Os minerais são micronutrientes importantes em diversas rotas metabólicas do organismo humano, suas funções são abrangentes, desempenham papeis estruturais a regulação da expressão e atividade de muitas proteínas. Abaixo selecionamos alguns dos minerais mais relevantes e descrevemos suas principais atividades.
Zinco
O zinco é um oligoelemento essencial para o crescimento e desenvolvimento de todos os organismos. O zinco desempenha papel crucial na função celular adequada, incluindo diferenciação, divisão, crescimento e transporte celular, nos sistemas endócrino e imune, na transcrição, nas sínteses de proteína, de DNA e de RNA, além de replicação do DNA. É encontrado em muitos tecidos, como no fígado, músculos, ossos e cérebro. A presença de zinco é abundante em vesículas sinápticas e desempenha papéis essenciais na aprendizagem e memória
As proteínas dedo de zinco são um dos grupos mais abundantes de proteínas e têm uma ampla gama de funções moleculares em estados de saúde e doença. O zinco é necessário para a manutenção estrutural dessas proteínas. Elas são fatores de transcrição e modulam DNA, RNA e outras proteínas. As proteínas dedo de zinco regulam a diferenciação ou proliferação celular, adesão e transdução de sinal. Em adição, o zinco mantém a estrutura enzimática no sítio ativo da enzima superóxido dismutase (SOD). O mineral também está relacionado a reparação de feridas, síntese e secreção de insulina, e regulação da pressão arterial. Dessa forma, a desregulação na homeostase do zinco no organismo pode estar associada ao maior risco do desenvolvimento de diabetes mellitus (DM) do tipo 2 e doenças cardiovasculares.
O zinco exerce um efeito semelhante à insulina, visando particularmente a proteína tirosina fosfatase 1B (PTP 1B), que regula o estado de fosforilação do receptor de insulina. A modulação da sinalização de insulina pelo zinco sugere seu papel fisiológico no sinal de transdução da insulina. A deficiência de zinco pode ativar vias de estresse, possivelmente resultando em perda do controle da tirosina fosfatase, levando à resistência à insulina.
Em modelos animais a deficiência de zinco intensifica a inflamação endotelial, remodelamento do músculo liso vascular e indução da formação de placas ateroscleróticas, relacionadas a eventos cardiovasculares. Experimento carreado em cultura de células endoteliais com concentrações baixas de zinco, demonstrou que a carência leva à diminuição da integridade e ao aumento da permeabilidade endotelial. Dados epidemiológicos em humanos a esse respeito continuam escassos e estes achados devem ser verificados em estudos de coorte e ensaios clínicos randomizados [1–3].
Selênio
Níveis adequados de biodisponibilidade de selênio são funcionalmente importantes para vários aspectos da biologia humana, incluindo os sistemas: nervoso central, endócrino, cardiovascular e imune, além da reprodução masculina e a função muscular. No que diz respeito a imunidade, como já bem descrito na literatura científica, as funções do selênio são atribuídas à inserção deste elemento em uma família de proteínas chamadas de selenoproteínas, ele é prontamente incorporado nas proteínas com o 21˚ aminoácido, a selenocisteína. O selênio é um imunoestimulante, que pode aumentar a proliferação e diferenciação de células T, atividade de células NK (natural killers) e funções de células imunes inatas. Corroborando com esses dados, foi demonstrado que a ativação de leucócitos no sangue aumenta após a ingestão de alimentos ricos em selênio.
A imunidade inata pode ser afetada pela baixa ingestão de selênio, uma vez que altera a capacidade de sinalização inflamatória dos macrófagos e sua atividade antipatógeno. Foi demonstrado que o selênio induz uma mudança fenotípica na ativação de macrófagos a partir de um fenótipo pró-inflamatório (M1) em direção a um fenótipo anti-inflamatório (M2) ativado alternativamente.
Além disso, há evidências de que o selênio pode modular a patologia que acompanha doenças inflamatórias crônicas no intestino e fígado. A deficiência de selênio e a supressão de selenoproteínas têm sido implicadas em níveis mais elevados de citocinas inflamatórias em uma variedade de tecidos, incluindo trato gastrointestinal, útero e tecidos da glândula mamária, dentre outros. Dessa forma, a ingestão de selênio é importante na manutenção do sistema imune inato e adaptativo, além do controle da inflamação [1,4].
Magnésio
O magnésio é encontrado principalmente dentro das células, sendo responsável por regular inúmeras reações bioquímicas no organismo, incluindo síntese proteica, transmissão nervosa e muscular, condução neuromuscular, transdução de sinal, controle da glicose sanguínea e regulação da pressão arterial. Algumas enzimas dependentes de magnésio são Na+/K+ ATPase, hexoquinase, creatina quinase, proteína quinase e ciclases. O magnésio também é fundamental para a função estrutural de proteínas, ácidos nucléicos ou mitocôndrias. Além disso, é necessário para a síntese de DNA e RNA, e para a produção de energia aeróbica e anaeróbica.
O magnésio desempenha papel importante no transporte ativo de íons cálcio e potássio através das membranas celulares, processo associado a condução do impulso nervoso, contração muscular, tônus vasomotor e ritmo cardíaco normal. O reservatório mais importante de magnésio é o osso (cerca de 60% do magnésio corporal total), seguido do músculo, tecidos moles não musculares e fluídos extracelulares.
A deficiência de magnésio não é incomum na população em geral, sua ingestão diminuiu ao longo dos anos, especialmente no mundo ocidental. A hipomagnesemia é definida como a concentração de magnésio sérico abaixo de 0,75 mmol/L. A deficiência de magnésio também tem sido relacionada a algumas doenças ou sintomas clínicos.
No DM do tipo 2, por exemplo, estudos associam incidência de hipomagnesemia em pacientes com a doença, esses números podem chegar a 47,7%. As causas incluem baixa ingestão oral, aumento da perda renal e diarreia crônica associada a neuropatia autonômica. O magnésio desempenha um papel fundamental no metabolismo da glicose e insulina, principalmente através do seu impacto na atividade da tirosina quinase do receptor de insulina, por transferir o fosfato do ATP para a proteína. O magnésio também pode afetar a atividade da fosforilase b quinase, liberando glicose-1-fosfato do glicogênio. Além disso, tem função no transportador de glicose 4 (GLUT4), e auxilia a regular a translocação de glicose para dentro da célula [5].
Cálcio
O corpo humano contém aproximadamente 1 kg de cálcio, com mais de 99% depositados nos ossos na forma de fosfato de cálcio. Através da interação com inúmeras proteínas distribuídas em diferentes compartimentos, o cálcio está envolvido em uma grande quantidade de funções no organismo, como contração muscular, ativação enzimática, diferenciação celular, resposta imune, morte celular programada, atividade neural, pressão arterial e composição óssea.
O osso é um tecido vivo e em constante remodelação. O osso danificado ou mais antigo é reabsorvido pelos osteoclastos e o novo osso é construído pelos osteoblastos. O osso é composto principalmente por substâncias orgânicas e inorgânicas. Os componentes orgânicos são constituídos principalmente por colágeno do tipo I, responsável pela flexibilidade óssea e os inorgânicos por hidroxiapatita, sais insolúveis contendo cálcio e fósforo proporcionando resistência óssea contra a compreensão. Assim, o consumo de cálcio é crítico para a manutenção da homeostase de cálcio ósseo.
O cálcio também tem função na pressão sanguínea, essa é regulada pelo cálcio intracelular nas células musculares lisas vasculares, através de vasoconstrição e variações do volume vascular. A baixa ingestão de cálcio desencadeia o aumento dos níveis plasmáticos do hormônio da paratireoide (PTH), elevando o cálcio intracelular diretamente ou por meio da ativação do calcitriol, e estimulando a via de sinalização renina-angiotensina-aldosterona que produz a reabsorção de sódio e água, aumentando assim o volume vascular. Em humanos e animais com baixa ingestão de cálcio, a pressão arterial melhora quando seu consumo atinge níveis recomendados [6,7]. Dessa forma, a cálcio é um mineral fundamental não só a homeostase óssea, mas também para o controle da pressão sanguínea.
Referências
[1] Gać P, Czerwińska K, Macek P, Jaremków A, Mazur G, Pawlas K, et al. The importance of selenium and zinc deficiency in cardiovascular disorders. Environ Toxicol Pharmacol 2021;82. https://doi.org/10.1016/j.etap.2020.103553.
[2] Barman S, Srinivasan K. Diabetes and zinc dyshomeostasis: Can zinc supplementation mitigate diabetic complications? Crit Rev Food Sci Nutr 2022;62:1046–61. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1833178.
[3] Chasapis CT, Ntoupa PSA, Spiliopoulou CA, Stefanidou ME. Recent aspects of the effects of zinc on human health. Arch Toxicol 2020;94:1443–60. https://doi.org/10.1007/s00204-020-02702-9.
[4] Avery JC, Hoffmann PR. Selenium, selenoproteins, and immunity. Nutrients 2018;10. https://doi.org/10.3390/nu10091203.
[5] Gröber U, Schmidt J, Kisters K. Magnesium in prevention and therapy. Nutrients 2015;7:8199–226. https://doi.org/10.3390/nu7095388.
[6] Pu F, Chen N, Xue S. Calcium intake, calcium homeostasis and health. Food Science and Human Wellness 2016;5:8–16. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2016.01.001.
[7] Cormick G, Belizán JM. Calcium intake and health. Nutrients 2019;11. https://doi.org/10.3390/nu11071606.
