Mineral (nutriente)

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En el contexto de la nutrición, un mineral es un elemento químico requerido como nutriente esencial por los organismos para realizar las funciones necesarias para la vida. Sin embargo, los cuatro elementos estructurales principales del cuerpo humano por peso (oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno) generalmente no se incluyen en las listas de los principales nutrientes minerales (el nitrógeno se considera un "mineral" para las plantas, ya que a menudo se incluye en fertilizantes). Estos cuatro elementos componen alrededor del 96% del peso del cuerpo humano, y los minerales principales (macrominerales) y los minerales menores (también llamados oligoelementos) componen el resto.

Los minerales nutrientes, al ser elementos, no pueden ser sintetizados bioquímicamente por organismos vivos. Las plantas obtienen minerales del suelo. La mayoría de los minerales en la dieta humana provienen del consumo de plantas y animales o del agua potable. Como grupo, los minerales son uno de los cuatro grupos de nutrientes esenciales, los otros son vitaminas, ácidos grasos esenciales y aminoácidos esenciales. Los cinco minerales principales en el cuerpo humano son calcio, fósforo, potasio, sodio y magnesio. Todos los elementos restantes en un cuerpo humano se denominan "elementos traza". Los oligoelementos que tienen una función bioquímica específica en el cuerpo humano son el azufre, el hierro, el cloro, el cobalto, el cobre, el zinc, el manganeso, el molibdeno, el yodo y el selenio.

La mayoría de los elementos químicos que ingieren los organismos se encuentran en forma de compuestos simples. Las plantas absorben los elementos disueltos en los suelos, que luego son ingeridos por los herbívoros y omnívoros que los comen, y los elementos ascienden en la cadena alimenticia. Los organismos más grandes también pueden consumir suelo (geofagia) o usar recursos minerales, como lamederos de sal, para obtener minerales limitados que no están disponibles a través de otras fuentes dietéticas.

Las bacterias y los hongos juegan un papel esencial en la meteorización de elementos primarios que resulta en la liberación de nutrientes para su propia nutrición y para la nutrición de otras especies en la cadena alimenticia ecológica. Un elemento, el cobalto, está disponible para su uso por parte de los animales solo después de haber sido procesado en moléculas complejas (p. ej., vitamina B ₁₂ ) por bacterias. Los minerales son utilizados por animales y microorganismos para el proceso de mineralización de estructuras, llamado biomineralización, utilizado para construir huesos, conchas marinas, cáscaras de huevo, exoesqueletos y caparazones de moluscos.

Elementos químicos esenciales para el ser humano

Se sabe que se requieren al menos veinte elementos químicos para respaldar los procesos bioquímicos humanos al desempeñar funciones estructurales y funcionales, así como también como electrolitos.

El oxígeno, el hidrógeno, el carbono y el nitrógeno son los elementos más abundantes en el cuerpo por peso y constituyen aproximadamente el 96 % del peso del cuerpo humano. El calcio constituye de 920 a 1200 gramos del peso corporal de un adulto, con el 99% contenido en huesos y dientes. Esto es aproximadamente el 1,5% del peso corporal. El fósforo se presenta en cantidades de aproximadamente 2/3 del calcio y constituye aproximadamente el 1% del peso corporal de una persona.Los otros minerales principales (potasio, sodio, cloro, azufre y magnesio) representan solo alrededor del 0,85% del peso del cuerpo. Juntos, estos once elementos químicos (H, C, N, O, Ca, P, K, Na, Cl, S, Mg) constituyen el 99,85% del cuerpo. Los ~18 minerales ultratraza restantes comprenden solo el 0,15% del cuerpo, o alrededor de cien gramos en total para la persona promedio. Las fracciones totales en este párrafo son cantidades de WP:CALC basadas en la suma de porcentajes del artículo sobre la composición química del cuerpo humano.

Existen diferentes opiniones sobre la naturaleza esencial de varios elementos ultratraza en humanos (y otros mamíferos), incluso basados en los mismos datos. Por ejemplo, no existe un consenso científico sobre si el cromo es un oligoelemento esencial en los seres humanos. Estados Unidos y Japón designan al cromo como un nutriente esencial, pero la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), en representación de la Unión Europea, revisó la cuestión en 2014 y no está de acuerdo.

La mayoría de los nutrientes minerales conocidos y sugeridos tienen un peso atómico relativamente bajo y son razonablemente comunes en la tierra, o para el sodio y el yodo, en el océano:

Elementos nutricionales en la tabla periódica.vtmi
H		Él
li	Ser		B	C	norte	O	F	Nordeste
N / A	magnesio		Alabama	Si	PAG	S	cl	Arkansas
k	California		Carolina del Sur	ti	V	cr	Minnesota	Fe	Co	Ni	cobre	zinc	Georgia	ge	Como	Se	hermano	kr
Rb	señor		Y	Zr	Nótese bien	Mes	tc	ru	Rh	PD	agricultura	Discos compactos	En	sn	Sb	Te	yo	Xe
cs	Licenciado en Letras	*	Lu	H.f.	Ejército de reserva	W	Re	Os	ir	punto	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Correos	En	Rn
fr	Real academia de bellas artes	**	Lr	radiofrecuencia	DB	sg	bh	hs	Monte	Ds	Rg	cn	Nueva Hampshire	Florida	Mc	Lv	ts	og

	*	La	Ce	PR	Dakota del Norte	Pm	pequeño	UE	Di-s	Tuberculosis	dy	Ho	Eh	Tm	Yb
	**	C.A	el	Pensilvania	tu	Notario público	PU	Soy	Cm	negro	Cf.	ES	FM	Maryland	No

Leyenda: Los cuatro elementos orgánicos básicos. Elementos de cantidad Oligoelementos esenciales Considerado oligoelemento esencial por EE. UU., no por la Unión Europea Función sugerida por efectos de privación o manejo metabólico activo, pero sin función bioquímica claramente identificada en humanos Evidencia circunstancial limitada de trazas de beneficios o acción biológica en mamíferos No hay evidencia de acción biológica en mamíferos, pero es esencial en algunos organismos inferiores.(En el caso del lantano, la definición de un nutriente esencial como indispensable e irremplazable no es completamente aplicable debido a la extrema similitud de los lantánidos. Se sabe que los lantánidos tempranos estables hasta Sm estimulan el crecimiento de varios organismos que usan lantánidos.)

Papeles en los procesos biológicos

elemento dietético	RDA/AI Hombre/Mujer (EE. UU.) [mg]	UL (EE. UU. y UE) [mg]	Categoría	Fuentes dietéticas de alta densidad de nutrientes	Término por deficiencia	Plazo por franquicia
Potasio	4700	NE ; nordeste	Un electrolito sistémico y es esencial en la corregulación de ATP con sodio.	Camote, tomate, papa, frijoles, lentejas, productos lácteos, mariscos, plátano, ciruela pasa, zanahoria, naranja	hipopotasemia	hiperpotasemia
Cloro	2300	3600; nordeste	Necesario para la producción de ácido clorhídrico en el estómago y en las funciones de bombeo celular	La sal de mesa (cloruro de sodio) es la principal fuente dietética.	hipocloremia	hipercloremia
Sodio	1500	2300; nordeste	Un electrolito sistémico y es esencial en la corregulación de ATP con potasio.	Sal de mesa (cloruro de sodio, la fuente principal), vegetales marinos, leche y espinacas.	hiponatremia	hipernatremia
Calcio	1000	2500; 2500	Necesario para la salud de los músculos, el corazón y el sistema digestivo, fortalece los huesos (ver hidroxiapatita), apoya la síntesis y función de las células sanguíneas, ayuda en la coagulación de la sangre	Productos lácteos, huevos, conservas de pescado con espinas (salmón, sardinas), verduras de hoja verde, frutos secos, semillas, tofu, tomillo, orégano, eneldo, canela.	hipocalcemia	hipercalcemia
Fósforo	700	4000; 4000	Un componente de los huesos (ver hidroxiapatita), células, en el procesamiento de energía, en el ADN y ATP (como fosfato) y muchas otras funciones	Carnes rojas, lácteos, pescado, aves, pan, arroz, avena. En contextos biológicos, generalmente visto como fosfato	hipofosfatemia	hiperfosfatemia
Magnesio	420/320	350; 250	Requerido para procesar ATP y para huesos.	Espinacas, legumbres, nueces, semillas, granos integrales, mantequilla de maní, aguacate	hipomagnesemia, deficiencia de magnesio	hipermagnesemia
Hierro	8/18	45; nordeste	Necesario para muchas proteínas y enzimas, en particular la hemoglobina para prevenir la anemia.	Carne, mariscos, nueces, frijoles, chocolate amargo	deficiencia de hierro	trastorno de sobrecarga de hierro
Zinc	11/8	40; 25	Necesario para varias clases de enzimas, como las metaloproteinasas de matriz, la alcohol deshidrogenasa hepática, la anhidrasa carbónica y las proteínas con dedos de zinc.	Ostras*, carne roja, aves, frutos secos, cereales integrales, productos lácteos	deficiencia de zinc	toxicidad por zinc
Manganeso	2.3/1.8	11; nordeste	Cofactor requerido para la superóxido dismutasa	Cereales, legumbres, semillas, frutos secos, hortalizas de hoja, té, café	deficiencia de manganeso	manganismo
Cobre	0.9	10; 5	Cofactor requerido para la citocromo c oxidasa	Hígado, mariscos, ostras, nueces, semillas; algunos: cereales integrales, legumbres	deficiencia de cobre	toxicidad del cobre
Yodo	0.150	1.1; 0.6	Necesario para la síntesis de hormonas tiroideas.	Algas (kelp o kombu)*, cereales, huevos, sal yodada	deficiencia de yodo / bocio	yodismo Hipertiroidismo
Cromo	0,035/0,25	NE ; nordeste	Participa en el metabolismo de la glucosa y los lípidos, aunque no están bien definidos sus mecanismos de acción en el organismo y las cantidades necesarias para una salud óptima	Brócoli, jugo de uva (especialmente rojo), carne, productos integrales	Deficiencia de cromo	Toxicidad por cromo
Molibdeno	0.045	2; 0.6	Necesario para el funcionamiento de la xantina oxidasa, la aldehído oxidasa y la sulfito oxidasa	Legumbres, cereales integrales, frutos secos	deficiencia de molibdeno	toxicidad por molibdeno
Selenio	0.055	0,4; 0.3	Esencial para la actividad de enzimas antioxidantes como la glutatión peroxidasa	Nueces de Brasil, mariscos, vísceras, carnes, granos, productos lácteos, huevos	deficiencia de selenio	selenosis
Cobalto	ninguna	NE ; nordeste		Se requiere en la síntesis de la vitamina B ₁₂, pero debido a que se requieren bacterias para sintetizar la vitamina, generalmente se considera parte de la vitamina B ₁₂ que proviene del consumo de animales y alimentos de origen animal (huevos...)		envenenamiento por cobalto

RDA = Cantidad Dietética Recomendada; AI= Ingesta adecuada; UL = Nivel máximo de ingesta tolerable; Las cifras que se muestran son para adultos de 31 a 50 años, hombres o mujeres, ni embarazadas ni lactantes.

* Una porción de algas excede la UL de EE. UU. de 1100 μg, pero no la UL de 3000 μg establecida por Japón.

Concentraciones sanguíneas de minerales.

Los minerales están presentes en la sangre de un ser humano sano en ciertas concentraciones de masa y molares. La siguiente figura presenta las concentraciones de cada uno de los elementos químicos discutidos en este artículo, de centro derecha a derecha. Dependiendo de las concentraciones, algunos están en la parte superior de la imagen, mientras que otros están en la parte inferior. La cifra incluye los valores relativos de otros constituyentes de la sangre, como las hormonas. En la figura, los minerales están resaltados en color púrpura.

Rangos de referencia para análisis de sangre, ordenados logarítmicamente por masa por encima de la escala y por molaridad por debajo. (

Hay disponible una imagen imprimible separada para masa y molaridad )

Nutrición dietética

Los dietistas pueden recomendar que los minerales se suministren mejor al ingerir alimentos específicos ricos en los elementos químicos de interés. Los elementos pueden estar presentes de forma natural en los alimentos (p. ej., calcio en la leche de vaca) o agregarse a los alimentos (p. ej., jugo de naranja enriquecido con calcio, sal yodada enriquecida con yodo). Los suplementos dietéticos se pueden formular para que contengan varios elementos químicos diferentes (como compuestos), una combinación de vitaminas y/u otros compuestos químicos, o un solo elemento (como un compuesto o una mezcla de compuestos), como el calcio (carbonato de calcio, citrato de calcio ) o magnesio (óxido de magnesio), o hierro (sulfato ferroso, bis-glicinato de hierro).

El enfoque dietético en los elementos químicos se deriva de un interés en apoyar las reacciones bioquímicas del metabolismo con los componentes elementales requeridos. Se ha demostrado que se requieren niveles adecuados de ingesta de ciertos elementos químicos para mantener una salud óptima. La dieta puede satisfacer todos los requisitos de elementos químicos del cuerpo, aunque se pueden usar suplementos cuando la dieta no cumple adecuadamente con algunas recomendaciones. Un ejemplo sería una dieta baja en productos lácteos y, por lo tanto, no cumplir con la recomendación de calcio.

La seguridad

La brecha entre la ingesta diaria recomendada y lo que se consideran límites superiores seguros (UL) puede ser pequeña. Por ejemplo, para el calcio, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. fijó la ingesta recomendada para adultos mayores de 70 años en 1200 mg/día y la UL en 2000 mg/día. La Unión Europea también establece cantidades recomendadas y límites superiores, que no siempre están de acuerdo con EE. UU. Asimismo, Japón, que establece el UL para yodo en 3000 μg frente a 1100 para EE. UU. y 600 para la UE.En la tabla anterior, el magnesio parece ser una anomalía ya que la ingesta recomendada para hombres adultos es de 420 mg/día (mujeres 350 mg/día) mientras que la UL es inferior a la recomendada, de 350 mg. La razón es que la UL es específica para consumir más de 350 mg de magnesio de una sola vez, en forma de suplemento dietético, ya que esto puede causar diarrea. Los alimentos ricos en magnesio no causan este problema.

Elementos considerados posiblemente esenciales para los humanos pero no confirmados

Muchos elementos ultratraza se han sugerido como esenciales, pero tales afirmaciones generalmente no se han confirmado. La evidencia definitiva de la eficacia proviene de la caracterización de una biomolécula que contiene el elemento con una función identificable y comprobable. Un problema con la identificación de la eficacia es que algunos elementos son inocuos en bajas concentraciones y son omnipresentes (ejemplos: silicio y níquel en estado sólido y en polvo), por lo que faltan pruebas de eficacia porque las deficiencias son difíciles de reproducir. Se sabe que los elementos ultratraza de algunos minerales, como el silicio y el boro, tienen un papel, pero se desconoce la naturaleza bioquímica exacta, y se sospecha que otros, como el arsénico, tienen un papel en la salud, pero con pruebas más débiles.

Elemento	Descripción	Exceso
Bromo	Posiblemente importante para la arquitectura de la membrana basal y el desarrollo de tejidos, como catalizador necesario para producir colágeno IV.	bromismo
Arsénico	Esencial en modelos de rata, hámster, cabra y pollo, pero no se han realizado investigaciones en humanos.	envenenamiento por arsénico
Níquel	El níquel es un componente esencial de varias enzimas, incluidas la ureasa y la hidrogenasa. Aunque los seres humanos no los necesitan, se cree que las bacterias intestinales necesitan algunos, como la ureasa que requieren algunas variedades de Bifidobacterium. En humanos, el níquel puede ser un cofactor o componente estructural de ciertas metaloenzimas involucradas en la hidrólisis, reacciones redox y expresión génica. La deficiencia de níquel deprimió el crecimiento en cabras, cerdos y ovejas, y disminuyó la concentración de hormona tiroidea circulante en ratas.	Toxicidad por níquel
Flúor	El flúor (como fluoruro) no se considera un elemento esencial porque los humanos no lo requieren para el crecimiento o para sustentar la vida. Las investigaciones indican que el principal beneficio dental del fluoruro ocurre en la superficie de la exposición tópica. De los minerales de esta tabla, el fluoruro es el único para el que el Instituto de Medicina de EE. UU. ha establecido una ingesta adecuada.	envenenamiento por fluoruro
Boro	El boro es un nutriente vegetal esencial, necesario principalmente para mantener la integridad de las paredes celulares. Se ha demostrado que el boro es esencial para completar el ciclo de vida en representantes de todos los reinos de la vida. En animales, se ha demostrado que el suplemento de boro reduce la excreción de calcio y activa la vitamina D.	Sin efectos agudos (LD50 de ácido bórico es de 2,5 gramos por kilogramo de peso corporal)Los efectos crónicos de la exposición a altas dosis de boro a largo plazo no están completamente dilucidados
Litio	Sobre la base de las concentraciones de litio en plasma, la actividad biológica y las observaciones epidemiológicas, existe evidencia, no concluyente, de que el litio es un nutriente esencial.	Toxicidad por litio
Estroncio	Se ha encontrado que el estroncio está involucrado en la utilización del calcio en el cuerpo. Tiene una acción promotora de la absorción de calcio en los huesos a niveles dietéticos moderados de estroncio, pero una acción raquitogénica (que produce raquitismo) a niveles dietéticos más altos.	Ciertas formas de raquitismo
Otro	El silicio y el vanadio han establecido roles bioquímicos, aunque especializados, como cofactores estructurales o funcionales en otros organismos, y posiblemente, incluso probablemente, los utilicen los mamíferos (incluidos los humanos). Por el contrario, el tungsteno, los primeros lantánidos y el cadmio tienen usos bioquímicos especializados en ciertos organismos inferiores, pero estos elementos parecen no ser utilizados por los mamíferos. Otros elementos considerados posiblemente esenciales incluyen aluminio, germanio, plomo, rubidio y estaño.	Múltiple

Ecología mineral

Los minerales pueden ser modificados biológicamente por bacterias que actúan sobre los metales para catalizar la disolución y precipitación de minerales. Los nutrientes minerales son reciclados por bacterias distribuidas en suelos, océanos, agua dulce, agua subterránea y sistemas de agua de deshielo de glaciares en todo el mundo. Las bacterias absorben la materia orgánica disuelta que contiene minerales mientras se alimentan de las floraciones de fitoplancton. Los nutrientes minerales recorren esta cadena alimentaria marina, desde las bacterias y el fitoplancton hasta los flagelados y el zooplancton, que luego son consumidos por otras formas de vida marina. En los ecosistemas terrestres, los hongos tienen funciones similares a las de las bacterias, movilizando minerales de la materia inaccesible para otros organismos y luego transportando los nutrientes adquiridos a los ecosistemas locales.