MACROELEMENTI OLIGOELEMENTI

Calcio Ferro

Cloro Fluoro

Fosforo Iodio

Magnesio Manganese

Potassio Rame

Sodio

Zolfo

Selenio

SALI MINERALI

FUNZIONE DEI MACRO ED OLIGOELEMENTI

Elemento Simbolo N. atomico

Funzione

Calcio Ca 20 Principale componente delle ossa, presente in alcuni enzimi

Cloro Cl 17 Principale anione cellulare ed extracellulare

Fosforo P 15 Essenziale per la biosintesi ed il trasferimento di energia

Magnesio Mg 12 Necessario per l’attività di molti enzimi

Potassio K 19 Principale catione cellulare

Sodio Na 11 Principale catione extracellulare

Zolfo S 16 Presente nelle proteine e in altri composti biologici

Ferro Fe 26 Più importante ione di un metallo di transizione; essenziale per l’emoglobina e per molti enzimi

Fluoro F 9 Fattore di crescita nei topi; costituente dei denti e delle ossa

Iodio I 53 Costituente essenziale degli ormoni tiroidei

Manganese Mn 25 Necessario per l’attività di molti enzimi

Rame Cu 29 Essenziale in alcuni enzimi (ossidazione) e nell’emocianina

Selenio Se 34 Essenziale per l’attività enzimatica e per i suoi rapporti con la vitamina E

Zinco Zn 30 Necessario per l’attività di molti enzimi

Cobalto Co 27 Necessario per l’attività di molti enzimi; presente nella vitamina B12

ELEMENTI SINTOMI DA CARENZA

Ca Rachitismo, osteomalacia, tetania, ritardo della crescita, ipofunzionalità ovarica

P Anoressia, cachessia, scarso sviluppo scheletrico, andatura dolorosa e rigida, osteoporosi delle articolazioni, pelame arruffato, turbe riproduttive

Mg Iper-eccitabilità neuromuscolare con tremori, vasodilatazione periferica, aritmia cardiaca

Na Perdita dell’appetito, riduzione dell’accrescimento, diminuzione della produzione, cannibalismo (polli)

K Anoressia, riduzione della produzione, debolezza muscolare, tetania, paralisi, atassia

Cl Perdita dell’appetito, dimagrimento, diminuzione delle produzioni

Fe Anemia, ridotte difese immunitarie ed elevate mortalità

Cu Anemia, disordini ossei, depigmentazione, disturbi gastrointestinali, scoordinamento muscolare

Zn Lesioni podali, necrosi della coda, dermatiti, pelame arruffato, diarrea

Co Anemia, diminuzione dell’appetito, lesioni muscolari

Mn Riduzione della crescita, diminuzione della fertilità, sviluppo irregolare delle ossa

Se Distrofia muscolare, disturbi cardiaci, zoppicature (bovini), consistenza anomala delle carni (suini)

I Gozzo, atricosi, disturbi delle funzioni sessuali

SINTOMI DA ECCESSO

Mo Limitato assorbimento del rame, diarrea

Se Cirrosi epatica, zoppicature, astenia, cecità

F Malformazione dei denti, osteite ipertrofica della mandibola e delle falangi

MACROELEMENTI

Sodio, Potassio, Calcio, Magnesio, Fosforo, Zolfo, Cloro.

Elementi che costituiscono il 60-80% di tutto il materiale inorganico dell’organismo

Si trovano allo stato cristallino nel tessuto osseo, sotto forma di cationi (Na+, K+, Ca2+, Mg2+), sotto forma di anioni (Cl-, HPO4--, SO4--)

K+, Mg2+, HPO4--, SO4--: intracellulari

Na+, Ca2+: nei liquidi extracellulari

SODIO

principale catione extracellulare;

regolazione dell’equilibrio acido-base, della pressione osmotica, dell’equilibrio idro-elettrico;

regolazione del pH ed osmolarità del succo ruminale;

riduzione dell’eccitabilità nervosa

Il suo metabolismo è influenzato dagli ormoni surrenalici (aldosterone,cortisolo)

La presenza del sodio nei liquidi extracellulari è assicurata dalla pompadel sodio

ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE

L’assorbimento, completo, avviene nell’ultimo tratto del tenue e nel colon

La regolazione del contenuto corporeo di Na è strettamente correlata al controllo del volume dei fluidi extracellulari; avviene principalmente per azione dell’aldosterone che ne regola il riassorbimento a livello renale

Perdite di sodio si verificano attraverso le feci ed il sudore

SINTOMI da CARENZA e da ECCESSO

Sintomi da carenza:Apatia, tremori muscolari, poliuria e polidipsia, riduzione della produzione di latte, parti prematuri, ritenzione della placenta, ipofertilità, ricerca attiva del sale, perdita selettiva dell’appetito (riguardante prima il foraggio, poi fieni ed insilati, infine i concentrati) fino all’anoressia, dimagrimento, disidratazione, tetania, collasso e morte

Sintomi da eccesso:evenienza rara: sete intensa, inappetenza, depressione, tachicardia, poliuria, digrignamento dei denti, fenomeni eccitativi, spasmi e convulsioni ricorrenti, perdita della sensibilità, midriasi, paralisi, stato comatoso, morte

FONTI ALIMENTARI

Alimenti di origine vegetale hanno bassi contenuti di sodio

Alimenti di origine animale, specialmente farine di carne e alimenti di origine marina, ne sono ricchi

POTASSIO

principale catione intracellulare;

mantenimento eccitabilità cellulare, influenza l’attività muscolare (muscolo cardiaco);

regolazione della pressione osmotica intracellulare;

regolazione dell’omeostasi acido-basica.

ANTAGONISMO TRA SODIO E POTASSIO

Il sodio mantiene il tono muscolare, il potassio produce paralisi

Il sodio inibisce la glicolisi, il potassio la attiva

Nella trasmissione dell’impulso nervoso e nella contrazione muscolare si ha il passaggio di ioni potassio dalla cellula al liquido extracellulare, mentre il sodio percorre un cammino inverso

ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE

assorbito per il 90% nell’intestino tenue

eliminato principalmente con le urine (90%) e in piccola parte con il sudore e le feci

l’eliminazione renale è regolata dall’aldosterone

SINTOMI da CARENZA e da ECCESSO

Sintomi da carenza:debolezza muscolare, riduzione della produzione lattea,

comparsa di alterazioni cardiache, poliuria e polidipsia

Sintomi da eccesso:comparsa di aritmie cardiache, bradicardia, fibrillazione

ventricolare, segni di insufficienza cardiaca

FONTI ALIMENTARI

Presente in tutti gli alimenti, in particolare in quelli di origine vegetale

CLORO

principale anione dei liquidi extracellulari

mantenimento della pressione osmotica ed equilibrio acido-basico

partecipazione alla formazione del potenziale di membrana

rappresenta il costituente caratteristico del succo gastrico che contiene 0.7-2% di HCl

ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE

• assorbito nel tratto prossimale dell’intestino tenue

• escreto attraverso urina, sudore e per via gastrointestinale

SINTOMI da CARENZA e da ECCESSO

Sintomi da carenza:perdita di peso, ridotta assunzione degli alimenti, riduzione

della produzione lattea, poliuria e polidipsia, disidratazione, alcalosi metabolica, alterazione della motilità ruminale

Sintomi da eccesso:può interagire con il sodio nell’indurre ipertensione. Nel

ratto l’eccesso di NaCl determina una sindrome simile alla glomerulonefrosi con edemi massivi, ipertensione, anemia, marcata iper-lipemia, grave iper-proteinuria ed iper-azotemia fino alla morte dell’animale

• Sale da cucina

• Acque clorate

• Formaggi

• Insaccati

FONTI ALIMENTARI

CALCIO

formazione e mineralizzazione di ossa e denti

coagulazione del sangue (fattore IV)

regolazione eccitabilità neuro-muscolare e contrazione muscolare

conduzione stimolo nervoso e trasmissione neuro-muscolare

attivazione ed inibizione di enzimi ed ormoni

• Nelle ossa ha un ruolo strutturale come componente dell’idrossiapatite

• Funzioni altamente specializzate: attivazioni enzimatiche, trasmissione

dell’impulso nervoso, contrazione muscolare, permeabilità delle

membrane, moltiplicazione e differenziamento cellulare

FUNZIONI

LIVELLI di ASSUNZIONE ADEGUATI di Ca

Lattanti 0-6 mesi6 mesi-1 anno

210 mg270 mg

Bambini 1-4 anni4-8 anni

500 mg800 mg

Adolescenti 9-18 anni 1300 mg

Adulti 19-50 anni> 50 anni

1000mg1200 mg

Gravidanza e allattamento

14-18 anni> 19 anni

1300 mg1000 mg

ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE

l’assorbimento che avviene nell’intestino è favorito dalla vitamina D

eliminato dall’organismo attraverso le feci, le urine ed il sudore

CONTROLLO dei LIVELLI PLASMATICI

I livelli plasmatici di Ca sono controllati da un sistema omeostatico che si avvale della risposta integrata sull’intestino, sull’osso e sul rene di 3 principali composti:

- Vitamina D

- Paratormone (aumenta quando i livelli di Ca sono bassi)

- Calcitonina (aumenta quando i livelli di Ca sono elevati)

Sintomi da carenza

osteomalacia e/o rachitismo

collasso puerperale:

I stadio: inappetenza, debolezza e tremori degli arti, irritabilità, convulsioni

II stadio: debolezza muscolare, apatia, sonnolenza, oliguria, diminuzione della produzione lattea

III stadio: decubito laterale, coma, paralisi, alterazioni del ritmo cardiaco, timpanismo ruminale, morte

inappropriata somministrazione di vitamina D nefrolitiasi e nefrocalcinosi

inibisce l’assorbimento intestinale di Fe e Zn

Sintomi da eccesso

FONTI ALIMENTARI

Latte e derivati

Tuorlo d’uovo

Legumi

Frutta secca

Carciofi, cardi, indivia, spinaci

Acqua potabile

FOSFORO

formazione di ossa e denti

fosforilazioni metaboliche

composizione di nucleoproteine, fosfoproteine e fosfolipidi

formazione di composti ad alta energia (ATP, ADP e creatina fosfato)

ASSORBIMENTO ed ESCREZIONE assorbito prevalentemente nella parte prossimale del tenue

assorbimento favorito dalla vitamina D, ed influenzato dalla presenza di Ca

l’eliminazione dei fosfati avviene per via fecale (fosfati non assorbiti) e urinaria

Ipo-fosfatemia dovuto a malassorbimento e malnutrizione

ipofertilità, riduzione della produzione lattea e del grasso nel latte,

perdita di peso, osteomalacia (difficoltà di deambulazione, zoppie,

decubito permanente, fratture ossee spontanee), inappetenza, apatia

SINTOMI da CARENZA

PATOLOGIE ASSOCIATE al Ca e al P

Rachitismo nell’uomo, cane, suino, pecora, capra e cavallo

Osteogenesi imperfetta nei felidi e canidi

Osteodistrofia fibrosa nella capra e nel suino

Nei Ruminanti:

• Ipercalcemia: dovuta ad iper-paratiroidismo o eccessiva somministrazione di vitamina D o a principi attivi presenti nei foraggi con attività vitaminica D

• Ipocalcemia: “parturient paresis” (milk fever), questa forma morbosa è associata al parto e all’inizio della lattazione

La principale alterazione biochimica è la diminuzione del Ca totale e del P totale ionizzato e l’aumento del Mg nel sangue. Per prevenirla si usa vitamina D

Patologia associata al Ca e al P

FONTI ALIMENTARI

alimenti ricchi di proteine

concentrazioni elevate si riscontrano nei semi dei cereali e nei legumi

altre fonti: uova, carne, latte e verdure

MAGNESIO

Importante catione dei liquidi intracellulari

partecipa alla contrazione muscolare e alla sua regolazione

attivazione di molti enzimi (enolasi, decarbossilasi, transchetolasi, chinasi)

gli ioni Ca e il Be competono con lo ione Mg nei siti attivi di alcuni enzimi

nell’uomo la carenza di magnesio si manifesta per disfunzioni ormonali, malassorbimento, perdita di liquidi organici

negli animali si conoscono varie patologie dovute ad ipomagnesiemia (“grass tetany” nei bovini e ovini: tetania da pascolo, da trasporto e da stalla, perdita di appetito e della produzione lattea, tremori muscolari, dispnea, morte)

l’escrezione del magnesio avviene attraverso il tratto gastrointestinale, il rene e la ghiandola mammaria durante la lattazione

Sintomi da carenza

LIVELLI EMATICI di Ca, P e Mg nel BOVINO NORMALE ed in CONDIZIONI PATOLOGICHE

Ca ionico mg/100 ml

Ca totaleP

inorganicoMg

Bovino normale

1,65 9,35 4,57 1,66

Milk fever 0,44 4,35 2,16 2,19

Grass tetany 1,18 6,65 4,33 0,46

ZOLFO

Lo zolfo come SO4– è contenuto in piccole quantità soprattutto nelle

cellule

Il solfato rappresenta il prodotto catabolico terminale dello S organico delle proteine e cioè degli amminoacidi solforati e di altre molecole solforate e viene eliminato con le urine

Oltre a cisteina e metionina ci sono altri composti organici contenenti zolfo: glutatione, biotina, CoA, tiamina, insulina, eparina, acido lipoico

ZOLFO

Il fabbisogno di S per animali provvisti di peli o produttori di lana è

elevato in quanto la cheratina dei peli è ricca di amminoacidi

solforati

I ruminanti utilizzano i solfati inorganici per sintetizzare

amminoacidi solforati ad opera dei batteri del rumine. I non

ruminanti necessitano di un apporto esogeno di amminoacidi

solforati preformati

OLIGOELEMENTI

Si possono classificare in tre gruppi:

essenzialinon essenzialitossici

14 elementi sono considerati essenziali: ferro, zinco, rame, manganese, cobalto, iodio, molibdeno, selenio, cromo, stagno, nichel, fluoro, silicio e vanadio

Gli elementi essenziali e non essenziali sono tutti tossici se ingeriti a livelli sufficientemente elevati per lunghi periodi di tempo

Elementi tossici: arsenico, piombo, cadmio e mercurio

Gli oligoelementi partecipano alla struttura e funzione degli enzimi, di una vitamina (Co nella vitamina B12) e di ormoni (I nella tiroxina e Zn nell’insulina)

OLIGOELEMENTI

FERRO

componente essenziale della mioglobina, emoglobina e di alcuni enzimi di ossido-riduzione. Entra come Fe non eminico nelle proteine Fe-S della catena respiratoria

introdotto con gli alimenti come Fe trivalente, viene ridotto a Fe bivalente e assorbito dalle cellule intestinali dove viene incorporato nella ferritina come Fe3+ e in parte ceduto nel plasma dove si lega ad una globina (transferrina)

la ferritina costituisce la riserva di Fe nell’organismo ed è particolarmente abbondante nel fegato, nella milza e nel midollo osseo

FUNZIONI

Trasporto di ossigeno ai tessuti

Trasferimento di elettroni nella catena respiratoria

Attività di importanti sistemi enzimatici

Le funzioni del Fe sono legate a due proprietà fondamentali:

Facilità di cambiamento dello stato di ossidazione

Formazione di complessi di coordinazione

• dieta inadeguata• diminuito assorbimento• perdita di sangue• gravidanze ripetute• anemia ipocromica e microcitica

• danni ossidativi cellulari a livello delle mucose• ridotta resistenza alle infezioni• eccessivo assorbimento • emocromatosi ereditaria• assunzione eccessiva prolungata• somministrazione di Fe a soggetti non deficienti• insufficienza pancreatica

CARENZA di Fe

ECCESSO di Fe

Fe emeAlimenti di origine animale (carne e pesce)

Fe non emeAlimenti di origine vegetale (legumi, indivia, spinaci)

FONTI ALIMENTARI

RAME

Nella catena respiratoria, nell’attività di metallo-enzimi che trasferiscono elettroni (ossidasi): citocromo ossidasi, superossido dismutasi (SOD)

Interviene nella sintesi dell’emoglobina con il Fe e nell’attività di cheratinizzazione e pigmentazione dei capelli e della cute, influenza la funzionalità cardiaca

Il Cu nel plasma si lega ad una proteina (ceruloplasmina)

FUNZIONI

• Eritropoiesi

• Leucopoiesi

• Mineralizzazione dello scheletro

• Formazione del tessuto connettivo

• Sintesi di melanina

• Catena respiratoria

• Protezione contro lo stress ossidativo

PATOLOGIA DA CARENZA

Anemia

Gatte gravide: effetti teratogeni (morte fetale, morte precoce neonatale, anormalità neurologica, lesioni cardiovascolari, anormale sviluppo dei polmoni)

Bovino: scarsa crescita, anemia, fragilità delle ossa, diarrea, fibrosi miocardica. Diminuzione della produzione del latte e bassa fertilità

Suini e polli: scarsa crescita, anemia e fragilità delle ossa

CARENZA DI Cu

• Anemia microcitica ipocromica

• Neutropenia

• Demineralizzazione dello scheletro

• Emorragie

• Degenerazione cerebrale e cerebellare

• Ipotonia

• Ipotermia

FONTI ALIMENTARI

Fegato

Rene

Molluschi

Cioccolato

Avocado

Noci, nocciole, uva secca

ZINCO

Componente essenziale di numerosi enzimi, in cui svolge un ruolo

strutturale, di regolazione e catalitico: l’amminoacil-RNA-sintetasi,

la DNA e l’RNA polimerasi, la fosfatasi alcalina, la lattico

deidrogenasi, la superossido dismutasi e le carbossipeptidasi A e

B

Attività antiossidante, prevenendo la perossidazione lipidica e

riducendo la formazione dei radicali liberi

CARENZA DI Zn

• Ritardo di crescita

• Ritardo della maturazione sessuale e impotenza

• Ipogonadismo e ipospermia

• Alopecia

• Lesioni cutanee

• Diminuzione dell’appetito

• Deficienza del sistema immunitario

• Disturbi del comportamento

• Cecità notturna, lesioni oculari

• Ritardo di guarigione delle ferite

PATOLOGIA DA CARENZA

Ratto: effetti teratogeni (morte dell’embrione e del feto, morte precoce neonatale, basso peso alla nascita, malformazioni congentie, ecc)

Suino: scarso accrescimento, alopecia, inappetenza e degenerazione testicolare

Bovini e pecore: diminuzione della crescita, eccessiva salivazione

Polli: scarsa schiusa delle uova, embrioni deformati, scarsa crescita, piumaggio alterato, lesioni cutanee associate a proliferazione abnorme di cheratina

FONTI ALIMENTARI

Carne

Uova

Pesce

Latte e derivati

Cereali

MANGANESE

Cofattore dell’attività di numerosi enzimi (arginasi, piruvato

carbossilasi, superossido dismutasi)

Patologia da carenza

Effetti teratogeni come la carenza da Zn e Cu

Dolori articolari, contratture tendinee, ipofertilità

COBALTO

Componente essenziale della vitamina B12

Patologia da carenza

Decadimento organico, anoressia, anemia

IODIO

Lo I viene utilizzato soprattutto dalla tiroide che lo immagazzina e lo

utilizza per sintetizzare i suoi ormoni

Fa parte delle molecole degli ormoni tiroidei T4 e T3 fondamentali

nel processo di crescita e nella morfogenesi di diversi organi e

apparati

PATOLOGIA DA CARENZA

Iperplasia della tiroide (gozzo)

In gravidanza: aborti, mortalità neonatale, anomalie congenite,

deficit mentale. Ipotiroidismo

La carenza può anche dipendere da particolari condizioni nutritive

dovute all’ingestione di brassicacee (cavoli)

DISORDINI LEGATI ALLA CARENZA DI I

FETO: Aborto, anomalie congenite, cretinismo neurologico (deficienza mentale, sordomutismo, strabismo), cretinismo mixedematoso (nanismo, deficienza mentale).

NEONATO: Gozzo neonatale, ipotiroidismo.

BAMBINO E ADOLESCENTE: Gozzo, ipotiroidismo, ritardo nello sviluppo.

ADULTO: Gozzo, ipotiroidismo, alterate funzioni mentali.

Fonti alimentari

Pesce

Carne

Latte

Uova

FLUORO

Previene la carie dentaria rinforzando lo smalto e proteggendo i denti

dall’attacco dei batteri e degli acidi

Necessario per la conversione dell’osteocalciofosfato in apatite,

principale componente minerale del tessuto osseo

SINTOMI da CARENZA e da ECCESSO

Carenza: possibilità di carie dentarie

Eccesso: fenomeni di fluorosi che si manifestano con chiazze scure

sui denti. Apporti molto elevati portano ad alterazioni nel processo di

calcificazione ossea e nelle funzioni renale e muscolare

FONTI ALIMENTARI

Pesce

Frutti di mare

Uova

Tè

SELENIO

Componente dell’enzima glutatione perossidasi, che impedisce

l’ossidazione dell’emoglobina e quindi l’emolisi degli eritrociti.

Agisce in sinergismo con la vitamina E

Azione antiforfora e antimicotica

SINTOMI da CARENZA e da ECCESSO

Carenza: alterazioni del sistema nervoso, ritardo di crescita, perdita di unghie e peli, ritenzione di placenta, ipofertilità, maggiore sensibilità alle infezioni

Eccesso: nausea, vomito, perdita dei capelli, alopecia, alterazioni neurologiche

FONTI ALIMENTARI Pesci

Carne

Cereali

Prodotti lattiero-caseari

Frutta e verdura