Modulo 5

MODULO 5

LOS MINERALES EN EL CUERPO COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL ORGANISMO El análisis elemental del organismo revela la existencia aproximada de 64 % de oxígeno, 18,5 % de carbono y 9,9 % de hidrógeno. La mayor parte del oxígeno y el hidrógeno se encuentran en forma de agua que constituye el 65 % del organismo. La mayor parte del 35 % restante es materia orgánica, según la distribución de la tabla siguiente: Carbono Oxígeno Hidrógeno Nitrógeno

18.5 6.5 2.7 2.6

Calcio Fósforo Cloro Azufre

2.5 1.1 0.16 0.14

Potasio Sodio Magnesio Hierro

0.10 0.10 0.07 0.01

COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE LOS SÓLIDOS DEL ORGANISMO HUMANO (expresados en porcentaje del peso corporal total) Entre los elementos presentes en cantidades muy pequeñas se hallan el cobre, cobalto, manganeso, cinc, yodo, flúor, aluminio, arsénico, bromo y silicio. De ellos, los cinco primeros, y quizá el flúor, son esenciales para la vida. Se han hallado a menudo indicios de otros elementos. De estos elementos, sólo el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno se encuentran en forma elemental (se forma una pequeña cantidad de hidrógeno libre por las putrefacciones que ocurren en el intestino grueso). Los compuestos de éstos y los demás elementos pueden clasificarse en grupos de sustancias dotadas de propiedades similares. Las sustancias de aspecto graso y solubles en disolventes tales como el éter y el alcohol se denominan lípidos. La mayor parte del resto no soluble en tales disolventes está constituido por compuestos nitrogenados llamados proteínas, y queda por último la fracción formada por los carbohidratos, otras sustancias orgánicas y sustancias inorgánicas. Estas últimas suelen determinarse por incineración completa de las sustancias orgánicas, que dejan como resto cenizas (los metales como óxidos, cloruros, fosfatos o sulfatos). Las proteínas, aunque son los compuestos nitrogenados que abundan más en el organismo, no tienen la exclusiva en cuanto a la posesión de nitrógeno, pues también puede encontrarse en algunos lípidos, la urea y el amoníaco por ejemplo. METABOLISMO MINERAL Los elementos existentes en nuestro organismo aparte del carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno se denominan elementos minerales y constituyen

en conjunto cerca del 5 % del peso corporal. Anteriormente expusimos los porcentajes promedio de calcio, fósforo, cloro, azufre, potasio, sodio y hierro en el cuerpo humano. Existen además otros elementos en nuestro organismo, pero en cantidades tan pequeñas que se les denomina Oligoelementos. De éstos son esenciales el cobre, cobalto, manganeso, molibdeno, cinc, flúor y yodo, mientras que el aluminio, el bromo y el silicio, entre otros, no parecen desempeñar una misión concreta y su presencia es probablemente fortuita. CALCIO El calcio constituye, en asociación con fosfatos, la parte mineral del esqueleto y de los dientes. Este elemento tiene un efecto regulador sobre la permeabilidad de todas las membranas, en las que se halla unido con frecuencia a lecitina. El calcio es esencial para la contractilidad del músculo involuntario (por ejemplo, el cardíaco), actuando antagónicamente al sodio y al potasio, Influye también en la excitabilidad de las fibras musculares y en centros nerviosos. Si desciende el nivel del calcio en la sangre, se produce un aumento de la excitabilidad de las terminaciones nerviosas, con la aparición de tetania. El calcio desempeña un papel en la coagulación sanguínea, pues activa la conversión de la protrombina en trombina FÓSFORO El fósforo existe en el organismo en forma de orto y pirofosfatos o como ésteres fosfóricos de muchos compuestos orgánicos. Este elemento no tiene efectos fisiológicos comparables a los del calcio, pero desempeña muchas funciones, entre ellas las siguientes: 1. Formación de huesos y dientes 2. Formación de fosfolípidos esenciales para las células. 3. Formación de ácidos nucleicos y de sus derivados, por ejemplo, ácido adenílico 4. Formación de fosfatos orgánicos (de hexosas, triosas, creatina y adenosina) como intermediarios en los procesos metabólicos, por ejemplo, en la glucólisis 5. Formación de fosfatos de alta energía, por ejemplo, ATP 6. Acción amortiguadora del pH en las células, en la que pueden intervenir fosfatos inorgánicos y orgánicos (en los que está libre por lo menos un hidrógeno ácido del ácido fosfórico). 7. Formación de coenzimas 8. Formación de fosfoproteínas, por ejemplo, el caseínógeno de la leche.

FUENTES DE CALCIO El calcio se ingiere en forma de sales inorgánicas y en combinación orgánica, por ejemplo, en la leche. El fósforo se ingiere principalmente en forma de fosfatos orgánicos, por ejemplo, fosfolípidos, ácidos nucleicos y caseinógeno, pero también como fosfato inorgánico, por ejemplo, en la leche y la carne. Con excepción de la fitina, los compuestos de calcio y fósforo parece que se transforman rápidamente con la digestión en compuestos absorbibles. Sin embargo, la reacción entre dichos compuestos impide la absorción completa, MAGNESIO El cuerpo de una persona adulta contiene aproximadamente 25 g de magnesio, y el 70 % de esta cantidad se encuentra, en forma de fosfato, en los huesos, donde se deposita probablemente en condiciones similares a las del calcio. El músculo voluntario contiene aproximadamente un 0,02 % de magnesio (calcio = 0,007 %). Debido a que forma fosfatos insolubles, la absorción del magnesio es semejante a la del calcio. Su distribución en la sangre difiere de la del calcio en que el magnesio está compartido igualmente por los glóbulos (2-4 mg) y el plasma (1-4 mg en 100 ml). En condiciones normales, el ingreso de magnesio es siempre suficiente, por lo que no se observan efectos comparables a la deficiencia de calcio. La privación experimental de magnesío origina un tipo de tetania, no idéntica a la del calcio, que en las ratas causa la muerte en unos 18 días. Los efectos de la falta de magnesio son más graves si está aumentado el ingreso de calcio. Otras observaciones sugieren también una interrelación de los metabolismos del calcio y del magnesio. Por ejemplo, cuando el esqueleto se descalcifica, como en el raquitismo , la cantidad de magnesio presente en los huesos es superior a la normal; los dientes cariados contienen más magnesio que los dientes sanos. Pero no se ha logrado explicar tal interrelación. Un papel importante de los iones de magnesio es la activación de más de un centenar de enzimas. SODIO En todos los organismos vivos, el sodio se halla predominantemente en los líquidos extracelulares, mientras que el potasio es principalmente íntracelular, desconociéndose la razón de esta distribución tan desigual de unos iones que difunden con facilidad. Los iones de sodio, junto con los cloruros, regulan en gran parte la presión osmótica de los líquidos del organismo, y el sodio del plasma constituye más del 90 % de los cationes totales. Los iones de sodio son esenciales para la contracción del músculo involuntario y para el mantenimiento de los tejidos in vítro. La excreción de iones de sodio, que ocurre principalmente por el riñón, disminuye cuando su ingreso es deficiente. En los animales, la privación prolongada de sodio llega a ser fatal. Los animales sienten una gran atracción instintiva por la sal de modo que la deficiencia natural es rara. El sodio no puede ser reemplazado por el potasio, y viceversa.

POTASIO Los iones de potasio contribuyen a la regulación de la presión osmótica y a la formación de sistemas amortiguadores. Las sales potásicas que actúan como amortiguadores en los glóbulos rojos son el hemoglobinato, el bicarbonato y el fosfato. Para la contracción del miocardio es necesario un equilibrio correcto entre el potasio y el calcio. Análogamente al sodio, el potasio se elimina principalmente con la orina y hay retención del mismo cuando la ingestión es insuficiente. En los animales de experimentación, la deficiencia de potasio origina la detención del crecimiento y por último la muerte. HIERRO El hierro, especialmente en estado iónico, se absorbe con facilidad. Se ha demostrado que en el hombre se absorben con mayor rapidez las sales ferrosas que las férricas. Estas últimas deben reducirse al estado ferroso para ser absorbidas. La cuantía de la absorción depende del grado de saturación de los tejidos; asl, por ejemplo, los animales anémicos absorben más hierro que los animales sanos. Normalmente, sólo ingresa en el organismo una pequeña cantidad de hierro (cerca de 1 mg diario), que corresponde a la cantidad eliminada cada día. El hierro fecal es en gran parte hierro no absorbido, pues el organismo apenas cede hierro hacia la luz intestinal. La mayor parte (cerca de 3 g) del hierro del organismo está combinado con el hemo de la hemoglobina, y por lo tanto relacionado esencialmente con el transporte de oxígeno. Otras proteínas hemínicas (que llevan hemo) son la mioglobina, que contiene unos 120 mg de hierro, los citocromos, que contienen unos 3 mg, y la enzima catalasa. Cerca de 1 g del hierro está almacenado principalmente en el hígado y el bazo, y temporalmente en la mucosa intestinal. El hierro que se libera habitualmente por degradación de la hemoglobina al desintegrarse los hematíes, no se excreta, sino que se utiliza principalmente para sintetizar nueva hemoglobina, en un proceso que requiere la presencia de ácido fólico y vitamina B. El ingreso insuficiente de hierro conduce a la anemia alimentarla que, sin embargo, no se vence con la administración de sales de hierro puras, las que para tener eficacia deben acompañarse de pequeñísimas cantidades de cobre. En la práctica, las sales ordinarias de hierro son suficientes, pues contienen pequeñas cantidades de cobre como impureza muy difícil de eliminar. - Al parecer, el cobre es esencial para la utilización del hierro en la formación de hemoglobina. La ingestión excesiva de hierro no causa un aumento notable en el contenido de hemoglobina de la sangre en el sujeto sano, pues el exceso no suele absorberse. CLORO Todo el cloro del organismo se halla virtualmente en forma ionizada. En la sangre, los iones cloruro se hallan distribuidos entre las células y el plasma en función de la presión de CO. La libre circulación de Cl- pero no de Na+ o K+ a través de la

membrana del hematíe, da origen al intercambio de cloruros. Los cloruros constituyen aproximadamente las dos terceras partes de los aniones del plasma y están relacionados (principalmente el NaCI) con la regulación de la presión osmótica y el contenido acuoso del organismo. El ion cloruro se absorbe con gran facilidad y normalmente se excretan con la orina de 10 a 15 g diarios. En el ayuno prolongado hay retención de cloruros, excretándose incluso menos de 1 g diario, sin que llegue a alterarse el nivel de cloruros en la sangre. Los cloruros no pueden sustituirse por otros haluros. AZUFRE El azufre se ingiere en su mayor parte como componente de los aminoácidos cisteína, cistina y metionina de las proteínas de la dieta (las cuales contienen, en promedio, cerca del 1 % de azufre). Se obtienen pequeñas cantidades de azufre de los mucopolisacáridos (como sulfato) y de los sulfátidos de la dieta. La cantidad de sulfato inorgánico ingerida es muy pequeña y quizá no se absorbe. En el organismo, el producto final de la oxidación de los compuestos de azufre es ácido sulfúrico, que se excreta en forma de sulfato inorgánico o como sulfato etéreo. OLIGOELEMENTOS COBRE Es poco lo que se sabe acerca del metabolismo del cobre, salvo que este elemento es importante en la anemia alimentaría. Sin embargo, es quizá digno de señalarse el hecho de que la cantidad de cobre existente en el cerebro y el hígado del feto y del lactante es mayor que en el adulto. (El feto almacena hierro en el hígado, que utilizará durante el período normal de la lactancia, pues la leche contiene cantidades de hierro y cobre insuficientes para cubrir sus necesidades.) En el adulto, la cantidad total de cobre es aproximadamente 0,1 g, que se encuentra en su mayor parte formando complejos con proteínas, especialmente en ciertas enzimas. MANGANESO Este elemento se encuentra distribuido ampliamente por el organismo, especialmente en el tubo digestivo y en el hígado y los órganos reproductores. El manganeso presente en el plasma humano está asociado a una proteína. En la rata, la supresión del manganeso en la dieta origina trastornos del ciclo estral y de la lactación en las hembras, y degeneración del epitelio germinal en los machos. Los iones de manganeso activan a varias enzimas, CINC El cinc es un elemento indispensable. En la práctica, debido a su amplia distribución en los alimentos es difícil que ocurran casos de deficiencia. Para la

cristalización de la insulina in vitro es necesaria la presencia de una pequeña cantidad de iones de cinc que por otra parte, unidos a la hormona hacen que su acción sea más prolongada. ALUMINIO No existen pruebas de que este elemento sea esencial para el organismo. El amplio uso de utensilios de aluminio para fines culinarios ha suscitado la cuestión del efecto en el organismo de las pequeñas cantidades de este metal disueltas en los alimentos durante su preparación. Aunque no se ha obtenido una respuesta satisfactoria a este interrogante, no existe ninguna razón convincente para creer que pueden ser perjudiciales para el ser humano cantidades incluso mayores de aluminio. COBALTO El cobalto es un elemento esencial para la mayoría de los seres vivos, sea para la síntesis de la vitamina B12 o ya incluido en ella para el hombre y aquellos animales (no rumiantes) que no pueden sintetizarla. La carencia de cobalto se ha estudiado especialmente en los rumiantes, y al parecer es necesario el cobalto para satisfacer las demandas de los microorganismos que en el rumen sintetizan vitamina B12. La «enfermedad del pino», afección de los ganados vacuno y lanar, se debe a la falta de cobalto en los pastos y puede prevenirse con la administración de unos pocos mg anuales de este elemento. MOLIBDENO Este elemento es un componente de ciertas enzimas flavoproteínicas, entre ellas la xantinooxidasa. Cantidades ínfinitesimales de molibdeno elevan el nivel de la misma en los tejidos de la rata, pero el ingreso diario excesivo causa una diarrea grave en las reses (y en las ratas). YODO El yodo es importante porque entra en la composición de las hormonas de la glándula tiroides. Se ha demostrado que el yoduro administrado se incorpora rápidamente a la 3,5-di-yodotironina y a la tiroxina. En el hombre, la glándula tiroides contiene más de la mitad del yodo total (unos 25 mg) del organismo. Los yoduros se absorben y excretan con rapidez, esto último principalmente con la orina. La sangre contiene muy poco yodo (cerca de 0,01 mg en 1 00 mi), y sólo parcialmente en forma ionizada. La carencia de yodo en la dieta origina el bocio. BROMO El bromo se encuentra distribuido por todos los tejidos (incluida la sangre) en mayor proporción que el yodo, pero se desconoce su función.

FLÚOR El flúor se halla en forma de fluoruros en los huesos y los dientes. La cantidad de flúor existente en las aguas es variable. En las regiones donde la concentración de los fluoruros es 1,5 partes por millón se produce un moteado del esmalte dental, moteado que llega a ser muy intenso si la concentración es de 6 partes por millón o superior. Los dientes de los individuos criados en zonas donde la concentración de los fluoruros es de una parte por millón o superior, muestran una resistencia elevada a la caries, y en muchas partes del mundo se fluorura deliberadamente el agua de bebida para reducir la incidencia de la caries dental. Del flúor absorbido, una parte se retiene en los huesos y dientes, y el resto se elimina rápidamente por vía renal. No se almacena flúor en los tejidos blandos del cuerpo. La concentración de los fluoruros en el organismo va aumentando hasta la edad de cincuenta y cinco años aproximadamente, en la que se alcanza el equilibrio. Se cuentan por millones las personas que han bebido durante toda su vida de suministros de agua que contenían fluoruro en proporción superior a una parte por millón, y no se ha observado en estas poblaciones ningún trastorno peculiar a las mismas ni una mayor incidencia de enfermedades. La cantidad media diaria de fluoruro que ingiere un adulto que viva en una región donde se fluorure el agua, es en promedio de 3 mg, que proceden, a partes aproximadamente iguales, del agua de bebida y de los alimentos. El fluoruro es tóxico a concentraciones elevadas, y la dosis letal para un adulto es superior a 2,5 gramos.