, nella digestione dei carboidrati, nella sintesi degli acidi nucleici e nell’assorbimento delle vitamine;
• contribuisce alla formazione dello sperma maschile e dell’ovulo femminile;
• regola il funzionamento del gusto e dell’olfatto.

• Fonti: lo zinco è contenuto in diversi alimenti quali carni, uova, molluschi, lievito di birra, cereali integrali, noci e frutta a guscio. La sua biodisponibilità varia però in base agli alimenti, e in generale lo zinco presente nel fegato, nella carne e nelle uova è più assimilabile di quello contenuto in altri cibi.
• Carenza: la carenza di questo microelemento può essere dovuta non solo a una dieta poco equilibrata, ma anche ad alcolismo o a malattie renali che ne comportino un’eccessiva eliminazione. Gli effetti legati al deficit di zinco, come spesso accade per qualunque minerale, si aggravano con il protrarsi della carenza e variano a seconda dell’età e del sesso delle persone colpite. In termini generali tali effetti sono stanchezza, debolezza, alterazioni della pelle (macchie bianche sulle unghie, perdita di capelli), della risposta immunitaria (cicatrizzazione lenta, maggiore predisposizione alle infezioni) e delle facoltà sensoriali (disturbi ai sensi dell’olfatto e del gusto, cecità notturna), ritardo nella crescita, irregolarità mestruale, impotenza maschile.

Rame

Solo di recente il rame è stato inserito fra i microelementi essenziali. Il corpo di un adulto ne contiene circa 100 mg. Agisce da coenzima per molti enzimi. È coinvolto in ruoli molto diversi:

• nelle cellule, per la produzione di ATP (come coenzima nell’enzima citocromo C ossidasi della catena respiratoria) e l’eliminazione di radicali liberi (mentre in forma libera il rame ne favorirebbe la formazione);
• nel sangue, per i processi di coagulazione, per l’attività dei globuli bianchi e, all’interno dei globuli rossi, per il trasporto e il metabolismo del ferro;
• nel cervello, per la sintesi della noradrenalina (un ormone simile all’adrenalina) e della mielina (sostanza che funge da isolamento e rivestimento protettivo per i neuroni);
• nella pelle, per la sintesi del collagene (la proteina principale del tessuto connettivo) e della melanina (proteina coinvolta nell’abbronzatura);
• nelle ossa, per il mantenimento della rigidità e della resistenza meccanica.

• Fonti: il rame in forma organica si trova in svariati alimenti di origine animale, in particolare nel fegato, che ne rappresenta un deposito naturale, ma anche nei reni e nei crostacei; fra i vegetali ne sono ricchi soprattutto gli anacardi e i semi di girasole, ma anche i legumi, le patate, le carote, gli spinaci e i pomodori.
• Carenza: trattandosi di un minerale molto diffuso, i casi di carenza di rame si evidenziano più che altro in condizioni sperimentali. Eventuali sintomi consistono in fragilità ossea, anemie, depigmentazione, degenerazione della pelle e del sistema nervoso, maggiore suscettibilità alle infezioni e problemi cardio-circolatori.

Cromo

Il cromo è caratterizzato da una bassa biodisponibilità; solo una piccola parte del cromo ingerito viene infatti trattenuta dall’organismo, dove svolge fondamentalmente tre funzioni:

• regola il metabolismo del glucosio;
• diminuisce il fabbisogno giornaliero di insulina nella regolazione della glicemia;
• migliora la tolleranza al glucosio in persone affette da diabete grave.

• Fonti: il cromo si trova in piccola quantità in alimenti quali lievito di birra, aragoste e funghi, mentre nei vegetali (cereali integrali, broccoli, asparagi, noci) la sua concentrazione dipende dalle caratteristiche del terreno.
• Carenza: non sono stati mai riscontrati casi di carenza di questo microelemento.

Cobalto

Il cobalto è presente negli organismi viventi in quantità minime (poco più di 1 mg) soprattutto come componente della vitamina B₁₂ o cobalamina. È concentrato soprattutto nel fegato, nei reni e nelle ossa.

Nell’organismo umano svolge funzioni che richiamano quelle della vitamina B₁₂:

• interviene nella sintesi degli acidi nucleici;
• promuove la formazione dei globuli rossi e interviene nella formazione dell’emoglobina;
• stimola l’attività di tiroide, pancreas e ghiandole surrenali e favorisce la fecondità.

• Fonti: la fonte principale di cobalto sono i cibi di origine animale (carne, uova, latticini), ma lo contengono anche diversi alimenti vegetali come albicocche, ciliegie, fichi, pomodori, radicchio, cavoli, barbabietola.
• Carenza: la carenza di cobalto è molto rara; i sintomi sono debolezza, nausea, inappetenza, sanguinamento delle gengive, difficoltà a mantenere l’equilibrio e anemia.
• Eccesso: assunto in concentrazioni troppo elevate provoca l’ingrossamento della tiroide, un aumento patologico dei globuli rossi, pallore, stanchezza, diarrea.

Selenio

Nel corpo umano il selenio è contenuto in minime quantità (12-13 milligrammi), concentrato prevalentemente in reni e fegato. È incorporato nella struttura di varie proteine e svolge fondamentalmente tre funzioni:

• difende dai radicali liberi;
• regola il metabolismo degli ormoni tiroidei;
• modula l’attività del sistema immunitario.

L’azione antiossidante del selenio, oggi molto pubblicizzata, fa sì che i consumatori a volte preferiscano alimenti arricchiti di questo microelemento, come le patate coltivate in terreni trattati con appositi fertilizzanti. In realtà, se si segue una dieta equilibrata non è necessario fare ricorso a questi prodotti.

• Fonti: buone fonti di selenio sono carne, pesce, latte e cereali, soprattutto quelli integrali. Durante i processi di raffinazione, infatti, una parte di questo microelemento va persa, così come durante la cottura dei cibi.
• Carenza: le evidenze dovute a carenza di selenio non sono comuni e comprendono sofferenza muscolare alle gambe, albinismo, fragilità delle unghie, invecchiamento dei tessuti e disturbi del sistema immunitario.

Iodio

L’organismo umano contiene 15-20 milligrammi di iodio, per la maggior parte localizzati nella tiroide, dove è direttamente implicato nella formazione degli ormoni tiroidei, che complessivamente stimolano i processi di crescita e sviluppo dell’organismo. Lo iodio è un elemento soprattutto “marino” e la sua ridotta concentrazione sulla crosta terrestre (e di riflesso nei vegetali, negli animali e negli alimenti) varia con la storia geologica del territorio.

• Fonti: gli alimenti più ricchi di iodio sono i cibi marini, le uova, il latte e i latticini.
• Carenza: la carenza di iodio determina ipotiroidismo e si manifesta con il cosiddetto “gozzo”, ossia un ingrossamento della tiroide, mentre nel feto può essere causa della sindrome nota come cretinismo, caratterizzata da deficit mentali.

Fluoro

Nell’organismo il fluoro si trova depositato soprattutto nelle ossa e nei denti. Nei denti il fluoro svolge una funzione di protezione e prevenzione della carie dentaria, mentre nelle ossa stimola la produzione di nuovo tessuto osseo.

• Fonti: il fluoro alimentare proviene soprattutto da formaggi, carne, pesce, frutti di mare, lattuga, spinaci e tè, ma è presente in quantità significative anche nell’acqua potabile, dove si trova in forma più assimilabile.
• Carenza: la carenza di questo microelemento causa un’alterazione del metabolismo delle ossa e dei denti, rendendoli più deboli.
• Eccesso: quantità eccessive di fluoro possono alte­rare l’attività dei reni, del fegato, del sistema nervoso e riproduttivo.

Manganese

Il manganese fa parte della famiglia dei microelementi probabilmente essenziali, ma risulta comunque importante per ogni specie animale. Nel corpo umano è presente in limitata quantità (12-20 mg), concentrato nelle ossa, nel fegato, nei reni e nel pancreas. Nell’organismo esso svolge il ruolo di coenzima e partecipa alla formazione delle ossa, oltre che al metabolismo di amminoacidi, colesterolo, urea.

• Fonti: sono particolarmente ricchi di manganese i cereali, le nocciole, il tè, il tuorlo d’uovo e il cacao, ma lo si trova anche in molti altri alimenti, come nello zenzero e in varie altre spezie (chiodi di garofano, cardamomo, cannella, zafferano).
• Carenza: non si conoscono casi di carenza di manganese.

Nichel

Il nichel è un microelemento probabilmente essenziale. Nel corpo umano è presente in piccole quantità, soprattutto nel fegato e nelle ossa.

Partecipa a importanti funzioni biologiche:

• metabolismo ormonale;
• mantenimento dell’integrità delle membrane cellulari;
• formazione di enzimi;
• metabolismo del glucosio e dei lipidi;
• stabilizzazione degli acidi nucleici.

• Fonti: tra gli alimenti che contengono nichel ci sono numerosi vegetali, in particolare leguminose e frutta a guscio, cavolfiori, carote e ciliegie, e cereali integrali (soprattutto grano saraceno e avena). Fonti animali sono invece molluschi e crostacei.
• Carenza: i sintomi da carenza di questo microelemento sono sconosciuti nell’uomo.
• Eccesso: gli effetti negativi causati da un’assunzione eccessiva di nichel vanno dall’emicrania e dalla nausea alle infiammazioni gengivali, ai dolori al petto e alle eruzioni cutanee.

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