Micronutrientes:
Se conoce como micronutrientes a las sustancias que el organismo de los seres vivos necesita en pequeñas dosis. Son indispensables para los diferentes procesos bioquímicos y metabólicos de los organismos vivos y sin ellos morirían. Desempeñan importantes funciones catalizadoras en el metabolismo como cofactores enzimáticos, al formar parte de la estructura de numerosas enzimas (grupos prostéticos) o al acompañarlas (coenzimas). En los animales engloba las vitaminas y minerales y estos últimos se dividen en minerales y oligoelementos Estos últimos se necesitan en una dosis aún menor. En bioquímica, se llaman enzimas las sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable). En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos las cuales se convierten en diferentes moléculas, los productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran en tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas. Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones de entre otras posibilidades, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el metabolismo que ocurre en cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica. Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan aumentando y disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada. Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que ellas catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor de 4.000 reacciones bioquímicas distintas No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, pues algunas moléculas de ARM son capaces de catalizar reacciones (como el fragmento 16S de los ribosomas en el que reside la actividad pectiril trasferasa).. La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son moléculas que incrementan la actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactorse para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato y otros factores físico-químicos.
Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la síntesis de antibióticos y productos domésticos de limpieza. Además, ampliamente utilizadas en variados procesos industriales, como son la fabricación de alimentos, destinción de jeans o producción de biocombustibles. Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoencima constituyen la holoencima o forma catalíticamente activa de la enzima. Tienen en general baja masa molecular(al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de un enzima a otro. A diferencia de las enzimas, los coenzimas se modifican y consumen durante la reacción química; por ejemplo, el NAD+ se reduce a NADH cuando acepta dos electrones (y un protón) y por tanto se agota; cuando el NADH libera sus electrones se recupera el NAD+, que de nuevo puede actuar como coenzima. En plantas son todos minerales micronutrientes. Se han podido estudiar bien en ellas gracias a cultivos sin suelo que pudiese alterar los resultados. Se han descubierto que algunos elementos se necesitan en proporciones tan bajas que un fertilizante que no los contenga en su formulación, puede aportarlos debido a las impureza que contiene. En algunos caso como el del sodio pueden ser aportados solo por tocar una hoja de una de una planta. El sudor de los dedos contiene suficiente sal y hace el efecto de un abono foliar. Los micronutrientes no siempre necesitan ser aportados diariamente. La vitamina A y D o la B12 puede almacenarse en el hígado para cubrir las necesidades de periodos superiores al año. De hecho en países pobres se suministra a los niños una pastilla al año que cubre todas sus necesidades de vitamina A en ese periodo, por ejemplo. Idealmente, seria mejor sumistrales una dosis cada 6 meses. La vitamina A o retinol es una vitamina liposoluble; ayuda a la formación y mantenimiento de dientes sanos y tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. La vitamina A es un nutriente esencial para el ser humano. Se conoce también como retinol, ya que genera pigmentos necesarios para el funcionamiento de la retina o también como un ácido (ácido retinoico). Desempeña un papel importante en el desarrollo de una buena visión, especialmente ante la luz tenue. También se puede requerir para la reproducción y la lactancia. El B-carboneto que tiene propiedades antioxidantes, es un precursor de la vitamina A. La vitamina D es un heterolípido insaponificable del grupo de los esteroides Se le llama también vitamina del raquitismo ya que su déficit provoca esta enfermedad. Es una provitamina soluble en grasas y se puede obtener de dos maneras: Mediante la ingesta de alimentos que contengan esta vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo. Por la transformación del colesterol del ergolesterol (propio de los vegetales) por las radiaciones solares. Como ya se ha dicho la carencia de esta vitamina produce el raquitismo. La vitamina D es la encargada de regular el paso de calcio(Ca2+) a los huesos. Por ello si la vitamina D falta, este paso no se produce y los huesos empiezan a debilitarse y a curvarse produciéndose malformaciones irreversibles. Esta enfermedad afecta especialmente a los niños [1]. La Vitamina D representa un papel importante en el mantenimiento de órganos y sistemas a través de múltiples funciones, tales como: la regulación de los niveles de calcio y fósforo en sangre, promoviendo la absorción intestinal de los mismos a partir de los alimentos y la reabsorción de calcio a nivel renal.Con esto contribuye a la formación y mineralización ósea, siendo esencial para el desarrollo del esqueleto. Sin embargo, en dosis muy altas, puede conducir a la resorción ósea [2]. También inhibe la secreción de la Parathormona (PTH) desde la glándula paratiroides y afecta el sistema inmune por su rol inmunosupresor, promoción de fagocitosis y actividad antitumoral. La deficiencia de Vitamina D, puede resultar del consumo de una dieta no balanceada, aunada a una inadecuada exposición solar; también puede ocurrir por desórdenes que limiten su absorción, o condiciones que limiten la conversión de Vitamina D en metabolitos activos, tales como alteraciones en hígado o riñón, o raramente por algunos desordenes hereditarios [2]. La deficiencia de la vitamina D, ocasiona disminución de la mineralización ósea, conduciendo a enfermedades blandas en los huesos, tales como raquitismo en
niños y osteomalacia en adultos, incluso se asocia con la aparición de osteoporosis. Por otra parte, algunas investigaciones indican que la deficiencia de Vitamina D está vinculada al cáncer de colon. La cianocobalamina o vitamina B12 es un complejo hexacoordinado de cobalto. Cuatro posiciones de coordinación están ocupadas por un macro ciclo de corrina. Una de las posiciones axiales se completa con un grupo cianuro(CN-). Una cadena lateral del anillo de corrina compuesta por una amida un grupo fosfato, una ribosa y un nucleótido completa la coordinación a través del resto 5,6-dimetilbenzimidazol en su extremo. La corrina, el grupo fosfato y el CN- proporcionan cada uno una carga negativa, presentándose el cobalto en estado de oxidación +3. El complejo resulta ser de bajo espín. En plantas algunos micronutrientes es suficiente con que se les suministre una vez en la vida. Simplemente con el contenido de él que hay en la semilla. Para que se produzca deficiencia se deberían cultivar varias generaciones en ausencia de ese mineral.
Algunos de los más importantes micronutrientes son el yodo el hierro y la vitamina A que son esenciales para el crecimiento físico, el desarrollo de las funciones cognitivas y fisiológicas y la resistencia a las infecciones. El yodo o iodo es un elemento químico de número atómico 53 situado en el grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódico de elementos. Su símbolo es I (del griego ιώδης "violeta"). Este átomo puede encontrarse en forma molecular como iodo iatómico. Es un oligoelemento y se emplea principalmente en medicina, fotografía y como colorante. Químicamente, el yodo es el halógeno menos reactivo y electroreactivo. Como con todos los otros halógenos (miembros del Grupo VII en la tabla periódica), el yodo forma moléculas diatómicas y por ello forma el compuesto diyodo de fórmula molecular I2. La Administración de alimentos y drogas de Estados Unidos (FDA) recomienda 150 microgramos de yodo por día tanto para hombres como mujeres. Esto es necesario para la producción propia de hormonas tiroideas. Las fuentes naturales de yodo incluyen productos del mar, como las algas y algunos peces, así como plantas que crecen en suelos ricos en yodo.(2)(3) La sal para el consumo diario, es frecuentemente fortificada con yodo y se conoce como sal yodada. Deficiencia de yodo En áreas donde hay poco yodo en la dieta (alejados del mar) la deficiencia de yodo puede causar hipotiroidismo, cuyos síntomas incluyen fatiga extrema, bocio, retardo mental, depresión, ganancia de peso, disminución del metabolismo basal y disminución de la temperatura basal (hipotermia). En mujeres embarazadas puede producir abortos y deformidades fetales, así como retardo mental posterior en los niños.(4) Existen dos enfermedades causadas por la deficiencia de yodo severa, estas son el cretinismo y el bocio. Cretinismo: condición asociada a la deficiencia de yodo. Existen dos tipos de cretinismo: Cretinismo neurológico, en el que se observa retardo mental, retardo del crecimiento corporal, rigidez muscular, convulsiones y sordomudez. Cretinismo Mixedematoso: (puede observarse en zonas africanas), se caracteriza por enanismo, poco desarrollo mental, mixedema y estrabismo. Bocio: La ausencia o disminución de hormonas tiroideas en la sangre, conduce a una elevación en los niveles de TSH, la cual estimula anormalmente a la tiroides, causando aumento en la proliferación celular y vascularización lo que resulta en agrandamiento de la glándula o hipertrofia llamada Bocio. Exceso de yodo Puede deberse a una alteración inmunológica que conduce a una producción excesiva de hormonas tiroideas, las cuales no permiten el funcionamiento fisiológico de la glándula tiroides, o también por un
consumo excesivo de yodo a través de alimentos ricos en yodo como las algas o suplementos dietéticos utilizados para promover la pérdida de peso que son altos en yodo. Los síntomas incluyen: aumento de la tasa metabólica basal, apetito voraz, sed, pérdida de peso, debilidad general, intolerancia al calor, nerviosismo, problemas cardiacos entre otros.
Metabolismo del hierro: Aunque solo existe en pequeñas cantidades en los seres vivos, el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en la supervivencia de los mismos y es necesario no solo para lograr una adecuada oxigenación tisular sino también para el metabolismo de la mayor parte de las células. En la actualidad con un incremento en el oxígeno atmosférico el hierro se encuentra en el medio ambiente casi exclusivamente en forma oxidada (ó ferrica Fe 3+) y en esta forma es poco utilizable. En los adultos sanos el hierro corporal total es de 3 a 4 gramos ó 35 mg/kg en las mujeres a 50 mg/kg en los hombres. Se encuentra distribuido en dos formas: 70% como hierro funcional (2,8g): Eritrocitos (65%). Tisular: mioglobinas (4%). Encimas dependientes del hierro (hem y no hem): 1% Estas son enzimas esenciales para la función de las mitocondrias y que controlan la oxidación intracelular (citocromos, oxidasas del citrocromo, catalasas, peroxidasas). Transferrina (0,1%), la cual se encuentra normalmente saturada en 1/3 con hierro. La mayor atención con relación a este tipo de hierro se ha enfocado hacia el eritrón, ya que su estatus de hierro puede ser fácilmente medible y constituye la principal fracción del hierro corporal. 30% como hierro de depósito (1 g): Ferretina (2/3). Hemosiderina (1/3). Hemoglobina: Transporta el oxígeno a las células. Transferrina: Transporta el hierro a través del plasma. Ferritina: Principal forma de depósito del hierro en los tejidos. Estudios recientes de disponibilidad del hierro de los alimentos han demostrado que el hierro del hem es bien absorbido, pero el hierro no hem se absorbe en general muy pobremente y este último, es el hierro que predomina en la dieta de gran cantidad de gente en el mundo. Hem: Como hemoglobina y mioglobina, presente principalmente en la carne y derivados. No hem. La absorción del hierro hem no es afectada por ningún factor; ni dietético, ni de secreción gastrointestinal. Se absorbe tal cual dentro del anillo porfirínico. El hierro es liberado dentro de las células de la mucosa por la HEM oxigenasa, enzima que abunda en las células intestinales del duodeno. Las absorción del hierro no hem, por el contrario se encuentra afectada por una gran contidad de factores dietéticos y de secreción gastrointestinal que se analizarán posteriormente.
El hierro procedente de la dieta, especialmente el no hem, es hierro férrico y debe ser convertido en hierro ferroso a nivel gástrico antes que ocurra su absorción en esta forma (hierro ferroso) a nivel duodenal principalmente. Otros factores, independientes de la dieta que pueden influir en la absorción del hierro son: El tamaño del depósito de hierro que indica el estado de reserva de hierro de un individuo. Este es el principal mecanismo de control. Se encuentra influenciado por los depósitos de hierro y por lo tanto, por las necesidades corporales. Así, reservas aumentadas de hierro disminuyen su absorción. En este punto el factor más importante que influye en la absorción del hierro es el contenido de hierro en las células de la mucosa intestinal (ferritina local). Es el llamado “Bloqueo mucoso de Granick”. La aritropoyesis en la médula ósea: que es un estado dinámico de consumo o no de hierro corporal. Así, decae la absorción del hierro cuando disminuye la eritropoyesis. La absorción del hierro en forma ferrosa tiene lugar en el duodeno y en el yeyuno uperior, y requiere de un mecanismo activo que necesita energía. El hierro se une a glucoproteinas de superficie (o receptores específicos de la mucosa intestinal para el hierro), situadas en el borde en cepillo de las células intestinales. Luego se dirige al reticulo endoplasmático rugoso y a los ribosomas libres (donde forma ferritina) y posteriormente a los vasos de la lámina propia. Como puede deducirse, la absorción del hierro es regulada por la mucosa intestinal, lo que impide que reservas excesivas de hierro se acumulen. La absorción del hierro depende también de la cantidad de esta proteína.
El hierro se encuentra en prácticamente todos los seres vivos y cumple numerosas y variadas funciones. Hay distintas proteínas que contienen el grupo herno, que consiste en el ligando porfirina con un átomo de hierro. Algunos ejemplos: o La hemoglobina y la mioglobina; la primera transporta oxígeno, O2, y la segunda, lo almacena. o Los citocromos; los citocromos c catalizan la reducción de oxígeno a agua. Los citocromos P450 catalizan la oxidación de compuestos hidrofóbicos, como fármacos o drogas, para que puedan ser excretados, y participan en la síntesis de distintas moléculas. o Las peroxidasas y catalasas catalizan la oxidación de peróxidos, H2O2, que son tóxicos.
Ejemplo de centro de una proteína de Fe/(Ferredoxina) Las proteínas de hierro/azufre (Fe/S) participan en procesos de transferencia de electrones. También se puede encontrar proteínas en donde átomos de hierro se enlazan entre sí a través de enlaces puente de oxígeno. Se denominan proteínas Fe-O-Fe. Algunos ejemplos: o Las bacterias metanotróficas, que emplean el metano, CH4, como fuente de energía y de carbono, usan proteínas de este tipo, llamadas monooxigenasas, para catalizar la oxidación de este metano. o La hemeritrina transporta oxígeno en algunos organismos marinos.
o
Algunas ribunucleótido reductasas contienen hierro. Catalizan la formación de desoxinucleótidos.
Los animales para transportar el hierro dentro del cuerpo emplean unas proteínas llamadas transferrinas. Para almacenarlo, emplean la ferritina y la hemosiderina. El hierro entra en el organismo al ser absorbido en el intestino delgado y es transportado o almacenado por esas proteínas. La mayor parte del hierro se reutiliza y muy poco se excreta. Tanto el exceso como el defecto de hierro, pueden provocar problemas en el organismo. El envenamiento por hierro ocurre debido a la ingesta exagerada de esté (como suplemento en el tratamiento de
anamias). La hemocromatosis corresponde a una enfermedad de origen genético, en la cual ocurre una excesiva absorción del hierro, el cual se deposita en el hígado, causando disfunción de éste y eventualmente llegando a la cirrosis hepática. En las transfusiones de sangre, se emplean ligandos que forman con el hierro complejos de una alta estabilidad para evitar que quede demasiado hierro libre. Estos ligandos se conocen como sideróforos Muchos microorganismos emplean estos sideróforos para captar el hierro que necesitan. También se pueden emplear como antibióticos, pues no dejan hierro libre disponible.
El hierro y la vitamina A se encuentran naturalmente en los alimentos y el yodo debe ser adicionado a alimentos de consumo básico como la sal que en muchos países y en Colombia se fortifica con yodo. Existen otros micronutrientes como el zinc el ácido fólico, el calcio todas las vitaminas y minerales. Desde Grupo Desarrolladores de Rendimiento personal.
http://www.saludconnutricion.com/