METABOLISMO DE MINERALES

Presentación del tema: "METABOLISMO DE MINERALES"— Transcripción de la presentación:

1 METABOLISMO DE MINERALES
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA UPAGU

2 MINERALES CLASIFICACIÓN Hay 103 elementos conocidos
Los organismos vivos están compuestos fundamentalmente de 11 de ellos: C, H, O, N y siete minerales principales: - Calcio, fósforo y Magnesio; son importantes fundamentalmente a nivel óseo. - Sodio, potasio, cloro; son electrolitos. - Azufre, componente principal de los aminoácidos

3 MINERALES El INR es mayor de 100mg/día para cada uno de ellos (con la excepción del azufre, para el que no se ha publicado INR) Además, hay al menos otros elementos que se requieren en la dieta en pequeñas cantidades: Oligoelementos esenciales. El INR de ellos es menos de 100mg/día: hierro, cobre, cobalto, yodo, cromo, manganeso, molibdeno, selenio, vanadio, níquel y silicio.

4 DIVISIÓN DE MINERALES MACROMINERALES: Se requieren en cantidades mayores a 100 mg/día en la dieta. Ca++, K+, Na+, Mg++, Cl-, P-. MICROMINERALES: (Elementos traza, oligolementos). Se requieren en cantidades menores a 100 mg/día en la dieta. Fe, Se, F, Co, Mn, Cu, etc.

5 MINERALES: CALCIO El calcio es el mineral más abundante en el cuerpo humano. En un adulto de 70Kg hay 1,2 Kg. de calcio, el 99% en el hueso y en los dientes, donde se combina con fósforo como fosfato de calcio, sustancia dura que le brinda rigidez al cuerpo. INR: es 700mg/día; es mayor durante el crecimiento, embarazo, lactancia y tras la menopausia. FUENTES: Leche y derivados.

6 MINERALES: CALCIO Cantidades pequeñas de calcio líquidos extracelulares (plasma de la sangre, así como en las diversas células corporales). En el suero ionizada y fija a la proteína. Calcio total del plasma: rango normal es de 8,5 a 10,5 mg/dl (2,1 a 2,6 mmol/litro). Menos de 2,1 mmol/litro se denomina hipocalcemia presente Se encuentra en 2 formas

7 MINERALES: CALCIO ABSORCIÓN:
La absorción de calcio en la dieta es variable, del orden del 32% +/- 14%. Existen factores que afectan la absorción: - La lactosa y los aminoácidos básicos aumentan la absorción porque forman complejos con el calcio. - La fibra disminuye la absorción, por tanto los vegetarianos necesitan más calcio en la dieta.

8 MINERALES: CALCIO Los niveles recomendados de consumo diario de calcio son los siguientes: Adultos, 400 a 500 mg; Niños, 400 a 700 mg; Mujeres embarazadas y madres lactantes, 800 a mg.

9 PRINCIPALES FUNCIONES DEL CALCIO
MINERALES: CALCIO FORMAS ACTIVAS: Fosfato cálcico y la forma iónica, Ca2+ PRINCIPALES FUNCIONES DEL CALCIO FUNCIÓN EJEMPLOS Estructural Huesos y dientes: en forma de cristales de fosfato cálcico (hidroxiapatita) Contracción muscular El calcio se liga a la troponina C Transmisión del impulso nervioso El calcio se libera en respuesta a hormonas y neurotransmisores Coagulación sanguínea Coenzima para factores de coagulación Transporte iónico y señalización celular Segundo mensajero intracelular

10 DÉFICIT / EXCESO DE CALCIO
MINERALES: CALCIO DEFICIENCIA Y TOXICIDAD: DÉFICIT / EXCESO DE CALCIO DÉFICIT EXCESO DE CALCIO En los niños se produce raquitismo Hipercalcemia: el Ca2+ se deposita en muchos órganos, en particular en arterias, corazón, hígado y riñones: calcificación tisular. En adultos produce osteomalacia Puede interferir con la función de los órganos En mujeres postmenopáusicas puede contribuir a la osteoporosis (pérdida de masa ósea) En los riñones da lugar a la formación de cálculos

11 MINERALES: CALCIO REGULACIÓN:
Los niveles de calcio están controlados por 3 hormonas: - Hormona paratiroidea, que aumenta el calcio plasmático pero disminuye los niveles de fosfato inorgánico. - La forma activa de vitamina D (1,25 dihidroxicolecalciferol)., que aumenta los niveles plasmáticos del calcio y del fosfato inorgánico. - la calcitonina, que disminuye los niveles plasmáticos de calcio y del fosfato inorgánico.

12 REGULACIÓN DEL CALCIO EN SANGRE

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14 Rutas Metabólicas de la Vitamina D Inactivación de la 25(HO)2D3
Un aporte exógeno deficiente de Ca o niveles disminuidos de Ca circulante, aumentan la síntesis de 1,25 (OH)2-D3. El nivel de Ca controla la síntesis renal de la 1,25 (OH)2-D3 en conjunción con la Paratohormona (PTH). Esta hormona provoca un aumento en la actividad de la 1-a-OHasa renal. Otro importante factor de regulación es el fosfato. Si la concentración de PO4 aumenta considerablemente, la síntesis de 1,25 (OH)2-D3 está disminuida, aún cuando la PTH se encuentra elevada. Una disminución de la fosfatemia estimu-la la 1-a-OHasa renal y aumenta la secreción de 1,25 (OH)2-D3. Por lo tanto, la hipocalcemia estimula la síntesis de 1,25 (OH)2-D3 solo en presencia de hormona Paratiroidea. La Prolactina y los estrógenos aumentan la actividad de la 1-a-ohasa, como así también la Somatotrofina y el cortisol.

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18 MINERALES: FÓSFORO INR: 550 mg/día
FUENTES: en la mayoría de alimentos. FUNCIONES: - El fósforo actúa en conjunción con la vitamina D y el Calcio. - Tiene una función estructural en huesos y dientes (85%). - Se requiere para la producción de ATP y otros productos metabólicos fosforilados.

19 MINERALES: FÓSFORO DEFICIENCIA Y TOXICIDAD: DÉFICIT EXCESO DE FÓSFORO
Concentraciones <0,3 mmol/l, afectará a la función de todas las células, ocasionado: Debilidad muscular. Hematíes: disminución de la formación de 2,3-difosfoglicerato, por tanto reduce descarga de O2 a tejidos. Raquitismo y osteomalacia Puede combinarse con calcio para producir fosfato y depositarse en los tejidos.

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21 MINERALES: MAGNESIO INR: 270 mg/día
FUENTES: Mayoría de los alimentos, especialmente vegetales verdes. FUNCIONES: - Estructural, en huesos y dientes - Cofactor de más de 300 enzimas del organismo, las que catalizan las reacciones ATP- dependientes. - El Mg se liga al ATP, formando un complejo Mg-ATP que es el sustrato de enzimas tales como las cinasas. - Interacciona con el calcio para afectar la permeabilidad de las membranas excitables y la transmisión neuromuscular.

22 MINERALES: MAGNESIO DEFICIENCIA:
No hay suficiente ATP disponible para las necesarias reacciones de energía de la célula y para mantener el "bombeo enzimático" que lleva al potasio dentro y al sodio fuera de las células. El potasio deja la célula y no puede reingresar, y hay un aumento temporal en el nivel del potasio del plasma, lo que crea un riesgo de arritmia. El calcio se precipita dentro de la célula, donde no pertenece, y crea su estrago de excitación y endurecimiento.

23 En este estado bajo de magnesio, las células comienzan a funcionar mal en maneras predecibles. Aquí es cómo ello sucede: La sangre tiende a coagularse aún si no hay herida, corte o hemorragia. Cuando esta coagulación ocurre dentro de los vasos sanguíneos, puede causar una trombosis y embolia, creando el riesgo de un ataque al corazón o infarto al cerebro. La secreción de adrenalina aumenta anormalmente. Las células comienzan a sobre-responder a la estimulación de la adrenalina. La producción de colesterol y el metabolismo se tornan anormales. Todas las células musculares, incluyendo aquellas en el corazón y en los vasos sanguíneos, tienden a contraerse y se vuelven incapaces de relajarse.

24 Hay un incremento en la producción de radicales libres y una susceptibilidad por el estrés ocasionado por la oxidación. Las arterias se endurecen y desarrollan la construcción de placas como consecuencia de demasiado colesterol lipoproteína de baja densidad (LDL o "colesterol malo") y de demasiado calcio. La glucosa no es adecuadamente procesada como resultado de la resistencia a la insulina, lo que puede llevar a la diabetes tipo II y a un amplio espectro de otros desórdenes, todos llevando a la enfermedad al corazón.

25 MINERALES: SODIO, POTASIO Y CLORO
Sodio, potasio y cloro actúan en conjunto para regular la osmolaridad de los líquidos intra y extracelulares. FUENTES: Leche y derivados, mariscos, huevos, vegetales y frutas frescas

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28 POTENCIAL DE ACCIÓN EN LAS CELULAS DEL MIOCARDIO

29 Sodio Potasio 1,6 g/día 3.5 g/día Sal, mayoría de alimentos
INR 1,6 g/día 3.5 g/día F U E N T S Sal, mayoría de alimentos Máyoría de alimentos C I Ó Principal catión de los líquidos extracelulares. Concentración: 135 – 145mmol/L Necesario para: Control del volumen extracelular Na+/K+ ATPasa y captación de solutos por la célula. Transmisión neuromuscular Principal catión del líquido intracelular. - Na+/K+ ATPasa y captación de solutos por la célula. - Transmisión neuromuscular Equilibrio ácido – base.

30 Sodio Potasio D É F I C T En vómitos, diarrea, uso de diuréticos, enfermedad de Addison, hipotiroidismo, hiperglicemia, insuficiencia renal. Está acompañado por pérdida de agua, disminuyendo el volumen plasmático, con signos de insuficiencia circulatoria y colapso. Puede ser secundaria a vómitos, uso de diuréticos, diarrea, exceso de esteroidess, hiperaldosteronismo, síndrome de Cushing, alcalosis. Hay posibilidades de arritmias cardiacas y debilidad neuromuscular. E X S O Retención de líquido: hipertensión. Mortal: fibrilación y paro cardiaco.

31 MINERALES: AZUFRE La ingesta dietética del Aminoácido metionina, que contiene azufre, es esencial para la síntesis de cisteína

32 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
INR: La pérdida diaria de hierro es de 0,5 – 1 mg/día, se debe a: - Recambio del tubo digestivo, alrededor de 0,5 mg/día. - Descamación de las células de la mucosa intestinal y excreción biliar, aproximadamente 0.3 mg/día. - Sudor y descamación de las células de la piel. - Pérdidas por orina, unos 0.1 mg/día Las pequeñas pérdida diarias justifican la absorción de hierro dietética en el duodeno

33 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
INR: La demanda de hierro aumenta en el crecimiento, embarazo y menstruación 1 mL de pérdida de sangre = 0.5 mg de hierro Requerimientos diarios: - Varón adulto 1.0mg - Niño 1.5mg - Mujer menstruando 2.0mg - Mujer embarazada 3.0mg

34 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
Sin embargo, sólo se absorbe el 10% del hierro de la dieta, entonces la cantidad que se ingiere c/día debe ser igual al requerimiento diario por 10. Por tanto, el INR = 10 – 20 mg/día FUENTES: - Hígado, carne. Vegetales verdes y cereales. El hierro de la dieta existe en dos formas: - Hierro Hemo, de la Hb o de la Mb, se absorbe rápidamente. - Hierro no Hemo, en vegetales, cereales; se absorbe lentamente.

35 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
ABSORCIÓN, TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO: Hierro corporal total es de alrededor de 3 – 5g. El 60% está en la Hb y la mayor parte del resto se almacena principalmente en forma de ferritina, con una pequeña cantidad como hemosiderina. La ferritina es un complejo proteína-hierro. La parte proteica (apoferritina), tiene 22 subunidades que es capaz de ligar unos 4300 iones de Fe3+ El hierro de la dieta se absorbe más fácilmente en forma de Fe2+ Vitamina C, alcohol y otros reductores favorecen su absorción

36 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
ABSORCIÓN, TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO: El hierro es transportado en la sangre ligado a la transferrina Cada molécula de transferrina liga dos iones de Fe2+. La transferrina transporta Fe desde las zonas de absorción y de rotura de Hb a los lugares de almacenamiento, cómo las células reticuloendoteliales (médula ósea, bazo), hepáticas y musculares. Estas células tienen receptores de transferrina, facilitando la captación de hierro por endocitosis mediada por receptor. El fe también es transportado a estos sitios para la producción de Hb (médula ósea), Mb (músculo) o enzimas (hígado)

37 DISTRIBUCIÓN Y FUNCIÓN DEL HIERRO CORPORAL TOTAL (3.500 – 5.000mg)
ZONA FUNCIÓN CANTIDAD Fe (mg) % Fe CORP. TOTAL Hemoglobina Transporte de oxígeno 2.500 Ferritina (2/3) Hemosiderina (1/3) Almacenamiento del hierro: hígado, bazo y médula ósea 1.000 27 Mioglobina Transportados de oxígeno en músculo 130 3,5 Moléculas ligadoras de Fe Almacenamiento 80 2,2 Citocromos y otras enzimas que contienen hierro Cadena transportadora de e- citP450 (metabolismo de fármacos), catalasas (rotura H2O2), peroxidasa 8 0,2 Transferrina Transporta Fe desde intestino a tejidos 3 0,08

38 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
LUGARES DE DEPÓSITO DE HIERRO TIPO EFECTO HÍGADO Fibrosis hepática y pigmentación, cirrosis, insuficiencia hepática, puede progresar a carcinoma hepatocelular (30%) PÁNCREAS Diabetes bronceada, por alteración de los islotes CORAZÓN Insuficiencia cardiaca PIEL Color gris/bronceado de la piel, por mayor producción de melanina TESTÍCULOS Impotencia ARTICULACIONES Artropatía

39 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
DEFICIENCIA: Da lugar a la reducción de la producción de hemoglobina y por ende a anemia. EXCESO: Depósito en los tejidos, lo que puede interferir con su función EFECTOS PERJUDICIALES DEL HIERRO: Personas con sobrecarga de hierro están en riesgo de incremento en la formación de radicales libres, debido a que el hierro cataliza estas reacciones; esto puede causar daño tisular.

40 OLIGOELEMENTOS: HIERRO
EFECTOS PERJUDICIALES DEL HIERRO: A niveles de hierro normal, la superóxido dismutasa elimina al radical superóxido (O2-) 2 O H H2O O2 Cuando hay sobrecarga de hierro, el Fe3+ reacciona con el radical superóxido para formar un radical hidroxilo (OH-), extremadamente reactivo, capaz de alterar moléculas biológicas, en particular lípidos, produciendo peroxidación de lípidos y daño de membrana (especialmente membrana de los lisosomas) O Fe Fe O2 Fe H2O Fe OH OH

41 OLIGOELEMENTOS: ZINC El requerimiento diario de zinc es de 2 – 3 mg/día La eficiencia de la absorción es de aproximadamente 30%, por lo que el INR es de 10mg/día. El zinc se encuentra en la mayoría de los alimentos. El zinc corporal total es de 2 – 3g y se encuentra en todos los tejidos. Los lugares con mayor contenido en zinc son: hígado, riñón, hueso, retina, músculo y próstata

42 FUNCIONES DEL ZINC FUNCIONES DEFICIENCIA
Cofactor de más de 100 enzimas: Deshidrogenasas. Peptidasa Anhidrasa carbónica Enzimas del metabolismo de la información. Superóxido dismutasa. Los factores de la transcripción, poseerían “dedos de zinc”, lo que les capacita para ligar ADN La deficiencia ocasiona: -Retraso en el crecimiento. -Hipogonadismo. -Retraso en la cicatrización. Estos efectos son el resultado de la menor síntesis de ADN.

43 OLIGOELEMENTOS: COBRE
INR: 1.2 mg/día FUENTES: Hígado. METABOLISMO DEL COBRE: El cobre corporal total es de 75 – 150mg. En el hígado, cerebro, corazón y riñones se encuentran concentraciones elevadas de cobre. El cobre de la dieta se absorbe en el estómago y duodeno y se transporta al hígado unido débilmente a albúmina. La eficiencia de la absorción es de aproximadamente 30%

44 OLIGOELEMENTOS: COBRE
METABOLISMO DEL COBRE: Se incorpora a la ceruloplasmina, una glucoproteína sintetizada en el hígado que transporta cobre a los tejidos para su utilización. En condiciones normales es excretado por la bilis: 2 -3 mg/día En sangre, 80 – 90% de cobre está unido a la ceruloplasmina. ALTERACIONES HEREDITARIAS DEL METABOLISMO DE COBRE: Enfermedad de Menke, se debe a una defectuosa absorción intestinal de cobre. Enfermedad de Wilson, se debe al excesivo depósito de cobre en los tejidos.

45 OLIGOELEMENTOS: COBRE
FUNCIONES DEL COBRE Y EFECTOS DE SU DÉFICIT ENZIMA FUNCIÓN DÉFICIT Ceruloplasmina Estimula la absorción de hierro Deficiencia de hierro, anemia Lisil-oxidasa Entrecruzamiento colágeno y elastina Paredes de vasos sanguíneos débiles Tirosinasa Producción de melanina Alteraciones de la pigmentación Dopamina-β hidroxilasa Producción de catecolaminas Efectos neurológicos Citocromo C oxidasa Cadena transportadora de electrones Disminución de la formación de ATP Superóxido dismutasa Elimina el radical superóxido y evita la peroxidación de lípidos y alteraciones en la membrana Daño tisular

46 OTROS OLIGOELEMENTOS ELEMENTO YODO CROMO COBALTO MANGANESO FUENTE Sal
INR = 140 ug Carne, hígado, levadura, grano integral Alimentos de origen animal FUNCIÓN PRINCIPAL Síntesis de hormonas tiroideas Constituyente del factor que se liga a la levadura para potenciar su acción Constituyente de la vit. B12 como cobalamina Cofactor para enzimas: dcarboxilasa, transferasas, superóxido dismutasa DEFICIENCIA Adultos: bocio Lactantes: cretinismo Neuropatía periférica, encefalopatía. Intolerancia a la glucosa Igual que en déficit de vit. B12 Desconocido EXCESO Bocio tóxico hipertiroidismo Inespecífico: náuseas, diarrea, irritabilidad Intoxicación por inhalación, dando lugar a síntomas psicóticos y ¿parkinsonismo?

47 OTROS OLIGOELEMENTOS ELEMENTO MOLIBDENO SELENIO SILICIO FLUOR FUENTE
Carne, vegetales verdes. INR = 50ug Vegetales verdes Agua potable FUNCIÓN PRINCIPAL Constituyente de la xantino oxidasa implicada en el metabolismo de purinas Cofactor de la glutatión - peroxidasa Calcificación ósea, metabolismo de glucosamina glicano en el tejido conjuntivo Aumenta la resistencia de los dientes DEFICIENCIA Disminución de la síntesis de ácido úrico Endémico en áreas de china: miocardiopatía (enfermedad de Keshan) Disminuye durante el crecimiento Aumento de caries dentales EXCESO Caída de cabello, dermatitis, irritabilidad Silicosis; la inhalación a largo plazo produce fibrosis pulmonar Fluorosis: el fluor infiltra el esmalte, produciendo picaduras y alteraciones en la coloración de los dientes

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