17.4: Minerales, Vitaminas y Otros Esenciales
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- Enumere razones por las que las vitaminas y los minerales son críticos para una dieta saludable.
- Describir el papel funcional, las recomendaciones de ingesta y las fuentes de vitaminas y minerales principales.
- Conoce la importancia y fuentes de la fibra dietética.
- Conoce la importancia del agua.
Las vitaminas y minerales son esenciales para la salud humana y se pueden obtener en nuestra dieta a partir de diferentes tipos de alimentos.
Minerales Dietéticos
Los minerales en los alimentos son compuestos inorgánicos que trabajan con otros nutrientes para asegurar que el cuerpo funcione correctamente. Los minerales abundan en nuestra vida cotidiana. Desde el suelo en tu patio delantero hasta las joyas que usas en tu cuerpo, interactuamos con los minerales constantemente. Hay 20 minerales esenciales que deben consumirse en nuestras dietas para mantenerse saludables. La cantidad de cada mineral que se encuentra en nuestros cuerpos varía mucho y por lo tanto, también lo hace el consumo de esos minerales. Cuando hay una deficiencia en un mineral esencial, pueden surgir problemas de salud.
Los minerales principales (Figura\(\PageIndex{1}\)) se clasifican como minerales que se requieren en la dieta cada día en cantidades mayores a 100 miligramos. Estos incluyen sodio, potasio, cloruro, calcio, fósforo, magnesio y azufre. Estos minerales principales se pueden encontrar en diversos alimentos. Consumir una dieta variada mejora significativamente la capacidad de un individuo para satisfacer sus necesidades de nutrientes. Los minerales más comunes en el cuerpo son el calcio y el fósforo, los cuales se almacenan en el esqueleto y son necesarios para el endurecimiento de los huesos. La mayoría de los minerales están ionizados, y sus formas iónicas se utilizan en procesos fisiológicos en todo el cuerpo. Los iones sodio y cloruro son electrolitos en la sangre y los tejidos extracelulares, y los iones de hierro son críticos para la formación de hemoglobina. Existen minerales traza adicionales que siguen siendo importantes para las funciones del organismo, pero sus cantidades requeridas son mucho menores.
Al igual que las vitaminas, los minerales se pueden consumir en cantidades tóxicas (aunque es raro). Una dieta saludable incluye la mayoría de los minerales que su cuerpo requiere, por lo que los suplementos y los alimentos procesados pueden agregar niveles potencialmente tóxicos de minerales. Tablas\(\PageIndex{1}\) y\(\PageIndex{2}\) proporcionar un resumen de los minerales y su función en el cuerpo.
Tabla\(\PageIndex{1}\) Principales Minerales y su Función en el Cuerpo.
| Minerales Principales | ||||
|---|---|---|---|---|
| Mineral | Fuentes | Prestación diaria recomendada | Función | Problemas asociados con la deficiencia |
| Potasio | Carnes, algunos pescados, frutas, verduras, legumbres, productos lácteos | 4700 mg | Función nerviosa y muscular; actúa como electrolito | Hipopotasemia: debilidad, fatiga, calambres musculares, problemas gastrointestinales, problemas cardíacos |
| Sodio | Sal de mesa, leche, remolacha, apio, alimentos procesados | 2300 mg | Presión arterial, volumen sanguíneo, función muscular y nerviosa | Raro |
| Calcio | Productos lácteos, verduras de hoja verde oscuro, melaza negra, nueces, levadura de cerveza, algo de pescado | 1000 mg | Estructura ósea y salud; funciones nerviosas y musculares, especialmente la función cardíaca | Crecimiento lento, huesos débiles y quebradizos |
| Fósforo | Carne, leche | 700 mg | Formación ósea, metabolismo, producción de ATP | Raro |
| Magnesio | Granos integrales, frutos secos, verduras de hoja verde | 310—420 mg | Activación enzimática, producción de energía, regulación de otros nutrientes | Agitación, ansiedad, problemas de sueño, náuseas y vómitos, ritmos cardíacos anormales, presión arterial baja, problemas musculares |
| Cloruro | La mayoría de los alimentos, sal, verduras, especialmente algas, tomates, lechuga, apio, aceitunas | 2300 mg | Equilibrio de fluidos corporales, digestión | Pérdida de apetito, calambres musculares |
Tabla Los minerales\(\PageIndex{2}\) traza y su función en el cuerpo.
| Minerales traza | ||||
|---|---|---|---|---|
| Mineral | Fuentes | Prestación diaria recomendada | Función | Problemas asociados con la deficiencia |
| Hierro | Carne, aves de corral, pescado, mariscos, legumbres, frutos secos, semillas, granos integrales, vegetales de hoja verde oscura | 8—18 mg | Transporte de oxígeno en sangre, producción de ATP | Anemia, debilidad, fatiga |
| Zinc | Carnes, pescados, aves, quesos, mariscos | 8—11 mg | Inmunidad, reproducción, crecimiento, coagulación de la sangre, insulina y función tiroidea | Pérdida de apetito, crecimiento deficiente, pérdida de peso, problemas de piel, pérdida de cabello, problemas de visión, falta de gusto u olfato |
| Cobre | Mariscos, carnes de órgano, frutos secos, legumbres, chocolate, panes y cereales enriquecidos, algunas frutas y verduras | 900 µ g | Producción de glóbulos rojos, función del sistema nervioso e inmune, formación de colágeno, actúa como antioxidante | Anemia, baja temperatura corporal, fracturas óseas, baja concentración de glóbulos blancos, latidos cardíacos irregulares, problemas de tiroides |
| Yodo | Pescado, mariscos, ajo, habas de lima, semillas de sésamo, soja, vegetales de hoja verde oscura | 150 µ g | Función tiroidea | Hipotiroidismo: fatiga, aumento de peso, piel seca, sensibilidad a la temperatura |
| Azufre | Huevos, carne, aves, pescado, legumbres | Ninguno | Componente de aminoácidos | Deficiencia de proteínas |
| Fluoruro | Agua fluorada | 3—4 mg | Mantenimiento de la estructura ósea y dental | Cavidades aumentadas, huesos y dientes débiles |
| Manganeso | Frutos secos, semillas, granos integrales, legumbres | 1.8—2.3 mg | Formación de tejido conectivo y huesos, coagulación de la sangre, desarrollo de hormonas sexuales, metabolismo, función cerebral y nerviosa | Infertilidad, malformación ósea, debilidad, convulsiones |
| Cobalto | Pescado, frutos secos, verduras de hoja verde, granos integrales | Ninguno | Componente de B 12 | Ninguno |
| Selenio | Levadura de cerveza, germen de trigo, hígado, mantequilla, pescado, mariscos, granos integrales | 55 µ g | Antioxidante, función tiroidea, función del sistema inmune | Dolor muscular |
| Cromo | Granos integrales, carnes magras, queso, pimienta negra, tomillo, levadura de cerveza | 25—35 µ g | Función de insulina | Niveles altos de azúcar en la sangre, triglicéridos y colesterol |
| Molibdeno | Legumbres, granos enteros, frutos secos | 45 µ g | Cofactor para enzimas | Raro |
Las Vitaminas: Vitales, pero no todas son Aminas
En 1747, el cirujano escocés James Lind descubrió que los alimentos cítricos ayudaron a prevenir el escorbuto, una enfermedad particularmente mortal en la que el colágeno no se forma adecuadamente, causando mala cicatrización de heridas, sangrado de las encías, dolor intenso y muerte. En 1753, Lind publicó su Tratado sobre el escorbuto, que recomendó utilizar limones y limas para evitar el escorbuto, el cual fue adoptado por la Marina Real Británica. Esto llevó al apodo de limey para los marineros británicos.
En Asia Oriental, donde el arroz blanco pulido era el alimento básico común de la clase media, el beriberi resultante de la falta de vitamina B 1 era endémico. En 1884, Takaki Kanehiro, médico de formación británica de la Armada Imperial Japonesa, observó que el beriberi era endémico entre la tripulación de bajo rango que a menudo no comía más que arroz, pero no entre los oficiales que consumían una dieta al estilo occidental. Esto convenció a Takaki y a la Armada japonesa de que la dieta era la causa del beriberi, pero creyeron erróneamente que cantidades suficientes de proteína lo impedían. Que las enfermedades podrían resultar de algunas deficiencias dietéticas fue investigado más a fondo por Christiaan Eijkman, quien en 1897 descubrió que alimentar arroz sin pulir en lugar de la variedad pulida a los pollos ayudaba a prevenir el beriberi en los pollos. Al año siguiente, Frederick Hopkins postuló que algunos alimentos contenían “factores accesorios” —además de proteínas, carbohidratos, grasas etc. — que son necesarios para las funciones del cuerpo humano. Hopkins y Eijkman fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1929 por sus descubrimientos.
En 1910, el primer complejo vitamínico fue aislado por el científico japonés Umeretaro Suzuki, quien logró extraer un complejo soluble en agua de micronutrientes del salvado de arroz y lo nombró ácido abérico (más tarde Orizanin). Publicó este descubrimiento en una revista científica japonesa. Cuando el artículo fue traducido al alemán, la traducción no logró afirmar que se trataba de un nutriente recién descubierto, una afirmación hecha en el artículo original japonés, y de ahí que su descubrimiento no logró ganar publicidad.En 1912, el bioquímico nacido en Polonia Casimir Funk, que trabajaba en Londres, aisló el mismo complejo de micronutrientes y propuso que el complejo se llamara “vitamina”. Posteriormente iba a conocerse como vitamina B 3 (niacina), aunque la describió como “factor anti-beri-beri-” (que hoy se llamaría tiamina o vitamina B 1). Funk planteó la hipótesis de que otras enfermedades, como el raquitismo, la pelagra, la celiaca y el escorbuto, también podrían curarse con vitaminas.
Max Nierenstein, amigo y lector de Bioquímica de la Universidad de Bristol, habría sugerido el nombre de “vitamina” (de “amina vital”). El nombre pronto se convirtió en sinónimo de “factores accesorios” de Hopkins, y, para cuando se demostró que no todas las vitaminas son aminas, la palabra ya era ubicua. En 1920, Jack Cecil Drummond propuso que se dejara caer la “e” final para desenfatizar la referencia de “amina”, luego de que los investigadores comenzaron a sospechar que no todas las “vitaminas” (en particular, la vitamina A) tienen un componente amina.
Las vitaminas son compuestos orgánicos que se encuentran en los alimentos y son una parte necesaria de las reacciones bioquímicas en el organismo. Están involucrados en una serie de procesos, incluyendo el metabolismo mineral y óseo, y el crecimiento celular y tisular, y actúan como cofactores para el metabolismo energético. Las vitaminas B juegan el papel más importante de cualquier vitamina en el metabolismo (Tablas\(\PageIndex{3}\) y\(\PageIndex{4}\))
Obtienes la mayoría de tus vitaminas a través de tu dieta, aunque algunas se pueden formar a partir de los precursores absorbidos durante la digestión. Por ejemplo, el cuerpo sintetiza vitamina A a partir del β-caroteno en vegetales de naranja como zanahorias y batatas. Las vitaminas son solubles en grasa o solubles en agua. Las vitaminas liposolubles A, D, E y K son absorbidas a través del tracto intestinal con lípidos en quilomicrones. La vitamina D también se sintetiza en la piel mediante la exposición a la luz solar. Debido a que se transportan en lípidos, las vitaminas liposolubles pueden acumularse en los lípidos almacenados en el cuerpo. Si el exceso de vitaminas se retienen en las reservas de lípidos en el cuerpo, puede resultar hipervitaminosis.
Las vitaminas solubles en agua, incluidas las ocho vitaminas B y la vitamina C, se absorben con agua en el tracto gastrointestinal. Estas vitaminas se mueven fácilmente a través de los fluidos corporales, que son a base de agua, por lo que no se almacenan en el cuerpo. El exceso de vitaminas solubles en agua se excreta en la orina. Por lo tanto, rara vez se presenta hipervitaminosis de vitaminas solubles en agua, excepto con un exceso de suplementos vitamínicos.
Vitaminas Solubles en Grasa
A partir de las estructuras que se muestran a continuación, debe quedar claro que estos compuestos tienen más que una conexión de solubilidad con los lípidos. Las vitaminasA es un terpeno, y las vitaminas E y K tienen largas cadenas de terpenos unidas a un resto aromático. La estructura de la vitamina D puede describirse como un esteroide en el que el anillo B se corta y los tres anillos restantes permanecen sin cambios. Los precursores de las vitaminas A y D han sido identificados como el betacaroteno tetraterrénico y el esteroide ergosterol, respectivamente.
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