Minerales Esenciales Y Adaptación Metabólica De Las Células Inmunes Parte 2

3.2.3. Macrófagos

En estados metabólicos obesos, los macrófagos constituyen hasta el 40 por ciento de las células vasculares del estroma en el tejido adiposo [68]. Los macrófagos del tejido adiposo abarcan células residentes y transitorias reclutadas a través de MCP-1 y, a veces, se designan como Me debido a las diferencias en los marcadores de superficie [69]. En el estado de reposo, los macrófagos utilizan la energía producida por la fosforilación oxidativa y cambian abruptamente a la glucólisis cuando entran en el estado proinflamatorio M1-activado (CD11b plus, F4/80 plus y CD11c plus) a través de la señalización de IFN o LPS. .

Su activación depende de la misma IKK- implicada en la fisiopatología de la resistencia a la insulina, y da como resultado la secreción mediada por PPAR de IL-1 , TNF- , IL-6, IL-12 y IL-23. A nivel bioquímico, la polarización M1 da como resultado la acumulación de succinato y malato [70] debido a que el ciclo de Krebs se rompe a nivel de isocitrato deshidrogenasa y succinato deshidrogenasa [71]. Esto permite el cambio de citrato hacia la síntesis de ácidos grasos y prostaglandinas, la acumulación de succinato y la activación de la derivación de arginosuccinato hacia la producción de malato y óxido nítrico.

Los macrófagos M2 activados alternativamente (CD206 más CD301 más) participan en la resolución de la inflamación a través de la secreción de IL-10, IL-4, IL-13 y TGF- que está fuertemente influenciada por el tejido adiposo. eosinófilos tisulares y células T reguladoras. Tanto la IL-4 como la IL-10 son dos citoquinas supresoras que se vuelven más abundantes en el tejido de la mucosa intestinal debido a la exposición a helmintos y productos microbianos derivados de la microflora intestinal, respectivamente [72].

Existe una estrecha relación entre las células vasculares del estroma y la inmunidad. Las células vasculares del estroma desempeñan un papel importante en la íntima vascular, incluido el mantenimiento de la estructura y la función vascular, la regulación de la vasoconstricción y la dilatación, la regulación del flujo sanguíneo y el mantenimiento de la barrera endotelial. Además, las células vasculares del estroma también están implicadas en la modulación y regulación de las respuestas inmunitarias.

Específicamente, las células vasculares del estroma pueden regular el grado de respuesta inmunitaria activando o inhibiendo la función de las células inmunitarias. Por ejemplo, las células vasculares del estroma pueden afectar la activación y proliferación de células T y células B mediante la secreción de citocinas, la presentación de antígenos y la expresión de moléculas coestimuladoras, regulando así la intensidad y la dirección de las respuestas inmunitarias. Además, las células vasculares del estroma también pueden participar en la regulación de las respuestas inflamatorias y desempeñar un papel en la reparación de lesiones y la regeneración de tejidos.

En conclusión, las células vasculares del estroma juegan un papel indispensable en la respuesta inmune, afectan el grado y el efecto de la respuesta inmune al regular la función de las células inmunes y también participan en procesos importantes como la reparación y regeneración de tejidos. Por lo tanto, debemos prestar mucha atención a la mejora de nuestra inmunidad. Cistanche tiene un efecto significativo en la mejora de la inmunidad. La ceniza de carne contiene una variedad de ingredientes biológicamente activos, como polisacáridos, dos hongos y huangli, etc. Estos ingredientes pueden estimular el sistema inmunológico. Varios tipos de células, aumentan su actividad inmunológica.

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3.2.4. Células dendríticas

Las células dendríticas vinculan la inmunidad innata y adaptativa al presentar antígenos a los receptores de células T. Inducen un entorno proinflamatorio al producir IL-6 y señalización de reclutamiento de macrófagos. Al igual que otras células innatas (las células dendríticas se diferencian de los monocitos al igual que los macrófagos), la activación de las células dendríticas depende de manera crítica de la glucólisis [73].

3.2.5. Células asesinas naturales NK CD56 plus

Las células NK activadas mantienen perfiles bioenergéticos similares a los de las células Th1 y dependen predominantemente de la glucólisis y la glutaminólisis para el suministro de energía. Al igual que otras células inmunitarias innatas descritas anteriormente, las respuestas NK son rápidas e inespecíficas. Los cambios observados a un nivel metabólico más alto tras la activación de las células inmunitarias innatas son necesarios para la secreción de IFN- y la citotoxicidad directa. La glucólisis aumenta al regular la expresión del transportador inverso de ácido cítrico y ácido málico SLC25A1 y ACLY15 a través de la señalización SREBP [74].

3.2.6. Células B CD19 más

Las células B son el componente linfocitario de la inmunidad adaptativa que produce inmunoglobulinas contra antígenos familiares. Su activación fenotípica en el tejido adiposo promueve la quimiotaxis de neutrófilos, células T y monocitos. Estas células son algo únicas porque utilizan la glucólisis y la glutaminólisis en todos los estados de reposo y maduración [75]. La acumulación de células B generalmente precede a la acumulación de células T en los trastornos metabólicos y promueve la activación proinflamatoria de las células T [68].

3.2.7. Células T CD3 más CD8 más (Citotóxico)

Estas células constituyen una población de células de inmunidad adquirida y su abundancia aumenta en estados metabólicamente desventajosos. Los requerimientos energéticos de estas células se mantienen tras la activación por glucólisis y glutaminólisis [70].

3.2.8. Células T CD3 más CD4 más (ayudante)

Las células T colaboradoras interactúan con las células presentadoras de antígenos, como las células dendríticas, los macrófagos y las células B, para modular el estado inflamatorio del tejido diana. La maduración de estas células ocurre en el timo y conduce a la amplificación de varias subclases diferentes de células T que difieren en sus marcadores de superficie y perfiles de citoquinas, como se resume a continuación [76].

Las células Th1 se diferencian a través de la señalización proinflamatoria de IL-12 e IFN- para liberar IFN- y TNF- proinflamatorios. Su perfil bioenergético depende de la glucólisis y la glutaminólisis tras la activación.

Las células Th2 se diferencian a través de la señalización de IL-4 para secretar aún más IL-4 (crítica para la supervivencia de los linfocitos de tipo B), IL-5, IL-10 e IL -13. Th2 y la mayoría de las células auxiliares T que se describen a continuación mantienen el suministro de energía a través de la glucólisis y la preservación parcial de la fosforilación oxidativa.

Las células Th9 se diferencian a través de la señalización de IL-4 y TGF- para liberar IL-9.

Las células Th17 se diferencian a través de la señalización de IL-1, IL-6, IL-23 y TGF- para liberar IL-17 en el control de infecciones patógenas y autoinmunidad, así como una serie de citocinas IL-21/26. Curiosamente, los niveles altos de glucosa conducen a una diferenciación y estimulación excesivas de las células Th17 y provocan inflamación en el huésped [77].

Las células Th22 se diferencian a través de la señalización de IL-6 y TNF- para liberar IL-22.

Las células reguladoras Treg (CD3 más CD4 más FOXP3 más) se diferencian a través de la señalización de IL-2 y TGF- para liberar IL-10 y TGF-. El primero mantiene la función inmunosupresora de las Tregs. El perfil bioenergético de las T reg es similar al de las células T vírgenes y se sustenta principalmente en la oxidación de ácidos grasos y la fosforilación oxidativa [76].

4. Influencia de los minerales esenciales en los resultados inmunológicos

Los nutrientes ejercen su papel en la inmunidad innata y la inflamación en dos puntos de control principales: (i) el tejido linfoide asociado al intestino en el tracto intestinal, y (ii) la comunicación cruzada y la señalización de las células inmunitarias en los diferentes tejidos del huésped. El estado nutricional inadecuado causado por la desnutrición, la dieta poco saludable y los trastornos asociados con la pérdida o incapacidad de los nutrientes esenciales conduce a deficiencias nutricionales que pueden afectar directamente el estado inmunológico e inflamatorio del cuerpo. Las interacciones entre los nutrientes dentro de los alimentos y las dietas agregan un nivel de complejidad a los resultados inmunológicos esperados. Esto es especialmente evidente a nivel de macronutrientes a través de la existencia de sistemas de apetito específicos de nutrientes para proteínas, carbohidratos y grasas [78]. En muchos animales, el apetito prioriza las proteínas para el éxito reproductivo y los carbohidratos para la longevidad [79], y la ingesta total de alimentos aumenta a medida que disminuyen las concentraciones de nutrientes en los alimentos debido a la alimentación compensatoria de estos macronutrientes [80]. Como tal, la ingesta total de energía es más alta en dietas con bajo contenido de proteínas y/o carbohidratos [81], y esta discrepancia obvia puede ser la base de muchos trastornos metabólicos del estilo de vida.

Si bien puede existir un comportamiento de búsqueda similar para al menos dos macronutrientes, sodio y calcio, los micronutrientes restantes se mantienen dentro de límites saludables mediante la ingesta continua de la variedad de alimentos disponibles. Los minerales esenciales forman un subgrupo de estos micronutrientes con grandes implicaciones para la salud inmunológica. Estos incluyen calcio (Ca), fósforo (P), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), cloruro (Cl), azufre (S) y minerales traza: hierro (Fe), zinc ( Zn), cobre (Cu), manganeso (Mn), selenio (Se), yodo (I), molibdeno (Mo) y posiblemente cromo trivalente (Cr) y flúor (F). Los minerales juegan un papel vital en el mantenimiento de la integridad de varios procesos fisiológicos y metabólicos que ocurren dentro de los tejidos vivos. Sus efectos reguladores sobre la función inmunológica se han definido hasta cierto punto, y se ha informado que niveles inadecuados de minerales alteran la competencia inmunológica en humanos [82].

Una dieta equilibrada y diversa puede aportar todos los minerales esenciales para el cuerpo [83], ya sea a base de alimentos naturales o fortificados, pero los estilos de vida modernos, los patrones dietéticos y el sistema de producción agrícola han cambiado este equilibrio hacia insuficiencias comunes en algunos minerales ( Tabla 1). Los datos de EE. UU. basados ​​en las Encuestas Nacionales de Examen de Salud y Nutrición (NHANES, por sus siglas en inglés) respaldaron insuficiencias de micronutrientes prominentes en la población de EE. UU., con un enfoque particular en el calcio, el potasio, el magnesio y el hierro [84,85]. En las dietas occidentales, las deficiencias graves ocurren solo cuando los minerales no se obtienen en cantidades suficientes o no se absorben de la dieta debido a la formulación química inaccesible o trastornos de malabsorción del tracto gastrointestinal, especialmente en pacientes con nutrición parenteral, ancianos y niños con enfermedades congénitas. errores del metabolismo que requieren dietas muy especializadas. Esto contrasta con muchos países en desarrollo donde la variedad de opciones de alimentos es limitada, el riesgo de desnutrición económica es alto y las dietas veganas están más extendidas [86]. Las personas que mantienen una dieta vegetariana pueden requerir hasta un 50 por ciento más de minerales en la dieta debido a los fitatos vegetales consumidos. Las insuficiencias, sin embargo, son bastante comunes en todo el mundo, y la escasez crítica de minerales con efectos inmunológicos se describe con más detalle a continuación.

4.1. Calcio

El calcio es de vital importancia para la salud de los huesos y los dientes, la contracción y relajación de los músculos, el funcionamiento de los nervios, la coagulación de la sangre, la regulación de la presión arterial y la salud del sistema inmunitario. El calcio está estrechamente regulado y rara vez varía de niveles fisiológicos de 8,8 a 10,4 mg/dl en suero (4,7 a 5,2 mg/dl si está ionizado) [87]. El calcio se une a los ácidos biliares y ácidos grasos para formar complejos insolubles que protegen las células intestinales del intestino y mantienen la integridad inmunológica del intestino, en parte al suprimir la proliferación celular al promover la diferenciación o apoptosis [88]. El calcio no solo facilita la activación de las células T, sino que también modula los cambios metabólicos distintivos que surgen en diferentes subconjuntos de células T y etapas de desarrollo. La entrada de calcio es defectuosa y la salida de calcio aumenta en las células T con deficiencia de autofagia, lo que conduce a una disminución del nivel de activación de los linfocitos [89].

4.2. Potasio

El potasio es un electrolito sistémico que apoya la transmisión nerviosa, la contracción muscular, el equilibrio hídrico y la producción de energía. Históricamente, el potasio se usaba para tratar los síntomas de la tos crónica como expectorante de moco y se espera que tenga efectos similares en otras superficies mucosas, incluida la secreción gástrica y la síntesis de tejido gastrointestinal [90]. Los valores normales de potasio sérico están en el rango de 3.5 a 5 mmol/L. El potasio equilibra los efectos del sodio sobre el sistema inmunitario innato en parte al inhibir el inflamasoma NLRC4 [91]. En los casos de resistencia a la insulina, el cuerpo entra en un estado catabólico que suprime el sistema inmunitario adaptativo dependiente de los linfocitos T e impulsa la inflamación en un intento continuo de reparar los tejidos dañados, mientras que es incapaz de completar la secuencia inmunitaria. La bomba de sodio/potasio es fundamental para la integridad iónica del linfocito en condiciones de resistencia a la insulina y reservas de potasio agotadas, lo que impide que el linfocito continúe con su ciclo [92].

4.3. Magnesio

El magnesio se encuentra en el tejido óseo sano, este elemento también apoya la contracción muscular, la transmisión nerviosa, la salud del sistema inmunológico, así como la producción de energía celular y la síntesis de proteínas. Los niveles normales de magnesio sérico están entre 1,8 y 2,2 mg/dl [93]. El magnesio actúa como cofactor para la activación enzimática en múltiples vías bioquímicas como la glucólisis y el ciclo de Krebs. Es un cofactor para la síntesis de inmunoglobulina, convertasa C 03, citólisis dependiente de anticuerpos, adherencia de células inmunitarias, unión de linfocitos IgM, respuesta de macrófagos a linfocinas y adherencia de células T o B [94].

4.4. Hierro

El hierro es una parte crítica de la hemoglobina de los glóbulos rojos que asegura la transferencia de oxígeno y contribuye al metabolismo energético en todos los tejidos como medio de transferencia de electrones. El hierro también es una parte integrada de muchos sistemas enzimáticos que regulan la regulación/proliferación celular, la síntesis de ADN y el transporte de electrones en la mitocondria. El hierro se diferencia de otros minerales corporales por la ausencia de cualquier proceso fisiológico de excreción. El rango de valores normales es de 60 a 170 µg/dL [95]. El hierro es algo único porque participa en la inmunidad nutricional, una retirada activa de hierro de la circulación en respuesta a la infección [96].

El hierro es proinflamatorio tanto en los macrófagos como en los neutrófilos cuando está presente en exceso y no se almacena adecuadamente dentro de la ferritina, lo que fortalece la eliminación de patógenos a expensas de niveles más altos de inflamación tisular [97]. El hierro también promueve selectivamente la diferenciación y la actividad de las células Th2 sobre Th1 a través de la señalización INF-, y también contribuye a la modulación de Treg debido al desequilibrio en el receptor de transferrina CD71, una proteína de captación de hierro [98]. El efecto opuesto se observa en las células B, donde el hierro promueve la proliferación [99]. Sin embargo, aguas abajo de la señalización de las células inmunitarias, la deficiencia de hierro condujo a la regulación negativa de las respuestas de anticuerpos [100].

4.5. Otros minerales principales (fósforo, sodio, cloruro, azufre)

Actualmente, no existen carencias críticas en este grupo de minerales siempre y cuando se mantenga una dieta balanceada en la población objetivo. Aparte de la participación obvia en la señalización celular y el metabolismo energético, las interacciones entre el fósforo y el sistema inmunológico son inconsistentes. Del mismo modo, a pesar de que el sodio puede amplificar las respuestas inflamatorias de los macrófagos y las células T, la evidencia traslacional de los efectos de la sal en la dieta sobre la inmunidad humana es escasa [101]. El cloruro, el anión más abundante en humanos, se acumula activamente en el espacio intracelular de las células mieloides, como los neutrófilos y los macrófagos, y reacciona con el peróxido de hidrógeno a través del ácido hipocloroso del fagolisosoma para producir el ácido hipocloroso defensivo [102].

El azufre se obtiene de la dieta principalmente en forma de aminoácidos azufrados y contribuye a la regulación de la salud inmunológica a través de metabolitos como el glutatión, la homocisteína y la taurina. El glutatión es la principal forma de almacenamiento de azufre en el cuerpo, ya que ni la cisteína ni la metionina se almacenan, y cualquier exceso se oxida fácilmente a sulfato y se excreta en la orina, a menudo en forma de metabolitos de fase II de farmacóforos dietéticos [103]. El azufre también contribuye a la salud inmunológica con la producción de sulfuro de hidrógeno tisular y colónico (microbiota) que disminuye la gravedad de varias enfermedades inmunomediadas [104], pero puede ser perjudicial en la patogenia de enfermedades infecciosas como la tuberculosis [105].

4.6. Otros minerales traza (zinc, cobre, selenio, manganeso)

La deficiencia de minerales traza no se observa comúnmente en las regiones desarrolladas, a menos que esté asociada con el envejecimiento y los trastornos crónicos. Los pacientes con una forma adquirida de deficiencia generalmente no pueden mantener la ingesta, absorber, metabolizar o excretar el mineral de manera eficiente. Sin embargo, la evaluación precisa del estado mineral es un desafío porque las mediciones comúnmente utilizadas en la clínica no reflejan directamente el estado mineral en los tejidos objetivo donde los minerales tienden a acumularse [106]. Aunque las dietas saludables tienden a costar más, se hace cada vez más evidente que muchas insuficiencias nutricionales se deben a la preferencia del consumidor por dietas bajas en nutrientes y de alta densidad energética al mismo precio [107]. Junto con una disminución dramática en el consumo de vísceras que históricamente sirvieron como una buena fuente de minerales para una población omnívora [108], aún se pueden esperar deficiencias de minerales traza seleccionados. Los riesgos nutricionales de las insuficiencias de minerales traza incluyen la falta de consumo de carne, el exceso de fitatos en la dieta (legumbres, semillas, granos integrales) u oxalatos (acedera, espinaca, okra, nueces y té). El deterioro de la absorción gastrointestinal debido a enfermedades gastrointestinales y metabólicas crónicas generalmente se manifiesta por la redistribución de las reservas de minerales corporales lejos del epitelio en el intestino y la piel, lo que permite un aumento de los trastornos autoinmunitarios asociados con estos tejidos [109].

Entre los minerales traza analizados, el zinc se destaca por su requerimiento de varias clases de enzimas catalíticas, como las metaloproteinasas de matriz, la alcohol deshidrogenasa hepática, la anhidrasa carbónica y las proteínas transcripcionales con dedos de zinc. El zinc es fundamental para la salud reproductiva [110] y el sistema inmunitario, donde tiene un efecto significativo en el funcionamiento normal de los macrófagos, los neutrófilos, las células asesinas naturales y la actividad del complemento, pero no puede almacenarse en el cuerpo y debe reponerse continuamente [109]. La insuficiencia de zinc es un factor de riesgo para la integridad de la barrera epitelial, tanto en la piel, el intestino (diarrea) y los pulmones (infecciones virales). Los efectos inmunitarios están mediados en parte por la activación y maduración incorrectas de las células T y B, y una proporción desequilibrada sesgada en la dirección de los fenotipos proinflamatorios Th1 y Th17 [111]. El aumento del reclutamiento de zinc en las células inmunitarias activadas y lejos de la circulación sanguínea y los tejidos epiteliales puede ser esencial para garantizar la transcripción y traducción de las proteínas de fase aguda, pero agota aún más las reservas disponibles [112].

El cobre es un cofactor de la citocromo c oxidasa, la enzima terminal en la cadena de transporte de electrones que es fundamental para la fosforilación oxidativa. Esto determina la aplicabilidad del cobre para el buen funcionamiento de los órganos y los procesos metabólicos, la estimulación del sistema inmunitario para combatir infecciones y la reparación de tejidos lesionados [113]. Su relevancia para el sistema inmunitario está mediada por el metabolismo del hierro y las proteínas, ya que la ceruloplasmina que contiene cobre es un importante componente antioxidante de la ferroxidasa, la superóxido dismutasa de los eritrocitos y la diaminooxidasa [114]. Las deficiencias de cobre se asocian con una proliferación deficiente de los linfocitos T, una menor producción de IL-2 y una menor actividad de los fagocitos, los linfocitos B y las células asesinas naturales [115]. En presencia de inflamación, las concentraciones plasmáticas de cobre y ceruloplasmina aumentan, lo que da como resultado una mayor protección contra patógenos y radicales de oxígeno.

La relación entre los minerales traza restantes y la función inmunológica está menos documentada en humanos. El selenio forma parte de los sistemas enzimáticos glutatión peroxidasa y yodotironina desyodasa, y los niveles de selenio en plasma se correlacionan con los recuentos de CD4 plus y la diferenciación de las células T CD4 plus en células Th1 [116]. El manganeso es un cofactor de varias proteínas, incluida la superóxido dismutasa [117]. El yodo (síntesis de hormonas tiroideas), el molibdeno (bioenergética mitocondrial), el cromo (metabolismo de glucosa y lípidos) y el flúor (salud ósea) pueden tener efectos sobre la salud inmunológica, pero estos no están bien definidos. De interés crítico, tanto el zinc como el cobre son ejemplos clásicos de micronutrientes que sufren alteraciones espaciotemporales en los tejidos durante el inicio y la resolución del proceso inflamatorio [118]. El aumento del reclutamiento de zinc y cobre en las células inmunitarias en el momento de la infección o la activación inmunitaria fortalece las defensas del huésped contra los patógenos por toxicidad directa, así como aumentos indirectos en la formación de radicales libres y la activación de las enzimas centrales en el metabolismo celular [119]. La evidencia emergente reciente sugiere que otros oligoelementos como el selenio, el manganeso o el molibdeno pueden participar en procesos similares y expresar aumentos transitorios similares en las células inmunitarias activadas [120].

5. Cambios en el Contenido Mineral de los Alimentos

La domesticación de los cultivos resultó en pérdidas significativas de biodiversidad (paquete de cultivos), carbohidratos complejos, micronutrientes y fibra dietética en las dietas modernas [20]. La capacidad limitada para absorber, almacenar y metabolizar estos nutrientes debido a los impactos ambientales o del suelo, las condiciones socioeconómicas y el estado de salud pueden conducir aún más al desarrollo de deficiencias múltiples de minerales en las poblaciones susceptibles [121]. Si bien las estrategias de fortificación de alimentos ciertamente ayudan con las deficiencias más comúnmente identificadas (hierro, zinc, yodo), se pierden oportunidades importantes para abordar la desnutrición de minerales múltiples al enfocarse en alimentos individuales para nutrientes individuales [21].

5.1. Producción Agrocultural de Alimentos

Los valores nutricionales de los alimentos vegetales y animales cambiaron durante los eventos de crianza y domesticación selectiva en todo el mundo. La densidad energética de los alimentos cotidianos en forma de mayor retención de calorías ha aumentado drásticamente tanto en las plantas (acumulación de carbohidratos a expensas del contenido de proteínas y minerales [122]) como en los animales (acumulación de grasas saturadas y colesterol a expensas de las grasas no saturadas). y minerales [123]).

Los avances tecnológicos que permiten la producción de azúcares y aceites refinados también aumentaron la alta densidad energética de los alimentos procesados, pero aportaron cantidades insignificantes de micronutrientes a las dietas humanas. Esta transición formó una dieta moderna rica en energía en la que la energía alimentaria total se deriva del 51,8 % de carbohidratos, el 32,8 % de grasas y el 15,4 % de proteínas [124]. Finalmente, las vísceras densas y nutritivas (vísceras) como el hígado, el corazón, los riñones, el cerebro, los callos, el intestino y las mollejas (timo y páncreas) han desaparecido de muchas dietas modernas [108]. Estos tejidos suelen contener mayores cantidades de minerales que los músculos esqueléticos, como se muestra tanto en la carne de vacuno [125] como en el cordero [126].

Se dispone de información limitada para estimar la contribución de los diferentes grupos de alimentos a la ingesta de minerales a nivel poblacional. Para algunos minerales seleccionados como fósforo, potasio, magnesio, zinc, cobre y manganeso, los datos más antiguos de los hogares británicos sugirieron que el total de alimentos vegetales y frutas y verduras contribuyeron a las dietas diarias con un 37 % y un 14 % de fósforo, un 60 % y 45 por ciento de potasio, 65 por ciento y 28 por ciento de magnesio, 36 por ciento y 11 por ciento de zinc, 61 por ciento y 24 por ciento de cobre, y 93 por ciento y 27 por ciento de manganeso, respectivamente [127]. Sin embargo, estas cifras se ven significativamente afectadas por disminuciones sistemáticas en el contenido de minerales de frutas y verduras, como se muestra en el Reino Unido (sodio, calcio, magnesio, cobre y hierro entre 1940 y 2019), EE. UU. (calcio, fósforo, cobre y hierro). hierro entre 1950 y 2009), Finlandia (potasio, manganeso, zinc y cobre entre 1970 y 2000), Australia (hierro y zinc entre 1980 y 2000) como se resume recientemente [21] (Tabla 2).

5.2. Biodisponibilidad, fortificación y pautas dietéticas

Un reciente aumento significativo en los alimentos alternativos a base de proteínas vegetales y de cultivo celular es otra incógnita en el estado de salud mineral de las poblaciones que consumen cantidades significativas de estos productos, ya que la mayoría de los minerales presentes en los alimentos animales y vegetales enteros existen en complejos biológicos que consisten en coenzimas y activadores de oligoelementos.

Esto impone restricciones adicionales en la absorción, la fortificación y la suplementación directa con micronutrientes, especialmente entre los bebés y niños que se desarrollan rápidamente [121]. Por estas razones, la fortificación de los alimentos con micronutrientes a menudo se realiza con yodo, hierro, así como vitaminas A y D, y varias vitaminas B (tiamina B1, riboflavina B2 y niacina B3). Además, un mayor acceso a alimentos nutritivos, incluidos productos enriquecidos con micronutrientes (especialmente para hierro, calcio, zinc y folato), respalda la adecuación de la dieta para la mayoría de las personas en las poblaciones en desarrollo [128]. Por beneficioso que sea, la suplementación con micronutrientes también conlleva un mayor riesgo para la salud o ningún beneficio adicional para la salud de ciertas poblaciones, como se muestra en entornos clínicos de países con una alta carga endémica de enfermedades infecciosas [129,130], o en varios metanálisis recientes realizados en países industrializados. países [131,132].

Los minerales en las matrices alimentarias se unen además a varios compuestos orgánicos e inorgánicos (multiformas) que afectan directamente su solubilidad, absorción y biodisponibilidad. El procesamiento de alimentos puede tener una influencia sustancial en la biodisponibilidad de minerales, tanto en la dirección de una pérdida o reducción irreversible, como más raramente en la dirección de una mayor absorción [133]. La localización y la actividad de los canales iónicos, las proteínas de transporte y la integridad epitelial en las áreas objetivo del tracto gastrointestinal también pueden modular significativamente la absorción de minerales por parte del huésped. En los casos en que la quelación de minerales en fitatos, polifenoles, taninos, lectinas, fibras dietéticas y proteínas impide su absorción en el intestino superior y mejora el suministro de estos minerales a la luz del colon, el microbioma intestinal puede proporcionar beneficios adicionales a través de la generación de -ácidos grasos de cadena, reducción del pH luminal (acidificación) y aumento de la solubilidad mineral [134]. Su evaluación en tejidos humanos que no sean líquidos biológicos es un desafío, ya que los niveles de minerales en suero y orina no reflejan con precisión el contenido de micronutrientes en los tejidos [82] (Tabla 3).

Obtener niveles más altos de minerales a partir de dietas variadas y de alimentos integrales para una persona sana sin trastornos gastrointestinales crónicos es bastante sencillo. Las opciones dietéticas preferidas generalmente se superponen con los alimentos propuestos para prevenir y promover la recuperación de los trastornos depresivos [135], incluidos los bivalvos (ostras, almejas o mejillones), las vísceras (hígado, bazo, riñones o corazón) y las verduras de hoja verde ( berros, espinacas, mostaza, nabo o acelgas). Como parte de un patrón dietético saludable, esta selección se alinea bien con las pautas actuales sobre el uso de alimentos ricos en nutrientes para cumplir con los requisitos diarios de nutrientes sin consumir calorías excesivas [136].

6. Conclusiones

No se puede pasar por alto la función crucial de los minerales en su aplicación a la salud metabólica e inmunológica. Esto es especialmente aplicable a los estados metabólicos y proinflamatorios crónicos que tardan en desarrollarse y resolverse. Los desarrollos recientes en nuestra comprensión de la absorción y biodisponibilidad específica de cada mineral, su abundancia en circulación y los tejidos objetivo representan una serie de avances importantes para descubrir la base nutricional de la ingesta de minerales y su aplicación a la salud humana. Sin embargo, nuestra comprensión de los entornos metabólicamente restrictivos de los tejidos inflamados, la dependencia crítica de la glucólisis aeróbica para suministrar energía a las células inmunitarias para realizar funciones inmunitarias y los flujos de minerales en los tejidos objetivo y de regreso a la circulación en apoyo de estos cambios siguen siendo muy fragmentados. .

La conexión entre los estados transitorios y permanentes de resistencia a la insulina asociados con la mayoría de los trastornos metabólicos e inmunitarios no se explora en gran medida, aunque existe conocimiento sobre la conexión entre la diabetes tipo I y una respuesta inmunitaria alterada [137]. Redistribución de flujos metabólicos durante la activación inmune prolongada de piruvato a lactato (fuera del ciclo TCA hacia la producción y biosíntesis de NADH), glutamina a piruvato (para compensar el primero) y citrato (para la síntesis adicional de ácidos grasos y especies de lípidos ) conducen a una regulación disfuncional de los programas metabólicos de desarrollo de las células inmunitarias. Los estudios futuros pueden descubrir que estos estados metabólicos definen un espectro más amplio de subpoblaciones celulares ejemplificadas por los extremos de macrófagos M1 y M2, y mediados tanto por las vías del inflamasoma (IL-1 ) como del no inflamasoma (TNF- ), así como un equilibrio entre la señalización de palmitato proinflamatorio (C16:0) ​​y palmitoleato antiinflamatorio (C16:1n7) [138]. Es interesante señalar que la inhibición de la enzima aspartato-aminotransferasa AST que desvía el ciclo TCA fragmentado es suficiente para promover la respiración mitocondrial, inhibe la producción de óxido nítrico e IL-6 y disminuye la polarización de los macrófagos M1 [139].

El cuidado nutricional exitoso de los resultados metabólicos e inmunológicos con minerales esenciales es un objetivo importante, ya que muchas deficiencias e insuficiencias de minerales son difíciles de diagnosticar y cuantificar. Estudios recientes realizados con varios minerales en el contexto de la resistencia a la insulina, la inflamación sistémica y la vacunación destacaron la necesidad de investigar más a fondo estas intervenciones en entornos clínicos [140] y enfatizaron el uso de multiformas más eficaces para mejorar la entrega de minerales a los tejidos objetivo [106 ]. En el futuro, la orientación precisa del estado mineral humano y su contribución a la salud general con intervenciones seleccionadas para los resultados fisiológicos deseados se puede utilizar para personalizar estrategias de nutrición que ayuden a controlar los trastornos de salud crónicos y promover una salud óptima.

Contribuciones de autor:

MA y SK concibió el estudio y describió el alcance del trabajo. MA y SK realizaron búsquedas bibliográficas y escribieron el manuscrito. JG investigó y organizó datos de tablas y figuras. Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Fondos:

Este trabajo fue apoyado en parte por los proyectos Hatch #1023927 (SK) del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA. MA fue apoyado en parte por la beca del Reino de Arabia Saudita de la Misión Cultural de la Embajada Real de Arabia Saudita (número de subvención 21032019).

Declaración de la Junta de Revisión Institucional:

No aplica.

Declaración de consentimiento informado:

No aplica.

Declaración de disponibilidad de datos:

No aplica.

Conflictos de interés:

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Referencias

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