Oligoelementi per gli animali

Essenzialità comprovata

Gli elementi di comprovata essenzialità sono illustrati di seguito.

Boro

Solo negli ultimi 15 anni si è scoperto che anche il boro è essenziale per l'alimentazione umana e animale. L'organismo animale, con un fabbisogno significativamente inferiore rispetto alle piante, mostra solo sintomi meno evidenti in caso di carenza.

Il cloruro

Insieme al sodio, il cloruro è uno degli ioni quantitativamente più importanti nello spazio extracellulare. Ha un effetto decisivo sul volume totale e sulla pressione osmotica.

Inoltre, svolge una serie di funzioni a livello cellulare. Il trasporto della maggior parte degli altri ioni richiede solitamente un cotrasportatore o un antiporter dipendente dal cloruro o dal sodio.

La carenza di cloruro o di sodio si manifesta in modo identico. L'ipoosmolarità che ne deriva porta allo spostamento di acqua nei tessuti (soprattutto nel cervello) e, in casi estremi, può portare alla morte.

Il fluoro

È ancora controverso se il fluoro sia un oligoelemento essenziale. È stato osservato in varie occasioni che la carenza di fluoro durante la gravidanza e il primo anno di vita ritarda la crescita, il che depone a favore di meccanismi cellulari sconosciuti. L'importanza per la durezza e la resistenza chimica di ossa e denti, tuttavia, è indiscussa.

L'assorbimento del fluoro è soggetto a grandi fluttuazioni a seconda del suo legame con i componenti alimentari. In una soluzione acquosa viene assorbito quasi quantitativamente, con circa il 25% già assorbito nello stomaco.

Il fluoro è presente negli alimenti solo in concentrazioni molto basse a causa della sua scarsa disponibilità nei nostri terreni. Tuttavia, alcune piante accumulano alcuni elementi ben oltre il loro fabbisogno; ad esempio, il tè nero ha un contenuto prontamente disponibile di fluoruro legato organicamente (~ 1 mg/l ^F- sotto forma di acido fluoroacetico facilmente assorbibile).

Iodio o iodio

Germania, Svizzera e Austria sono classiche aree di carenza di iodio. Tuttavia, le condizioni ai (sub)tropici sono spesso molto migliori da questo punto di vista, anche se nella letteratura acquariologica ci sono pochi valori specifici. Tuttavia, posso citare un valore. Secondo Kaspar Horst, il contenuto di iodio delle acque interne dello Sri Lanka è compreso tra 140 ppb e 320 ppb. Si tratta di una quantità di gran lunga superiore a quella che può fornire l'acqua del rubinetto locale o persino l'acqua UO.

A differenza degli animali, le piante non hanno bisogno di iodio, ma, come molti altri minerali, lo assorbono in modo relativamente poco specifico, in modo da renderlo disponibile agli erbivori.

Lo iodio è un componente essenziale degli ormoni tiroidei, senza i quali la vita animale superiore non potrebbe funzionare. Allo stesso tempo, questa è l'unica funzione nota dello iodio nell'organismo animale. Gli ormoni tiroidei regolano il tasso metabolico basale e quindi il consumo di ossigeno e di energia. L'esatto processo metabolico è ancora in gran parte da chiarire.

Rame

Il livello plasmatico di rame è abbastanza costante e in gran parte non influenzato dall'assunzione di cibo. Nel sangue, il rame è in gran parte legato alla transcupreina e all'albumina. Dopo l'assorbimento nel fegato, il rame viene incorporato nelle proteine bersaglio o rilasciato nuovamente nel sangue come ceruloplasmina (= forma di trasporto del rame). L'escrezione attraverso la bile è la variabile di regolazione più importante per l'omeostasi del rame.

Il rame è un componente importante del sistema antiossidante endogeno. Questo comprende la superossido dismutasi rame-zinco (CuSOD) e la citocromo C ossidasi (CCO), che è coinvolta nel trasporto di elettroni nei mitocondri.

Tuttavia, le funzioni del rame non si limitano al sistema antiossidante o al trasporto di elettroni. La ceruloplasmina di rame è anche coinvolta nell'ossidazione del ^Fe2+ a ^Fe3+. Solo in questo modo il ferro immagazzinato può essere legato alla transferrina, il che spiega lo stretto legame tra rame e stato del ferro.

Altri enzimi contenenti rame sono la lisosil ossidasi (svolge un ruolo centrale nella reticolazione dell'elastina e del collagene) e la dopamina β-idrossilasi (catalizza la reazione della dopamina con la noradrenalina utilizzando l'ascorbato come donatore di elettroni). L'interleuchina-2 ha quindi influenze sul sistema immunitario che non sono ancora state verificate con precisione).

I decapodi (granchi, gamberi e gamberetti) hanno sviluppato un complesso rame-porfirina al posto di un complesso ferro-porfirina (haem). Nonostante la loro grande sensibilità individuale a questo ione metallico, hanno bisogno del rame come oligoelemento.

Sodio

vedi cloruro

Selenio

è da un lato un semimetallo con proprietà di semiconduttore, dall'altro si comporta in modo molto simile allo zolfo in molte reazioni e può sostituirlo in molti composti. Gli aminoacidi contenenti selenio e altri composti derivati dai corrispondenti composti contenenti zolfo sono quindi di importanza biologica.
Ad oggi, sono note più di 20 proteine o subunità proteiche contenenti selenio.

Esse svolgono importanti funzioni di protezione ossidativa nei sistemi redox dell'organismo:
Glutatione perossidasi, tioredoxina reduttasi, produzione dell'ormone tiroideo T4, meccanismi di riparazione del DNA, apoptosi nelle cellule tumorali.

Vanadio

Solo nell'uomo è stato dimostrato che il vanadio è essenziale. La carenza di vanadio provoca disturbi della crescita in vari sistemi biologici, nonché edema da ritenzione di sodio dovuto a una riduzione dell'efficienza della pompa renale del Na.

Nelle cellule adipose dei ratti, il vanadio influisce sull'ossidazione del glucosio nella stessa misura dell'insulina. Il vanadio migliora la capacità di trasporto dell'ossigeno degli eritrociti e la permeabilità al potassio delle membrane cellulari.

Influenza inoltre le attività di enzimi come l'adenil ciclasi, la fosfatasi alcalina, la NADH ossidasi, la fosfofruttochinasi e la ribonucleasi.

Essenzialità non provata

Gli elementi con essenzialità non provata sono discussi di seguito.

Litio

L'importanza del litio come oligoelemento non è ancora stata chiarita in modo definitivo, ma sembra che abbia effetti positivi sul metabolismo cerebrale.

Negli esperimenti sugli animali, la carenza di litio causa un peso inferiore alla nascita, un aumento del tasso di aborto, un'alterazione dell'attività enzimatica e disturbi comportamentali. Non sono stati descritti sintomi di carenza nell'uomo, per cui la sua essenzialità è contestata. Tuttavia, studi epidemiologici suggeriscono che l'incidenza del suicidio è più bassa nelle aree con un maggiore apporto di litio.

Nichel

Il Ni(II) è simile al Fe(II). Si sa poco del suo metabolismo. L'assorbimento nell'intestino tenue è dell'1-10%, per cui si ipotizza un sinergismo con il ferro.
Negli esperimenti sugli animali, una carenza di nichel causa un'alterazione nell'utilizzo del ferro e nella formazione del sangue. Ad oggi, tuttavia, il nichel non è stato identificato come componente di un sistema enzimatico umano.

Il nichel è molto più conosciuto per la sua tossicità in grandi quantità. È comune anche l'allergia al nichel, che di solito si manifesta come eczema da contatto con gioielli e articoli metallici a buon mercato.

Il silicio

Si ritiene che svolga un ruolo nella formazione delle ossa e nel metabolismo del tessuto connettivo.
Tuttavia, la sua essenzialità non è stata dimostrata e non sono noti sintomi di carenza.

Stagno

Lo stagno, presente negli stati di ossidazione ^Sn2+ e ^Sn4+, è teoricamente coinvolto nei sistemi redox dell'organismo ed è importante per la struttura terziaria delle proteine. Viene assorbito preferibilmente come complesso organico; lo stagno inorganico è difficilmente utilizzabile.

Lo stagno è stato annoverato tra gli elementi essenziali da quando è stato scoperto il suo effetto stimolante della crescita nei ratti. È stato discusso il suo coinvolgimento nella gastrina, che regola la produzione di acido cloridrico nello stomaco. Finora, tuttavia, non ci sono prove di un effetto essenziale nell'uomo.

D'altra parte, l'effetto tossico (soprattutto intestinale) a dosi elevate è ben noto e documentato.