En el contexto de la nutrición, un mineral es un elemento químico requerido por los organismos como un nutriente esencial para realizar las funciones necesarias para la vida. Sin embargo, los cuatro elementos estructurales principales en el cuerpo humano por peso (oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno), por lo general 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 aproximadamente el 96% del peso del cuerpo humano, y los minerales principales (macrominerales) y los minerales menores (también llamados elementos traza) componen el resto.
Los minerales, como elementos, no pueden ser sintetizados bioquímicamente por organismos vivos. Las plantas obtienen minerales del suelo. La mayoría de los minerales en una dieta humana provienen de comer plantas y animales o de beber agua. Como grupo, los minerales son uno de los cuatro grupos de nutrientes esenciales, los otros de los cuales 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 llaman "elementos traza". Los oligoelementos que tienen una función bioquímica específica en el cuerpo humano son azufre, hierro, cloro, cobalto, cobre, zinc, manganeso, molibdeno, yodo y selenio.
La mayoría de los elementos químicos que son ingeridos por 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 se mueven hacia arriba en la cadena alimentaria. Los organismos más grandes también pueden consumir suelo (geofagia) o usar recursos minerales, como la sal, para obtener minerales limitados que no están disponibles a través de otras fuentes dietéticas.
Las bacterias y los hongos desempeñan un papel esencial en la meteorización de los elementos primarios que se traduce en la liberación de nutrientes para su propia nutrición y para la nutrición de otras especies en la cadena alimentaria ecológica. Un elemento, el cobalto, está disponible para ser utilizado por animales solo después de haber sido procesado en moléculas complejas (por ejemplo, vitamina B12) por bacterias. Los minerales y los microorganismos utilizan los minerales para el proceso de las estructuras de mineralización, llamadas "biomineralización", que se utilizan para construir huesos, conchas marinas, cáscaras de huevo, exoesqueletos y conchas de moluscos.
Elementos químicos esenciales para los humanos
Se sabe que se requieren al menos veinte elementos químicos para respaldar los procesos bioquímicos humanos al desempeñar funciones estructurales y funcionales, así como electrolitos. Sin embargo, se sugiere que los mamíferos utilicen veintinueve elementos en total, como se deduce de estudios bioquímicos y de captación. Minerales de ultratracia. Autores: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Fuente: Nutrición moderna en salud y enfermedades / editores, Maurice E. Shils ... et al .. Baltimore: Williams & Wilkins, c1999., P. 283-303. Fecha de emisión: URI 1999:
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 de un cuerpo humano. El calcio compone de 920 a 1200 gramos de peso corporal adulto, con un 99% contenido en huesos y dientes. Esto es aproximadamente el 1,5% del peso corporal. El fósforo se produce en cantidades de aproximadamente 2/3 de calcio y constituye aproximadamente el 1% del peso corporal de una persona. Los otros minerales principales (potasio, sodio, cloro, azufre y magnesio) constituyen 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 de ultratraza restantes comprenden solo el 0.15% del cuerpo, o aproximadamente un gramo en total para la persona promedio. Las fracciones totales en este párrafo son WP: cantidades de CALC basadas en porcentajes de suma del artículo sobre la composición química del cuerpo humano
Existen diferencias sobre la opinión acerca de la naturaleza esencial de los diversos elementos de ultratraza en humanos (y otros mamíferos), incluso con base en los mismos datos. Por ejemplo, no existe un consenso científico sobre si el cromo es un oligoelemento esencial en el hombre. Los Estados Unidos y Japón designan al cromo como un nutriente esencial, Cromo. EN: Consumos dietéticos de referencia para vitamina A, vitamina K, arsénico, boro, cromo, cromo, yodo, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, silicio, vanadio y cromo . Instituto de Medicina (US) Panel de Micronutrientes. Prensa de la Academia Nacional. 2001, PP.197-223. Resumen de las ingestas dietéticas de referencia para japoneses (2015) pero la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), que representa a la Unión Europea, revisó la pregunta en 2014 y no está de acuerdo.
La mayoría de los nutrientes minerales conocidos y sugeridos tienen un peso atómico relativamente bajo, y son bastante comunes en la tierra, o para el sodio y el yodo, en el océano:
Roles en los procesos biológicos ElementoRDA (US) [mg]U.S. Food and Drug Administration 14. Appendix F(mg)UL (US y EU) [mg]Dietary Reference Intakes (DRIs): Elements Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academies (2011) (mg)CategoríaAlta densidad de nutrientes fuentes dietéticasDeficienciaExcesoPotasio04700.0004700; Un electrolito sistémico y es esencial en la corregulación ATP con sodio.Patata dulce, tomate, papa, frijoles, lentejas, productos lácteos, mariscos, plátano, ciruelas, zanahoria, naranjaHipopotasemiaHiperpotasemiaCloro02300.00023003600; Necesario para la producción de ácido clorhídrico en el estómago y en las funciones de la bomba celular.Sal común (cloruro de sodio) es la principal fuente dietética.HipocloremiaHipercloremiaSodio01500.00015002300; Un electrolito sistémico y es esencial para la corregulación del ATP con potasio.Sal de mesa (cloruro de sodio, principal fuente), alga comestible, leche, y espinaca.HiponatremiaHipernatremiaCalcio01200.00012002500; 2500Necesario para la salud de los músculos, el corazón y el sistema digestivo, construye huesos, apoya la síntesis y la función de las células sanguíneasProductos lácteos, huevos, conservas de pescado con huesos (salmón, sardinas), vegetales de hoja verde, nueces, semillas, tofú, tomillo, orégano, eneldo, canela.hypocalcaemiahypercalcaemiaFósforo00700.0007004000; 4000Un componente de los huesos (apatita), células, en el procesamiento de energía, en el ADN y el ATP (como fosfato) y muchas otras funciones.Carnes rojas, productos lácteos, pescado, aves, pan, arroz, avena. En contextos biológicos, generalmente vistos como fosfatoHipofosfatemiaHiperfosfatemiaMagnesio00420.000420350; 250Requerido para procesar ATP y para los huesosEspinaca, legumbres, nueces, semillas, granos enteros, mantequilla de maní, aguacateHipomagnesemiaHipermagnesemiaHierro00018.0001845; Requerido para muchas proteínas y enzimas, especialmente hemoglobina para prevenir anemiaCarne, mariscos, nueces, frijoles, chocolate negroFerropeniaHemocromatosis disorderZinc00011.0001140; 25Es omnipresente y se requiere para varias enzimas como carboxipeptidasa, alcohol deshidrogenasa, y anhydrasa carbónicaOstras*, carnes rojas, aves, nueces, granos enteros, productos lácteosDeficiencia de zincToxicidad del zincManganeso00002.3002.311; Un cofactor en las funciones enzimáticasGranos, legumbres, semillas, frutos secos, verduras de hoja, té, caféDeficiencia de manganesoToxicidad del manganesoCobre00000.900.910; 5Componente requerido de muchas enzimas redox, incluyendo la citocromo c oxidasaHígado, mariscos, ostras, frutos secos, semillas; algunos: cereales integrales, legumbres.Deficiencia de cobreToxicidad del cobreYodo00000.1500.1501.1; 0.6Requerido para la síntesis de hormonas tiroideas, tiroxina y triyodotironina y para prevenir el bocioAlgas (Kelp o Kombu)*, granos, huevos, sal yodadaDeficiencia de yodoHipertiroidismoCromo00000.0350.035; Participa en el metabolismo de la glucosa y los lípidos, aunque sus mecanismos de acción en el cuerpo y las cantidades necesarias para una salud óptima no están bien definidos.Brócoli, jugo de uva (especialmente rojo), carne, productos integralesDeficiencia de cromoToxicidad del cromoMolibdeno00000.0450.0452; 0.6Las oxidasas: xantina oxidasa, aldehído oxidasa, y sulfito oxidasaLegumbres, cereales integrales, frutos secos.Deficiencia de molibdenoToxicidad del molibdenoSelenio00000.0550.0550.4; 0.3Esencial para la actividad de enzimas antioxidantes como glutatión peroxidasaNueces de Brasil, mariscos, carnes de órganos, carnes, granos, productos lácteos, huevosDeficiencia de selenioselenosisCobaltoninguno; Requerido en la síntesis de vitamina B12, pero debido a que las bacterias son necesarias para sintetizar la vitamina, generalmente se considera parte de vitamina B12 que proviene de comer animales y alimentos de origen animal (huevos...)Envenenamiento por cobalto RDA = ingesta dietética recomendada; UL = nivel de ingesta superior tolerable; las cifras que se muestran son para adultos de 31 a 50 años, hombres o mujeres, ni embarazadas ni lactantes
* Una porción de alga marina supera los US UL de 1100 μg, pero no los 3000 μg UL establecidos por Japón. Descripción general de las ingestas dietéticas de referencia para japoneses (2015) Ministro de Salud, Trabajo y Bienestar, Japón | url = http://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000-Kenkoukyoku/Overview.pdf
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, desde el centro a la derecha. Dependiendo de las concentraciones, algunos están en la parte superior de la imagen, mientras que otros están en la parte inferior. La figura incluye los valores relativos de otros constituyentes de la sangre, como las hormonas. La figura incluye los valores relativos de otros constituyentes de la sangre, como las hormonas. En la figura, los minerales se resaltan en color en púrpura.
Nutrición dietética Los dietistas pueden recomendar que los minerales se suministren mejor ingiriendo alimentos específicos ricos con los elementos químicos de interés. Los elementos pueden estar presentes de forma natural en los alimentos (p. ej., calcio en la leche de leche) o agregarse a los alimentos (p. ej., jugo de naranja enriquecido con calcio; sal yodada enriquecida con yodo). Los suplementos dietéticos pueden formularse para contener varios elementos químicos diferentes (como compuestos), una combinación de vitaminas y otros compuestos químicos, o un solo elemento (como un compuesto o 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 los niveles apropiados de ingesta de ciertos elementos químicos son necesarios para mantener una salud óptima. La dieta puede cumplir con todos los requisitos de elementos químicos del cuerpo, aunque los suplementos pueden usarse cuando la dieta no cumple adecuadamente algunas recomendaciones. Un ejemplo sería una dieta baja en productos lácteos y, por lo tanto, no cumple con la recomendación de calcio.
Elementos considerados posiblemente esenciales pero no confirmados