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““II MMIINNEERRAALLII””
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Università Telematica Pegaso I minerali
Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente
vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore
(L. 22.04.1941/n. 633)
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Indice
1 ASPETTI GENERALI -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2 CALCIO ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
BIBLIOGRAFIA --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15
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1 Aspetti generali Con la denominazione di minerali ed oligoelementi e con quella più nota, ma meno corretta,
di Sali minerali, si raggruppa un cospicuo numero di nutrienti inorganici, non energetici,
assolutamente indispensabili per il benessere degli individui.
Oltre che per le caratteristiche di inorganicità ed indispensabilità, questi nutrienti si
distinguono anche per il fatto di essere determinanti, in quantità piuttosto contenute, per lo
svolgimento di molte ed importanti funzioni del nostro organismo, ma con caratteristiche del tutto
specifiche per ognuno di essi.
Alcuni, infatti agiscono in quantità talmente bassa (fino anche ad un millesimo di
milligrammo) da rendere difficile misurarli nei sistemi biologici, quale il nostro organismo, e
pertanto se ne mette in dubbio la reale utilità e forse la stessa funzione biologica.
Per molti altri, invece, è stato possibile constatare i danni provocati da una loro carenza nella
dieta e, al contrario, le regressione di tali danni aggiungendo nuovamente alla dieta il minerale
mancante.
Tuttavia, i danni provocati dalla carenza di uno o più minerali, oltre che per abitudini
alimentari scorrette, possono anche verificarsi per un loro alterato assorbimento a livello del tratto
intestinale, per l’incapacità di trasformarli in molecole biologicamente attive o per la presenza di
una eccessiva eliminazione.
L’organismo umano non è in grado di assimilare i minerali in forma semplice: questi, infatti,
sono biologicamente disponibili sotto forma di Sali o in forme chimicamente combinate e solubili.
Le fonti attraverso le quali l’uomo si rifornisce di minerali sono l’acqua, che ne contiene
disciolti grandi quantità (sia pure variabile a seconda del tipo di acque), ed i cibi di provenienza sia
animale che vegetale.
Tuttavia, i processi tecnologici di raccolta, conservazione, trasformazione e preparazione dei
cibi possono ridurre anche sensibilmente, in alcuni casi, il contenuto teorico in minerali dei vari
alimenti.
A tale riguardo è bene ricordare che i vari trattamenti fertilizzanti, la scomparsa di alcuni
vegetali e l’eccessivo sfruttamento dei terreni agricoli hanno da una parte impoverito il suolo di
minerali utili, e dall’altra lo hanno “arricchito” di minerali ed altre sostanze tossiche per l’uomo.
Quanto detto può rendere nutrizionalmente meno validi, sotto il profilo del contenuto di
minerali e non solo di questi, non soltanto i prodotti vegetali (cereali, legumi, ortaggi, verdure e
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frutta) coltivati su terreni “sfruttati”, ma, attraverso l’impoverimento dell’erba e dei foraggi, anche
le carni ed altri prodotti di origine animale, quale il latte ed i formaggi, che subiscono uno perdita
del loro contenuto in minerali, costringendo gli allevatori ad integrare l’alimentazione del bestiame
da allevamento con prodotti specifici.
I minerali vengono assorbiti a livello dell’intestino; eccetto il sodio, il potassio ed il cloro,
l’assorbimento dei minerali può essere diminuito dalla contemporanea assunzione, con gli alimenti
ricchi di minerali, anche di tutti quegli alimenti a loro volta ricchi di fibre, i fitati, gli ossalati ed i
tannini (cereali integrali, legumi, ortaggi, vino, caffè ed altre bevande nervine come cioccolata, tè,
matè, guaranà, bevande tipo Cola, ecc.), che legandosi ai minerali ne compromettono
l’assorbimento e/o ne facilitano l’eliminazione con le feci.
Una situazione simile, di ridotta biodisponibilità dei minerali si può realizzare anche
attraverso l’uso indiscriminato e scorretto di integratori, sia pure solo di minerali e vitamine, che,
apportando quote non equilibrate dei vari elementi, ne pregiudicano l’assorbimento di alcuni a
vantaggio di altri: si tratta di una vera e propria competizione tra i vari minerali per l’assorbimento
da parte delle cellule intestinali.
Data l’ubiquità dei minerali e le basse dosi giornaliere necessarie per il buon funzionamento
del nostro organismo, i soggetti che liberamente adottano regimi alimentari corretti e variati, come
abitualmente avviene nel caso della maggior parte degli sportivi, non dovrebbero teoricamente
andare incontro ad apporti alimentari insufficienti di questi fondamentali nutrienti e, pertanto, non
dovrebbero avere bisogno di integratori di minerali.
Tuttavia, è bene ricordare che per una ottimale assunzione di minerali, gli alimenti
dovrebbero essere consumati freschi, laddove possibile, preferendo quelli di stagione, di produzione
locale, eventualmente biologica, conservati in modo corretto e per periodi brevi.
Anche la cottura ricopre un ruolo importante, in quanto, essendo i minerali sensibili alla
diluizione, gli alimenti andrebbero cotti evitando di lasciarli per troppo tempo nell’acqua e di
cuocerli a lungo (ad esempio, le verdure andrebbero cotte al vapore o in poca acqua, ma sempre per
il minimo tempo necessario), inoltre dovrebbero essere consumati in tempi altrettanto brevi, per
evitare che il contenuto in minerali, ma anche in vitamine, si riduca maggiormente.
Per quanto riguarda l’eliminazione, i minerali vengono, in generale, eliminati con le urine, le
feci ed il sudore, prevalendo l’una o l’altra via a seconda dei singoli minerali e delle particolari
condizioni in cui si trova l’organismo: ad esempio durante l’attività fisica l’eliminazione del sodio e
del cloro avviene in maggior quota con il sudore.
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Gli apporti giornalieri di ciascun minerale, necessari per il mantenimento dello stato di
buona salute, hanno un ordine di grandezza che va da 100 milligrammi ad 1 grammo per i minerali
presenti in quantità maggiori nel nostro organismo, che, pertanto, vengono chiamati
“macrominerali” o macroelementi, mentre tutti gli altri minerali vanno, invece, assunti in quantità
nettamente inferiori, da microgrammi a pochi milligrammi (0,05 – 20 mg), in quanto presenti nel
nostro organismo in quantità assai più modeste, e vengono per tali motivi chiamati “micro minerali”
o microelementi, anche detti oligominerali o oligoelementi.
Sul ruolo funzionale di tutti i minerali non vi è ancora accordo completo tra gli studiosi,
anche in considerazione della difficoltà obiettiva di riconoscerne l’azione metabolica e l’eventuale
sintomatologia provocata da una carenza.
La relazione tra minerali e salute negli uomini è ben nota da molto tempo, tanto che reperti
archeologici e tradizioni ancora vive in alcune aree geografiche del mondo testimoniano l’impiego
di questi nutrienti fin dall’origine della storia degli uomini, anche senza una sufficiente conoscenza
dei loro meccanismi d’azione e della reale efficacia, seguendo suggestioni e consuetudini.
Solo nel Cinquecento, Paracelso studiò in modo più scientifico l’impiego dei minerali nella
cura delle malattie; da allora le conoscenze sono progredite enormemente ed attualmente tutti sono
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perfettamente consapevoli della loro importanza per la nostra salute, ma non sempre sono
conosciuti altrettanto bene i potenziali rischi connessi con un loro eccessivo consumo e accumulo
nel nostro organismo.
In tal senso l’alluminio, l’argento, il bismuto, il cadmio, il mercurio, l’oro ed il piombo
costituiscono un gruppo di oligoelementi non essenziali, ma probabilmente tossici, per l’organismo
umano, verso il quale tutti i minerali, è bene ribadirlo con molta fermezza, a dosaggi molto diversi
gli uni dagli altri, possono svolgere un’azione tossica.
I minerali rappresentano circa il 4-6 % del peso corporeo del nostro organismo, variamente
distribuiti nel sangue, nelle cellule dei nostri organi e tessuti, oppure nei tessuti extracellulari; sono
presenti in forma organica (come parte integrante di altre molecole organiche) o inorganica.
In forma inorganica possono presentarsi sia allo stato cristallino (come nelle ossa e nei
denti), sia in soluzione, nei vari liquidi del nostro corpo (intra o extracellulari), svolgendo molteplici
funzioni, fra le quali:
Regolazione degli scambi idrosalini;
Cofattori degli enzimi (metallo-enzimi).
Con il termine cofattore si è soliti intendere qualunque sostanza non proteica, stabile al
calore, che deve necessariamente unirsi ad un altro elemento per sviluppare una funzione, come ad
esempio un coenzima per l’attività di alcuni enzimi. In tal senso agiscono come cofattori sia ioni
inorganici (minerali) sia sostanze organiche più complesse.
Le numerose funzioni svolte dai minerali possono essere riassunte nel modo seguente:
Contribuiscono al realizzarsi dell’equilibrio acido-base: tutte le reazioni
biologiche cellulari avvengono in condizioni ambientali specifiche di acidità, neutralità o
alcalinità. Il cloro, il fosforo, e lo zolfo favoriscono la formazione di un ambiente acido,
mentre calcio, magnesio e potassio sono alcalinizzanti.
Regolano l’attività enzimatica;
Contribuiscono alla costituzione di componenti essenziali, ad esempio
ormoni (lo iodio per gli ormoni tiroidei ecc.), enzimi (lo zinco per la lattico-deidrogenasi,
ecc.) e vitamine (il cobalto per la vitamina B12 detta appunto cianocobalamina, ecc.);
Contribuiscono al mantenimento dell’equilibrio idrico;
Regolano le funzioni neuromuscolari;
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Concorrono all’accrescimento, al ricambio e al mantenimento dei tessuti
e delle strutture corporee.
I minerali appartengono al gruppo dei nutrienti non energetici, non forniscono calorie, come
tali non costituiscono dei substrati energetici e pertanto “non fanno ingrassare”. Alcuni di essi
hanno funzione plastica, entrando a far parte della composizione dei tessuti, ma la maggior parte
dei minerali svolge un ruolo determinante ed insostituibile, come catalizzatore delle varie reazioni
chimiche nei processi metabolici energetici. Più semplicemente, i minerali agiscono, per se stessi o
come parte attiva degli enzimi, regolando ed accelerando i tempi delle reazioni chimiche che
portano alla produzione di energia per tutti i processi vitali dell’organismo, compresa la contrazione
dei muscoli.
Minerale Fonte Principali funzioni
Magnesio Noci, cacao, semi di soia,
vegetali verdi
Regola l’eccitabilità neuro-
muscolare
Sodio Sale, carne, uova, latte Regola la pressione
osmotica
Potassio Legumi, asparagi, patate,
albicocche, banane, cavoli,
spinaci
Regola l’eccitabilità neuro-
muscolare e la pressione
osmotica
Cloro Sale Regola la pressione
osmotica, è un costituente
del succo gastrico
Rame Legumi, pesci, crostacei,
carne, noci, cereali
Indispensabile per
l’assorbimento del ferro
Iodio Acqua potabile, pesce,
molluschi, uova, latte e
derivati
Costituente degli ormoni
tiroidei
Fluoro Albicocche, pomodori,
patate, pesce
Agisce sullo smalto dei
denti, sulle ossa,
sull’elasticità dei tendini
Manganese Cereali, cipolla, cavoli, Agisce sul buon
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carote funzionamento delle
ghiandole, costituente di
molti enzimi, interviene
nella biosintesi del
colesterolo
Silice Cereali, frutta, verdura Indicato per le malattie
dell’invecchiamento,
fondamentale nella
costituzione del tessuto
epiteliale
Zinco Cereali, frutta, verdura,
carne, funghi, cacao
Fondamentale per i globuli
rossi, potenzia la risposta
immunitaria
Bromo Mandarini, uva, cavolo,
pomodoro
Ha azione sedativa sul
sistema nervoso
Cobalto Verdura, latte, frutta, pesce Facilita la captazione dello
iodio da parte della tiroide
Selenio Cereali, pesci Ha azione protettiva sulle
membrane cellulari
Molibdeno Latte e derivati, legumi e
cereali
Cofattore di enzimi delle
ossidoriduzioni
Inoltre i minerali sono gli elementi indispensabili come attivatori delle reazioni
biochimiche, per la realizzazione di tutti i processi chimici e metabolici che permettono la funzione
di tutte le nostre cellule; come esempio, basti pensare al ruolo fondamentale del calcio nella
contrazione muscolare o a quello del ferro nella produzione della emoglobina, ecc.
Magnesio, cobalto, manganese e rame intervengono nelle vie metaboliche che trasformano i
carboidrati; magnesio e zolfo in quelle dei lipidi, ed ancora il magnesio con il potassio sono
implicati nella produzione di energia per la demolizione delle proteine. Il fosforo è il costituente
fondamentale delle molecole ad alta energia (dette fosfagene appunto, come il creatin-fosfato,
l’ATP, l’ADP e l’AMP); ferro, rame, magnesio, zinco, calcio e potassio, infine, sono coinvolti nei
processi metabolici del ciclo di Krebs e della respirazione mitocondriale (fosforilazione ossidativa)
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che rappresentano le vie finali del metabolismo ossidativo (vale a dire aerobico, che avviene cioè in
presenza di ossigeno) dei tre nutrienti energetici (carboidrati, proteine e lipidi).
L’esercizio fisico, come fattore in grado di aumentare il dispendio energetico, talvolta anche
in maniera critica per intensità, durata e ritmo dell’esercizio stesso, più di ogni altra attività umana
comporta la necessità che le vie metaboliche energetiche siano il più possibile attivate e facilitate.
I minerali, catalizzatori specifici delle reazioni enzimatiche coinvolte nella produzione di
energia, rivestono pertanto un ruolo fondamentale nell’ambito della razione alimentare degli atleti,
di tutte le discipline sportive, in quanto l’aumento globale del metabolismo che si realizza nella
pratica sportiva comporta un aumento dei processi enzimatici e quindi del fabbisogno salino-
minerale dell’organismo.
Tuttavia, è bene ricordarlo sempre, l’aumentato fabbisogno di tutti i nutrienti, energetici e
non energetici, compreso quello dei minerali, che si produce per effetto della pratica sportiva deve e
può essere soddisfatto ampiamente, nella stragrande maggioranza dei casi, con i dovuti
aggiustamenti, quantitativi e qualitativi, della normale razione alimentare; vale a dire con i comuni
alimenti senza necessità, salvo rari casi, di ricorrere a prodotti dietetici (integratori e/o alimenti
particolari) e tanto meno farmacologici.
Tra i circa 60 minerali noti in nutrizione umana, alcuni sono presenti nel nostro organismo
in quantità maggiori e/o sono coinvolti in particolari attività metaboliche tali da giustificare una
importanza nutrizionale superiore rispetto ad altri.
La trattazione dettagliata dei singoli minerali richiederebbe uno spazio molto ampio ed esula
dai fini di questo corso, pertanto verranno esaminati, in maniera un po’ più estesa, solo alcuni, più
importanti dal punto di vista nutrizionale e sportivo.
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2 Calcio Il calcio (Ca
2+) è il minerale presente in quantità maggiore nel nostro organismo (circa 1250
mg nell’adulto, pari al 2% del peso corporeo) e per il 99% svolge funzione plastica (è insieme al
fosforo il maggior costituente del tessuto osseo e dei denti), mentre solo l’1% è presente nel sangue.
Il metabolismo del calcio è interdipendente con quello di un altro importante minerale, il
fosforo, infatti in caso di un elevato rapporto P/Ca l’assorbimento di calcio aumenta, e viceversa,
tale processo avviene a livello ottimale in presenza di adeguate concentrazioni di magnesio e di
vitamine A e D.
Il calcio non ha solo una funzione plastica, ma la sua presenza è anche fondamentale nel
regolare molti processi metabolici che avvengono nel nostro organismo (funzione bioregolatrice) ad
esempio il mantenimento dell’equilibrio acido-base, i processi della coagulazione del sangue, la
permeabilità delle membrane cellulari, la trasmissione dell’impulso nevoso, la contrazione e il
rilassamento delle cellule muscolari, la pressione arteriosa, la liberazione ed attivazione di ormoni
(ad esempio l’insulina) ed enzimi digestivi, e altri ancora.
Nel soggetto in accrescimento e nel giovane adulto (fino a circa 30 anni) il calcio è
indispensabile per raggiungere un buon picco di massa ossea; in seguito, invece, è comunque
indispensabile per limitarne la perdita che inesorabilmente avviene già a partire dai quarant’anni in
poi.
Attraverso urine, feci, sudore, desquamazione della pelle e degli annessi cutanei (unghie,
peli e capelli), si perde inevitabilmente una certa quantità di calcio che è necessario sostituire con
appropriati apporti alimentari ricchi di questo minerale.
Inoltre l’attività fisica intensa, al pari di altre condizioni particolari, quali la gravidanza,
l’allattamento e l’accrescimento, la prolungata immobilizzazione, le fratture, la dieta ad elevato
contenuto di proteine e/o sodio, possono far aumentare il fabbisogno e/o le perdite giornaliere di
calcio.
Se le perdite non vengono sostituite con una pari quantità di calcio alimentare, allora
l’organismo mette in atto una serie di contromisure, regolate da specifici ormoni, al fine di
rimuovere il calcio dai depositi delle ossa e renderlo disponibile per tutte le altre cellule.
Se il deficit si prolunga nel tempo, l’organismo non è più in grado di riparare il danno
metabolico subito dal tessuto scheletrico e si verifica una sensibile riduzione della massa ossea e
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della sua mineralizzazione, creando così i presupposti per la comparsa di quella malattia nota con il
termine di osteoporosi.
Gli alimenti che contengono maggiormente calcio sono il latte e i latticini, i legumi secchi,
la frutta oleosa ed alcuni vegetali.
Tuttavia, poiché il lattosio (lo zucchero semplice, disaccaride, che conferisce al latte un
sapore lievemente dolce) favorisce l’assorbimento del calcio, il latte rappresenta senza dubbio la
fonte alimentare più importante per questo minerale, tanto è vero che a parità di calcio ingerito, la
quota assorbita con una porzione di fagioli risulta essere pari a circa la metà di quella assorbita con
il latte.
Inoltre non va trascurato il possibile apporto di calcio derivante dal consumo di acque ricche
di questo fondamentale minerale; infatti, anche se viene assorbito in maniera meno efficiente, il
calcio presente nell’acqua contribuisce alla copertura del fabbisogno giornaliero.
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Questa possibilità è tanto più importante per tutti coloro, e non sono pochi, che sono affetti
da allergia al latte (prevalentemente alle proteine del latte vaccino) o da intolleranza al lattosio per
carenza dell’enzima (lattasi) necessario alla sua digestione e scomposizione in galattosio e glucosio
( i due zuccheri semplici, monosaccaridi, che lo compongono).
Infatti queste persone, soprattutto quelle allergiche, non possono consumare il latte e tutti i
prodotti da esso derivati (latticini e formaggi), che sono le principali fonti di calcio, e pertanto
potrebbero essere a rischio di carenza, soprattutto se non adeguatamente informate sulle possibili
fonti alternative e sulle giuste combinazioni di alimenti per evitare interferenze nell’assorbimento
intestinale.
Le acque cosiddette “da tavola” (bicarbonato-alcalino-calciche), leggermente gassate e
generalmente consigliate per la loro capacità di favorire i processi digestivi, per il loro buon
contenuto di calcio possono, soprattutto in questi casi, rappresentare una fonte alternativa di calcio e
abbastanza valida in grado di contribuire in maniera a volte anche significativa al suo bilancio
all’interno del nostro organismo.
La carenza di calcio comporta un’alterazione della normale ossificazione e mineralizzazione
ossea, alterazione della crescita (ritardo e/o arresto fino ai quadri più gravi di rachitismo),
demineralizzazione ossea e osteoporosi, ipereccitabilità con possibile comparsa di convulsioni.
Il fabbisogno raccomandato di calcio è di 800-1000 mg/die per l’adulto e di 1200 mg/die per
i giovani, le gestanti e le nutrice mentre per le donne in menopausa, in assenza di terapia con
estrogeni si consiglia un apporto di 1500 mg/die.
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L’assorbimento del calcio è piuttosto complesso ed è pari a circa 1/3 della quota presente
negli alimenti, ma può aumentare spontaneamente quando la dieta è carente di calcio o al contrario
può diminuire quando l’apporto alimentare eccessivo; inoltre l’organismo è capace di regolarne
l’assorbimento (in positivo o in negativo) a seconda delle sue specifiche necessità: ad esempio è
maggiore nel periodo dell’accrescimento e si riduce nell’età avanzata.
Una volta assorbito, il calcio entra nel torrente circolatorio e il suo metabolismo viene
regolato da due ormoni (paratormone e calcitonina) e vitamine D.
In particolare il paratormone fa aumentare la concentrazione del calcio nel sangue
(calcemia), quando i suoi valori si abbassano (ipocalcemia) rimuovendolo dal tessuto osseo,
aumentandone l’assorbimento intestinale, anche grazie all’aumento della vitamina D, e riducendo il
riassorbimento dei fosfati a livello renale.
Viceversa la calcitonina ha un’azione diametralmente opposta (ipocalcemizzante) favorisce
la deposizione del calcio nel tessuto osseo e ne riduce il riassorbimento a livello renale.
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La vitamina D, invece, favorisce l’assorbimento intestinale del calcio e dei fosfati, aumenta
il riassorbimento intestinali di entrambi e fa aumentare la quantità di calcio che viene rimossa dalle
ossa.
L’assorbimento intestinale del calcio è ridotto da molti fattori nutrizionali, tra i quali
meritano di essere ricordati l’elevato consumo di cereali integrali (fitati), di alimenti con elevato
apporto di acido ossalico (spinaci, pomodori, barbabietola, ecc.) e di fosfati; gli alimenti ricchi di
fibra; l’alcol; il tè, il caffè, il cacao (xantine), l’eccessivo consumo di grassi e il fumo di sigaretta.
Inoltre svolgono un’azione negativa tutte le condizioni infiammatorie dell’intestino e le alterazioni
della flora batterica intestinale.
Anche gli antibiotici (distruzione della flora batterica intestinale) riducono l’assorbimento
del calcio, al pari di elevati apporti, prevalentemente farmacologici, di vitamina A. elevati apporti di
calcio possono ridurre l’assorbimento del ferro e dello zinco.
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