Metabolismo de Minerais e Oligoelementos

Minerais e oligoelementos são os micronutrientes inorgânicos essenciais para o metabolismo humano, variando de macrominerais como cálcio, magnésio e fósforo a oligoelementos como ferro, zinco, cobre, selênio e iodo. Eles servem como cofatores enzimáticos, componentes estruturais, eletrólitos e constituintes de hormônios e proteínas transportadoras de oxigênio, e o corpo mantém suas concentrações através de absorção, armazenamento e reciclagem rigorosamente regulados.

Definition

O metabolismo de minerais e oligoelementos é o estudo da absorção, distribuição, armazenamento e papéis fisiológicos dos micronutrientes inorgânicos essenciais, que funcionam como cofatores enzimáticos, elementos estruturais, eletrólitos e componentes de metaloproteínas e hormônios.

Scope

Este tópico abrange as funções bioquímicas dos minerais e oligoelementos essenciais, como seu conteúdo corporal é regulado e os papéis metabólicos de elementos-chave, incluindo ferro, zinco, cobre, selênio, iodo, cálcio e magnésio. Ele trata o metabolismo mineral como um tópico bioquímico e exclui o manejo clínico de distúrbios minerais.

Core questions

• Que papéis bioquímicos o ferro, zinco, cobre, selênio e iodo desempenham?
• Como o balanço mineral de todo o corpo é regulado quando a maioria dos oligoelementos não pode ser facilmente excretada?
• Como os macrominerais como cálcio e magnésio diferem funcionalmente dos oligoelementos?

Key concepts

• Macrominerais versus oligoelementos
• Metaloenzimas e cofatores metálicos
• Ferro e transporte de oxigênio / catálise redox
• Regulação do ferro por hepcidina-ferroportina
• Zinco na catálise e regulação gênica
• Selênio e selenoproteínas
• Iodo e síntese de hormônios tireoidianos
• Magnésio como cofator enzimático e de ATP

Mechanisms

Os oligoelementos atuam em grande parte ligando-se a proteínas em sítios catalíticos ou estruturais. O ferro é incorporado em grupos heme e ferro-enxofre que permitem o transporte de oxigênio e a transferência de elétrons, e como o corpo não possui uma via regulada para excretar ferro, o equilíbrio é controlado na absorção pelo eixo hepcidina-ferroportina (Hentze, 2010). O zinco desempenha papéis catalíticos e estruturais, incluindo os motivos de dedo de zinco de fatores de transcrição; o cobre é um cofator em oxidases e na mobilização de ferro; o selênio é incorporado como selenocisteína em selenoproteínas como as glutationa peroxidases; e o iodo é incorporado em hormônios tireoidianos. Entre os macrominerais, o cálcio atua como um mineral estrutural e sinal intracelular, e o magnésio estabiliza o ATP e é exigido por muitas enzimas (Volpe, 2013).

Clinical relevance

A bioquímica mineral explica por que a deficiência de ferro causa anemia, a de iodo causa bócio e desenvolvimento prejudicado, e a de zinco prejudica o crescimento e a imunidade, e por que o manuseio desordenado de cobre ou ferro subjaz a síndromes hereditárias de sobrecarga e deficiência (Hentze, 2010). Esta entrada é para referência e educação e não fornece orientação de dosagem ou tratamento.

Epidemiology

As deficiências de ferro, iodo e zinco estão entre os problemas de micronutrientes mais difundidos globalmente, com grandes efeitos na anemia, desenvolvimento infantil e imunidade; a distribuição populacional dessas deficiências é abordada no tópico de deficiência e toxicidade.

Evidence & guidelines

As ingestões de referência e os limites superiores toleráveis para minerais e oligoelementos são definidos dentro da estrutura de Ingestão Dietética de Referência (IOM, 2001), e relatos bioquímicos integrados são encontrados em livros didáticos padrão (Ross et al., 2014).

History

A essencialidade dos minerais foi estabelecida progressivamente: o papel do ferro no sangue foi reconhecido no século XIX, a ligação do iodo com o bócio e a função tireoidiana impulsionou a iodação precoce do sal na saúde pública, e os oligoelementos zinco, selênio e outros foram demonstrados como essenciais através de estudos de deficiência no século XX, culminando na compreensão moderna das metaloproteínas e da homeostase regulada de oligoelementos.

Debates

Como o status de ferro corporal deve ser avaliado e seu balanço gerenciado em nível populacional?

Como o ferro é regulado na absorção e é potencialmente prejudicial em excesso, os melhores biomarcadores do status de ferro e o equilíbrio entre prevenir a deficiência e evitar a sobrecarga permanecem questões ativas na ciência da nutrição.

Seminal works

• hentze-2010-mtm
• volpe-2013
• iom-minerals-2001

Frequently asked questions

Qual a diferença entre um macromineral e um oligoelemento?

Macrominerais como cálcio, magnésio e fósforo são necessários em maiores quantidades e frequentemente desempenham papéis estruturais e eletrolíticos, enquanto oligoelementos como ferro, zinco, cobre e selênio são necessários em quantidades muito menores e atuam principalmente como cofatores dentro de metaloproteínas.

Por que o balanço de ferro é regulado na absorção e não pela excreção?

O corpo carece de uma via regulada para excretar ferro, portanto, o conteúdo total de ferro no corpo é controlado principalmente ajustando a absorção intestinal e a liberação de ferro dos estoques através do sistema hepcidina-ferroportina.