CROMO
Interesse
ruolo potenziale nel metabolismo di carboidrati e lipidi
Ruolo essenziale del Cr
dimostrato in pazienti sottoposti a totale nutrizione parenterale:
sintomi refrattari a trattamento con insulina ma annullati da addizione di Cr
Stati di valenza
Cr+3 nei sistemi biologici – forma ≈ inerte
Cr+6 forte ossidante di origine industriale (consumato in piccole quantità
viene ridotto a Cr+3 dal pH acido dello stomaco)
Livelli di cromo nell’organismo
Molto bassi e difficili da valutare per le contaminazioni da parte dei vari
materiali usati
nel tempo, in virtù dell’evoluzione delle tecniche analitiche, i livelli
stimati sono diminuiti di 1000 volte
Assorbimento
Molto basso 0,5-2% in maniera inversamente proporzionale alla
introduzione:
10 mg assorbito il 2%
40 mg assorbito lo 0,4-0,5%
Livelli di assunzione in Italia
Due studi: Media nazionale
243 mg/die
119 mg/die
Il cromo si trova comunemente:
cereali, vegetali, frutta, carne, funghi
assunzione adeguata (AI Adequate Intake)
uomo =35 mg donna = 25 mg
Assorbimento
favorito o inibito da nutrienti o farmaci
vit C
amminoacidi
aspirina
farmaci antiacido
Trasporto ematico
legato al 2° sito della transferrina
importato dalla cellula (come il ferro) tramite complesso “transferrinarecettore per la transferrina”
Ipotesi: in caso di emocromatosi con saturazione della Tf >50% ci possa
essere alterazione del trasporto di Cr
Riserva
Accumulato nel fegato, rene, osso, milza
(concentrazioni molto basse 8 ng/g (peso secco) fegato e 15 ng/g milza)
Funzioni
Potenzia l’azione dell’insulina (?)
1980 - Isolato un oligopeptide (PM 1500)– cromodulina – in grado di legare 4
atomi di Cr in un sito tetranucleare ad alta affinità non più dissociabile
si lega alla subunità beta del recettore dell’insulina e ne aumenta l’attività
tirosin-chinasica
Cr4-cromodulina: forma principale di Cr nelle urine
(aumenta dopo assunzione di carboidrati e zucchero)
Non è noto come viene regolato il livello di apocromodulina
Biochemical, Molecular, and Genetic Mechanisms
Characterization of the Organic Component of Low-MolecularWeight Chromium-Binding Substance and Its Binding of Chromium
This work should lead to further studies elucidating or eliminating a
potential role for LMWCr in treating the symptoms of type 2
diabetes and other conditions resulting from improper carbohydrate
and lipid metabolism.
J. Nutr. 141: 1225–1232, 2011.
Non si è in grado di determinare lo stato
di un individuo rispetto al Cr
Per cui non è chiaro se eventuali benefici siano dovuti a possibile carenza
RISULTATI CONTRADDITORI di STUDI su
- Animali
- Persone sane
- Donne in gravidanza
- Persone a rischio o in presenza di diabete
Studi in vivo per valutare l’effetto sul controllo della glicemia in persone a
rischio (nessun effetto) o per un intervento nel diabete di tipo 2 (risultati
inconclusivi).
Vopr Pitan. 2013;82(3):30-6.
[Clinical assessment of dietary correction of metabolic syndrome by using specialized food product
enriched with chrome].
Dashkevich OV, Nizov AA, Lapkin MM, Trutneva EA, Abramova LS, Petrukhanova AV.
Abstract
Effectiveness of Laminaria jam enriched with chromium has been investigated in ambulatory patients
with metabolic syndrome. 50 patients ranging in age from 30 to 65 years (mean age 53.4 +/- 7.5) were
under observation during 6 months. 30 patients from comparison group were given recommendations on
modeling of lifestyle (diet, reduced and controlled dosed physical loading) and they received medical
treatment. Main group of patients (20 people) in addition received dietary product--Laminaria jam, enriched
with chromium, which daily dose (20 g) contain 280 microg of iodine and 66 microg of chromium. In both
groups declines of overweight, improving clinical and laboratory parameters, adaptive organism reserves and
quality of life has been registered. Patients from the main group referred good organoleptic properties of
dietary product, it was well tolerated by patients without causing unwanted side effects. After 6 months of a
dietary correction mean relative body mass reduction in the main group amounted to 5.0% while in the
comparison group--3.0%. Positive dynamics of the circumference of the waist in patients accounted for 5.9%
in main group and 3.1% in comparison group. Systolic and diastolic blood pressure decreased in the main
group, an average of 20.5 and 24.2%; in the comparison group--10.5 and 13.3% respectively. The average
reduction in LDL-C reached 28.3% in the main group and 18.3% in the comparison group. Triglyceride levels
decrease was an average of 18.9% in the studied group, that was significantly higher than in the control
group (3.7%). The dynamics of OGTT in main group amounted to 13.1% while in the comparison group-8.6%. Differences between group indices were statistically significant for most of the variables. The inclusion
of the dietary product in a range of therapeutic and preventive activities under metabolic syndrome has been
shown to improve clinical and metabolic indicators (body mass, arterial pressure, lipid and
carbohydrate metabolism parameters) compared with standard therapy.
Contenuto negli alimenti
Particolare attenzione per evitare inquinamento (aria, acciaio inox, …)
Frutta secca (datteri, albicocche) 80 mg/100 g
Frutta secca oleosa
1,2-12 mg/100 g
Legumi
9-23 mg/100 g
Carni suine fino a
40 mg/100 g (prodotti affumicati)
Manzo
23 mg/100 g
Gamberetti
2 mg/100 g
Cozze
30 mg/100 g
Cacao in polvere
173 mg/100 g
Foglie di tè
335 mg/100 g
Fonti nella dieta
Verdura e ortaggi
24%
Cereali e derivati
20%
Frutta
14%
Carne e derivati, pesce e prodotti della pesca, uova 6%
Latte e derivati
5%
Supplementi
Complessi organici del Cr
Cr-picolinato3 - forma più assorbita rispetto al Cr alimentare (stabile al pH
gastrico ed assorbita come tale)
Cr-dinicotinato
Cr-citrato
Cr- ammino acidi (Cys, Glu, Phe, His)
Sale cloruro Cr-Cl3
poco assorbito ma forma potenzialmente meno dannosa
1. Supplementazione negli sportivi
Motivazioni: uno studio del 1989 ha riportato che supplementi di cromo
picolinato (200 - 400 mg/die) inducono aumento della massa magra e
diminuzione della massa grassa.
- Effetto energetico in quanto favorirebbe la captazione di glucosio
- Effetto sulla crescita muscolare in quanto favorirebbe il trasporto
degli amino acidi nella cellula muscolare.
Per cui il cromo è stato visto come una alternativa agli steroidi con effetto
anabolizzante.
2. Supplementazione per perdita di peso
Potrebbe essere utile in regime di restrizione calorica, dieta con cibi altamente
raffinati, eccessiva introduzione di carboidrati, o aumento della escrezione
urinaria in esercizio estremo.
CAUTELA
Il cromo picolinato, usato nei supplementi, sembra essere assorbito in
maniera diversa dal cromo alimentare ed è incorporato come tale nella
cellula.
Il complesso cambia il potenziale redox del Cr+3, inerte, che viene ridotto dalla
vit C e dal glutatione.
Si forma un complesso con Cr+2 che può reagire con l’ossigeno e generare ROS.
Causa potenziale di cancro
Dosi sopra-fisiologiche tossiche come Cd, Hg, Pb
SELENIO
1817
1960
1973
scoperta dell’elemento dal chimico svedese Berzelius
(da Selene dea greca della luna)
micronutriente essenziale della dieta
-Se nella GSH perossidasi
Interesse per la comunità pubblica e per la ricerca
Protezione da danno ossidativo ed invecchiamento
Prevenzione da cancro
Ruolo nella riproduzione (maschile)
Protezione negli animali da forme di distrofia muscolare
Tossicità
Aspetti biochimici e molecolari particolari
O, S, Se: stessa famiglia nella tavola periodica
abbondanza nella crosta terrestre:
Selenio 4 ordini di grandezza inferiore rispetto allo zolfo
Uomo: Selenio 10-20 mg
Zolfo 140 g
Forma inorganica
selenuro (-2) SeH-
intermedio metabolico
selenito (+4) SeO32- suolo, integratori
selenato (+6) SeO42- addizionato fertilizzanti
Forma organica
selenometionina Se-Met
selenocisteina - Se-Cys (SeC) forma funzionale presente soltanto in
proteine del regno animale
COO–
21° amminoacido
–C–H
codice 3 lettere SeC
+H N
3
CH2SeH
codice 1 lettera U
- implicata in reazioni redox
- funziona da centro catalitico
-Se più acido dello S e S più acido dell’O
Dipende dalla massa più grande: Se > S > O
a pH fisiologico il Se è ionizzato
-OH della serina
non dissocia
-SH della cisteina
pKa ~ 8,5
COO–
COO–
+H N
3
–C–H
CH2OH
- SeH della SeC
pKa ~ 5,2
COO–
+H N
3
–C–H
CH2SH
+H N
3
–C–H
CH2Se-
Enzimi omologhi (lieviti, piante) con Cys al posto di SeC hanno
minore efficienza catalitica
Selenoproteine - contengono SeC
Identificate nel genoma 25 Se proteine,
funzione per lo più non nota
glutatione perossidasi - difesa da ROS e perossidi
tioredossina reduttasi - riduzione dei tioli proteici
iodiotironina deiodinasi - rimozione di I da ormoni tiroidei
selenoproteina P - trasporto plasmatico del Se, antiossidante
selenofosfato sintetasi - formazione di SeC dalla serina
DIFESA DAL DANNO OSSIDATIVO
Glutatione perossidasi (GPx):
Glutatione ridotto – GSH gGlu-CysSH-Gly – Forma funzionale
NADPH
G6P
deidrogenasi
H2O
GS-SG
glutatione
reduttasi (FAD)
NADP+
glutatione
perossidasi
O2.-
2 GSH
H2O2
ROOH
via dei pentosi-P
glutatione reduttasi eritrocitaria
valutazione stato nutrizionale vit B2
perossidazione lipidica
ossidazione proteine
danno a membrane,
funzionalità enzimatica
GPx-1 citosolica (eritrocitaria) ha una relazione lineare con la quantità di Se ed
è usata quale marcatore biochimico dello stato nutrizionale
GPx-2 epitelio del tratto gastrointestinale, incluso esofago con protezione dai
perossidi lipidici alimentari, importante antiossidante nel colon (difesa dal
cancro del colon)
GPx-3 extracellulare, nel plasma (20% Se plasmatico totale) marcatore
biochimico dello stato nutrizionale
GPx-4 o PHGPx (fosfolipide idroperossido GPx) membrana (sistema nervoso,
riproduttivo, cuore) ed LDL - sinergica con vit E
Spermatidi GPx-4 funzione enzimatica
spermatozoi: più alta concentrazione in Se di tutti i tessuti
diventa inattiva ed acquista un ruolo strutturale nella capsula
mitocondriale
carenza altera la mobilità e può indurre sterilità
Tioredossina reduttasi: mantiene ambiente ridotto tramite NADPH
- Rigenera antiossidanti (Vit C, GSH)
- Mantiene proteine (fattori di trascrizione) nello stato ridotto
agendo sui gruppi sulfidrilici -S-S- 2 -SH
Regola la trascrizione: espressione genica, proliferazione cellulare
- Tioredossina (Trx) proteina substrato specifico
dà gli equivalenti di riduzione alla ribonucleotide reduttasi
NADPH
GSSG
NADP+
Vit C
tioredossina reduttasi (Trx-R)
GSH
DHA
NADP+
glutatione reduttasi
GSSG
Trxox
Trxrid
Trxrid
NADPH
via dei pentosi-P
nucleo
Iodiotironina 5’-deiodinasi
enzimi di membrana (plasmatica, R.E.) espressi in numerosi tessuti
metabolismo degli ormoni tiroidei;
Tipo 1
T4 T3 (3,5,3’)
tiroide, fegato, rene, per esporto nel plasma
INOLTRE nella tiroide: carenza di Se favorisce danno tissutale forse per
alterazione TrxR e GPX con stress ossidativo da H2O2 prodotto per ossidare e
legare lo ITiroide esprime 11 Se-proteine, numero alto forse collegato alla elevata
produzione di H2O2
selenoproteina P (SelP) plasmatica sintetizzata dal fegato
60% del Se plasmatico (10 Se/proteina)
- trasporto del Se
- antiossidante a livello endoteliale
marcatore biochimico dello status di Se
selenoproteina W (SelW) (da white muscle disease) nel muscolo cardiaco e
scheletrico - ruolo non chiarito, antiossidante?
selenoproteina N (SelN)
- nel R.E. - sviluppo muscolare
selenoproteina I (SelI)
- sintesi fosfolipidi (per legare etanolamina)
selenoproteina R (SelR)
- metioninasulfossido reduttasi
selenoproteina H (SelH)
- nucleare - fattore trascrizione?
selenoproteina S (SelS)
- nel R.E. - rimozione proteine con errata
conformazione
Sel15, SelK, Sel M, Sel T - nel R.E. funzione ?
Sel O - in numerosi organi, funzione ?
SelV - solo nel testicolo, funzione ?
attività antiossidante
protezione malattie cardiovascolari
funzione degli ormoni tiroidei
fertilità
anticancro
prevenzione cancro della prostata, colon, polmoni
funzione immune
proliferazione e risposta linfociti T, protezione da infezione virale,
risposta infiammatoria
asma, artrite
Gp4x regola attività cicloossigenasi e lipossigenasi e sintesi Leucotrieni e
Prostaglandine
Malattie da Carenza: richiedono fattori addizionali
Malattia di Keshan, descritta nella regione di Keshan, Cina. Cardiopatia
endemica che colpisce soprattutto bambini e donne in età fertile per
aumentata virulenza di un virus Coxsackie (CVB3).
Eliminata negli anni 70 da campagna di supplementazione
Malattia di Kashin-Beck, Tibet, Nord Cina. Alterata crescita cartilagine, che
compare nell’adolescenza. Il Se da solo non efficace; altri fattori, quali carenze
di altri minerali tra cui iodio, micotossine
Dolori e debolezza muscolare, descritta in pazienti in nutrizione parenterale
(white muscle disease descritta in pecore allevate in aree rurali con bassi livelli
di selenio)
Cretinismo accompagnato da ingrossamento della tiroide (Zaire) per
contemporanea carenza di I e Se
Possibili alterazioni da moderata carenza in Se
alterazione dell’attività antiossidante
alterazione delle condizioni neurologiche (malattie di Alzheimer e
Parkinsons)
alterazione della risposta immune ed aumentato rischio di infezione
analogamente agli altri micronutrienti
aumentato rischio di cancro
miopatia
alterazione funzionalità tiroide
