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Micronutrient

Efectos de la desnutrición por oligoelementos en la salud humana Los micronutrientes son sustancias químicas esenciales que los organismos requieren en pequeñas cantidades para ...

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Efectos de la desnutrición por oligoelementos en la salud humana

Los micronutrientes son sustancias químicas esenciales que los organismos requieren en pequeñas cantidades para llevar a cabo diversos procesos biogeoquímicos y regular las funciones fisiológicas de las células y los órganos . [ 1 ] Al posibilitar estos procesos, los micronutrientes contribuyen a la salud de los organismos a lo largo de la vida. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

Para los seres humanos, los micronutrientes suelen presentarse en tres formas: vitaminas , oligoelementos y minerales dietéticos. [ 2 ] [ 5 ] Los requerimientos de micronutrientes en los seres humanos son generalmente menores a 100 miligramos por día, mientras que los macronutrientes se requieren en cantidades de gramos diariamente. [ 6 ] Las deficiencias en la ingesta de micronutrientes suelen resultar en malnutrición . [ 2 ] [ 7 ]

En los ecosistemas, los micronutrientes suelen presentarse en forma de oligoelementos como hierro, estroncio y manganeso. [ 8 ] La abundancia de micronutrientes en el medio ambiente influye enormemente en los ciclos biogeoquímicos a nivel microbiano, de los que dependen las grandes comunidades ecológicas para sobrevivir. [ 9 ] Por ejemplo, los productores primarios marinos (también conocidos como fitoplancton) dependen del hierro disuelto biodisponible para la fotosíntesis . [ 10 ] [ 8 ] [ 11 ] Por consiguiente , los productores secundarios y terciarios en los océanos también dependen de la presencia de concentraciones suficientes de hierro disuelto.

Naturalmente, los micronutrientes se transfieren entre reservorios mediante procesos como el transporte fluvial, los procesos eólicos, la circulación oceánica, el vulcanismo y la absorción/transferencia biológica. [ 12 ] [ 8 ] [ 13 ] Las actividades antropogénicas también alteran la abundancia de micronutrientes en los ecosistemas. Las prácticas industriales y agrícolas pueden liberar metales traza a la atmósfera, los cursos de agua y los suelos, y la deforestación puede provocar un mayor transporte de polvo que contiene metales traza hacia los océanos. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

Abundancia natural de micronutrientes

La abundancia natural de los elementos depende de su número atómico, según el proceso de nucleosíntesis, de modo que los elementos con números atómicos más altos suelen ser menos abundantes que los elementos con números atómicos bajos. [ 17 ] La mayoría de los micronutrientes son oligoelementos con números atómicos altos, lo que significa que existen de forma natural en bajas concentraciones. [ 18 ] Las excepciones notables a esta regla son el boro (número atómico 5), el manganeso (número atómico 25) y el hierro (número atómico 26).

Los productores primarios son los principales contribuyentes a la incorporación de micronutrientes al inventario químico de una comunidad . [ 19 ] Los consumidores dentro de un ecosistema están limitados a los micronutrientes en el tejido de los productores primarios que consumen. Los productores primarios obtienen sus micronutrientes de su entorno abiótico circundante y del reciclaje de materia orgánica en los suelos. [ 20 ] Por ejemplo, las gramíneas absorben hierro de los suelos, del cual dependen los animales para la producción de hemoglobina . [ 21 ]

Fuentes y transporte de micronutrientes

Ciclo natural

Ciclo del hierro como micronutriente en el ecosistema marino

The original source of most nutrients, including micronutrients, is the geological reservoir, also called the slow pool.[27] Micronutrients trapped in rocks and minerals must first be broken down through physical or chemical weathering before they can enter the fast pool, meaning they cycle between reservoirs on shorter timescales.[28] Micronutrients can physically exchange between reservoirs in various ways such as from terrestrial soils to oceans via aeolian transport or fluvial transport, from oceans to marine sediments via deposition of organic matter, and from sediments to the geologic reservoir via lithification.[28][8][12] Alternatively, micronutrients can exit the geologic reservoir through tectonic processes such as through volcanism or hydrothermal vents.[29][30]

Anthropogenic influences

Anthropogenic industry unintentionally injects micronutrients into various ecosystems across the globe.[15] The addition of micronutrients into ecosystems can have both positive and negative impacts. In the face of climate change, the fertilization of oceans with iron has been proposed as a method of carbon sequestration;[31] however, elevated levels of iron in high nutrient, low chlorophyll regions of the ocean can cause the production of harmful algal blooms which are toxic to both humans and marine life.[32] Similarly, in lakes, isolated seas, and coastal bays or gulfs, addition of micronutrients can cause eutrophication leading to hypoxia, decreasing ecosystem health.[33]

Los micronutrientes se liberan en los ecosistemas debido a muchas actividades antropogénicas. La combustión de combustibles fósiles libera micronutrientes como Zn, Fe, Ni y Cu a la atmósfera, los suelos circundantes y los cursos de agua cercanos. [ 16 ] La escorrentía de fertilizantes agrícolas contiene muchos micronutrientes como Fe, Mn, Zn, Cu, Co, B, Mo y Ni. La escorrentía de fertilizantes inyecta estos micronutrientes en las aguas subterráneas, los suelos y los cursos de agua. [ 34 ] La deforestación disminuye la compactación del suelo, lo que resulta en un mayor transporte eólico de polvo que contiene micronutrientes, especialmente Fe. [ 12 ] La minería industrial produce relaves que contaminan la escorrentía . El tratamiento inadecuado de los relaves mineros puede resultar en la fuga de micronutrientes a las aguas subterráneas, los suelos y los cursos de agua cercanos. [ 14 ] [ 35 ]

Deficiencias de micronutrientes en humanos

La ingesta inadecuada de nutrientes esenciales predispone a los seres humanos a diversas enfermedades crónicas , y aproximadamente el 50 % de los adultos estadounidenses padecen una o más enfermedades prevenibles. [ 2 ] En Estados Unidos, los alimentos con bajo contenido de micronutrientes y alto contenido energético representan aproximadamente el 27 % de la ingesta calórica diaria . [ 2 ] Una encuesta nacional estadounidense (Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición 2003-2006) reveló que las personas con un alto consumo de azúcar ingerían menos micronutrientes, especialmente vitaminas A, C y E, y magnesio. [ 2 ] Se han empleado diversas estrategias para combatir las deficiencias de micronutrientes:

yodación de la sal

La yodación de la sal es una estrategia para abordar la deficiencia de yodo , que es causa de varios problemas de salud física y mental. [ 36 ] En 1990, menos del 20 por ciento de los hogares en los países en desarrollo tenían una ingesta adecuada de yodo en su dieta. [ 37 ] Para 1994, se habían formado alianzas internacionales en una campaña mundial para la yodación universal de la sal. Para 2008, se estimó que el 72 por ciento de los hogares en los países en desarrollo incluían sal yodada en sus dietas, [ 38 ] y el número de países en los que los trastornos por deficiencia de yodo eran un problema de salud pública se redujo en más de la mitad, de 110 a 47 países. [ 37 ]

Suplementación con vitamina A

La deficiencia de vitamina A es un factor importante que causa ceguera en todo el mundo, especialmente entre los niños. [ 1 ] Los esfuerzos mundiales de suplementación con vitamina A se han centrado en 103 países prioritarios. El enriquecimiento de la harina se ha convertido en un método cada vez más común para añadir vitamina A a la dieta y, por lo tanto, reducir las deficiencias. [ 39 ]

Zinc

El zinc es un micronutriente esencial que el cuerpo humano utiliza para combatir infecciones y la diarrea infantil. En conjunto, las deficiencias de zinc son responsables del 4 % de la morbilidad y mortalidad infantil, según datos de 2013. [ 40 ] La fortificación de alimentos básicos como el pan puede mejorar los niveles séricos de zinc en la población humana, aumentando así la resistencia inmunitaria. [ 41 ] La fortificación con zinc también se ha considerado para reducir los efectos sobre la cognición, aunque su eficacia aún está en investigación. [ 41 ]

Necesidades de micronutrientes de las plantas

Las plantas dependen de los micronutrientes para sintetizar muchas proteínas esenciales. De hecho, cada proceso que sustenta el crecimiento de una planta está mediado por alguna proteína que contiene uno de los muchos micronutrientes. [ 42 ] Por ejemplo, el Mn es un micronutriente esencial para muchas plantas porque forma la estructura del fotosistema II, que divide las moléculas de agua para aprovechar la energía de los electrones. [ 43 ] La absorción inadecuada de micronutrientes puede provocar deficiencias e incluso la muerte en casos extremos. [ 44 ] Por otro lado, las concentraciones elevadas de micronutrientes en los suelos pueden provocar toxicidad. [ 44 ]

Ejemplos de deficiencias de micronutrientes en las plantas

  • Clorosis , una condición en la que una planta no puede producir suficiente clorofila. Una deficiencia de cobre, hierro, manganeso o zinc puede causar clorosis. [ 45 ]
  • Deficiencia de boro , una condición en la que se inhibe la capacidad de una planta para reproducirse, crecer y crear células madre. [ 46 ]
  • La deficiencia de molibdeno , una condición en la que una acumulación de nitrato debido a una falta de producción de nitrogenasa causa amarillamiento de las hojas, necrosis y germinación prematura. [ 47 ]

Véase también

Referencias

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