Gli ioni rari in pediatra

Numerosi elementi, soprattutto i sali dei metalli di transizione, sono contenuti in minime quantità nei tessuti e sono definiti elementi traccia o microelementi.
Solo per sette di questi elementi è nota la funzione biochimica in cui sono implicati (cobalto, rame, iodio, molibdeno, selenio e zinco).  Il significato biologico dei microelementi dipende dalla loro concentrazione e dalle reciproche interazioni e per l’azione esplicata sono suddivisibili in

• Essenziali: ferro, rame, zinco, manganese, cromo, selenio, molibdeno, iodio, cobalto.
• Semi essenziali: boro, bromo, fluoro, litio, nickel, silicio, vanadio.
• Tossici: alluminio, cadmio, piombo, mercurio, berillio, bario, arsenico  e bismuto
• Potenzialmente tossici: tallio, oro, indio, rubidio, argento, titanio, uranio, stronzio, zirconio.

Anche i microelementi essenziali possono diventare tossici se la loro concentrazione supera le normali concentrazioni fisiologiche, ma solo per quattro di essi (cobalto, sotto forma di vit. B12, iodio, ferro e zinco) sono noti con sufficiente chiarezza gli effetti della carenza. Tuttavia i microelementi sono spesso chiamati in causa quali possibili cofattori di malattie degenerative quali l’aterosclerosi, l’ipertensione, l’osteoartrite, la cardiopatia ischemica, anche se finora è stato molto difficile dimostrare con approcci sperimentali gli effetti dei deficit di questi elementi nell’uomo. Solo recentemente, soprattutto su studi animali, si sta evidenziando che alcuni elementi-traccia possono avere un interesse in campo nutrizionale.

Il meccanismo di azione degli elementi avviene attraverso quattro meccanismi principali:
1) in stretta associazione con gli enzimi, alcuni degli elementi traccia fanno parte del nucleo catalitico in cui avviene la reazione biochimica.
2) Alcuni elementi partecipano come donatori od accettori di elettroni in reazioni di ossido-riduzione.
3) Alcuni elementi, principalmente il Ferro, legano, trasportano e rilasciano ossigeno nel corpo.
4) Alcuni elementi hanno ruoli strutturali, conferendo stabilità e struttura tridimensionale a molecole di importanza biologica

Assorbimento, immagazzinamento ed escrezione sono processi oggetto di meccanismi di regolazione omeostatica. Per gli  elementi  questi processi avvengono in modo diverso; per i cationi, rame, ferro e zinco, la quantità assorbita è soggetta ad un meccanismo di controllo, tale che, se l’organismo è carente, aumenta la percentuale assorbita nel tratto gastrointestinale, e viceversa. Gli elementi anionici, boro, iodio e selenio, sono invece assorbiti liberamente e senza meccanismo di regolazione dal tratto GI. Il maggiore meccanismo di controllo di questi elementi avviene  pertanto attraverso l’escrezione di urine, bile, sudore o espirazione. L’effetto di elevati livelli di alcuni elementi è controllato attraverso l’accumulo in forma inattiva ( metallo proteine per il rame, ferritina per il ferro) ed il rilascio da questi siti è importante per prevenirne la carenza.
I microelementi possono avere un ruolo in numerosi meccanismi biochimici, ma il processo di omeostasi è piuttosto efficiente nel prevenire chiare situazioni di carenza.

Esistono tuttavia situazioni che rendono nutrizionalmente significativo un microelemento:
1)errori congeniti del metabolismo che riguardano assorbimento, ritenzione ed escrezione dell’elemento.
2) alterazioni del metabolismo secondarie a malnutrizione, malattia, trauma o stress.
3) deficit marginali indotti da modifiche della dieta
4) aumentata richiesta dovuta a grave alterazione nel sistema che utilizza quell’elemento.

In sintesi: l’insufficiente intake di uno specifico elemento può dare conseguenze evidenti solo quando il corpo subisce uno stress tale da aumentarne i fabbisogni o da interferire nell’utilizzo.
Gli effetti patologici non saranno visibili se un deficit dell’elemento non si accompagna ad uno stress significativo; gli effetti patologici non saranno gravi se lo stress non si associa ad una vulnerabilità organica o a una carenza importante di elementi traccia.
Caratteristico sotto questo punto di vista è l’esempio dello zinco: i deficit di zinco descritti nell’uomo si associano a condizioni che ne aumentano significativamente il fabbisogno, quali la rapida crescita, stati di malassorbimento, MICI, parassitosi intestinale, malattie epatiche o renali, stati infiammatori cronici ed errori congeniti del metabolismo.
Nel 2010 il Dietary Guidelines Advisory Committee ha  pertanto individuato alcuni supplementi utili per fasce di popolazione a rischio,  stabilendo che essi possono essere utili per ridurre i rischi di alcune malattie croniche, se utilizzati in particolari fasce di popolazione. Alcuni studi effettuati su popolazioni in via di sviluppo hanno così evidenziato che la somministrazione di zinco diminuisce la mortalità per infezioni, soprattutto gastroenteriti e polmoniti.
Saranno esaminate in breve le funzioni  degli ioni rari  (in particolare iodio, zinco, selenio e magnesio)  interessanti l’ambito pediatrico e le principali problematiche legate al loro utilizzo, quali la sicurezza d’uso e la prescrivibilità dei numerosi prodotti che contengono supplementi minerali.



Da ricordare in particolare

Iodio
L’assorbimento intestinale dello iodio è un processo molto efficiente che dipende solo dalla quantità ingerita e non esiste un meccanismo di regolazione dell’uptake.
Il sistema più corretto per valutare la correttezza dei livelli di assunzione è la determinazione della escrezione urinaria dello iodio
La presenza di gozzo o il volume tiroideo sono utili indicatori della assunzione di iodio nel lungo periodo.
     
Zinco
I livelli ematici di zinco non sono utili per stabilirne il fabbisogno
La quantità di zinco assorbita è funzione dello zinco biodisponibile assunto.
Diete ricche di cereali integrali e con scarso apporto di proteine riducono l’assorbimento dello zinco.