Introduzione
Il molibdeno è un elemento chimico dal simbolo "Mo" e numero atomico 42 di notevole importanza nutrizionale.
Collocato nel gruppo dei sali minerali, in particolare degli oligoelementi, il molibdeno è dotato di un ruolo biologico a dir poco notevole.
Si tratta di un componente enzimatico estremamente importante, diffusissimo nei batteri ed indispensabile nel metabolismo cellulare degli eucarioti superiori.
Il molibdeno non può essere sintetizzato in maniera autonoma dall'organismo umano e, per questo, viene considerato un nutriente essenziale.
Le fonti nutrizionali primarie sono la carne di muscolo, il fegato e alcuni semi. Le razioni raccomandate sono più basse dell'assunzione media di molibdeno con la dieta.
La carenza è rara, ma porta a scompensi metabolici identificabili e correlati agli enzimi compromessi; anche l'eccesso è improbabile.
Ruolo Biologico
Molibdeno nei sistemi biologici
L'importanza del molibdeno nell'equilibrio dei sistemi biologici e dell'ecosistema è oggetto di numerosi studi. Un documento di ricerca del 2008 ha concluso che "la scarsità di molibdeno nei primi oceani della Terra potrebbe aver fortemente influenzato l'evoluzione della vita eucariotica, quindi anche di tutte le piante e gli animali (uomo compreso)".
Questo perché, come anticipato, il ruolo principale del molibdeno è quello di componente enzimatico in catalizzatori biologici molto importanti. Se ne conoscono almeno 50 in totale (aldeide ossidasi, solfito ossidasi e xantina ossidasi), appartenenti a batteri e cianobatteri (più numerosi), vegetali e animali.
Nella maggior parte delle tipologie di enzimi, il molibdeno è presente in forma Mo (VI) completamente ossidato, legato nella cosiddetta molibdoproteina, dando origine al cofattore molibdeno.
L'unica eccezione è costituita dagli enzimi nitrogenasi, che contengono Mo (III) o Mo (IV) e anche del ferro, in un cofattore chiamato ferro-molibdeno (FeMoco) – formula Fe7MoS9C.
Le nitrogenasi sono coinvolte nell'azotofissazione dei batteri e dei cianobatteri, intervenendo nella rottura del legame chimico dell'azoto molecolare atmosferico.
Le vastità delle reazioni catalizzate dagli enzimi contenenti molibdeno lo rendono un elemento essenziale per tutti gli organismi eucarioti superiori, compreso l'uomo.
Funzioni
Funzioni del molibdeno
Le funzioni del molibdeno sono strettamente legate al ruolo biologico dei molibdoenzimi.
Questi catalizzano l'ossidazione e talvolta la riduzione di alcune piccole molecole implicate nel processo di regolazione di azoto, zolfo e carbonio.
Nei mammiferi si conoscono quattro enzimi molibdeno-dipendenti, che ospitano tutti un cofattore a base di pterina (Moco) nel sito attivo: solfito ossidasi, xantina ossidoreduttasi, aldeide ossidasi e ammidossima reduttasi mitocondriale.
In alcuni animali e nell'uomo, un esempio tipico di funzione molibdoenzimatica è la cosiddetta ossidazione della xantina in acido urico, un processo di catabolismo delle purine mediata dalla xantina ossidasi.
L'attività della xantina ossidasi è direttamente proporzionale alla quantità di molibdeno nell'organismo, che influenza anche la sintesi proteica, il metabolismo e la crescita.
Il corpo umano "medio" contiene circa 0,07 mg di molibdeno per chilogrammo di peso corporeo (mg/kg), con concentrazioni più elevate nel fegato e nei reni, e più basse nelle vertebre del rachide. È anche presente nello smalto dei denti umani e può aiutare a prevenirne la carie.
Tuttavia, una concentrazione estremamente elevata di molibdeno può invertire questa tendenza ed agire come inibitore sia nel catabolismo delle purine che in altri processi.
Carenza
Carenza di molibdeno
Come anticipato, molibdeno è un oligoelemento dietetico essenziale; il suo deficit può dunque risultare problematico.
Per "carenza di molibdeno" si intende il deficit nutrizionale del minerale puro; sono esclusi i casi congeniti di carenza dei cofattori che lo contengono – i quali portano a conseguenze, oltre che metaboliche, anche neurologiche infauste per i neonati.
Le persone gravemente carenti di molibdeno mostrano un malfunzionamento degli enzimi solfito ossidasi e xantina ossidasi, risultando pertanto inclini a reazioni tossiche provocate dall'ingestione di solfiti con gli alimenti, ma anche all'accumulo di xantina e urati, loro precipitazione nelle urine e aumentata possibilità di calcolosi renale.
Come anticipato però, possono risultare influenzati negativamente dalla scarsa presenza di molibdeno anche l'attività della xantina ossidasi, la sintesi proteica, altre reazioni metaboliche e la crescita in generale.
Carenza di molibdeno nella nutrizione parenterale
La carenza di molibdeno è segnalata tra le conseguenze della nutrizione parenterale totale "non integrata" per lunghi periodi di tempo – come anche, per esempio, la carenza da cromo.
La carenza di molibdeno puro si manifesta con livelli ematici elevati di solfiti e urati, più o meno allo stesso modo della carenza di cofattore di molibdeno.
Presumibilmente a causa del maggior interesse per la popolazione adulta, le conseguenze neurologiche non sono così marcate come nei casi di carenza di cofattore congenito.
Carenza di molibdeno nel suolo e rischio di cancro all'esofago
Una bassa concentrazione nel suolo di molibdeno in una fascia geografica che spazia dalla Cina Settentrionale all'Iran ha provocato una carenza alimentare generale di molibdeno ed è associata ad un aumento dei tassi di cancro esofageo.
Rispetto agli Stati Uniti e all'Europa, che hanno una maggiore disponibilità di molibdeno nel suolo, le persone che vivono in quelle aree hanno un rischio circa 16 volte maggiore di carcinoma a cellule squamose esofagee.
Tossicità
Tossicità del molibdeno
Negli esseri umani non si conoscono casi di tossicità acuta da molibdeno nutrizionale.
La tossicità di questo minerale, infatti, dipende fortemente dallo stato chimico in cui si trova.
Solo per "alcuni" composti del molibdeno, studi effettuati sui ratti mostrano una dose letale mediana (LD50) che raggiunge i 180 mg / kg.
Nonostante i dati sulla sua tossicità nell'organismo umano siano sconosciuti, altri studi eseguiti sugli animali hanno dimostrato che l'ingestione cronica > 10 mg / die di molibdeno potrebbe causare diarrea, ritardo della crescita, infertilità, basso peso alla nascita e gotta; altri effetti hanno interessato polmoni, reni e fegato.
Il tungstato di sodio è un inibitore competitivo del molibdeno e il tungsteno alimentare riduce la concentrazione di molibdeno nei tessuti.
Eccesso di molibdeno e carenza di rame
Livelli elevati di molibdeno possono interferire con l'assorbimento del rame, provocando una carenza di rame riflessa.
Il molibdeno impedisce alle proteine plasmatiche di legarsi al rame e ne aumenta la quantità escreta nelle urine.
I ruminanti che consumano alti livelli di molibdeno soffrono di diarrea, crescita stentata, anemia e acromotrichia (perdita di pigmento del pelo). Questi sintomi possono essere alleviati con integratori di rame, sia dietetici che iniettabili.
L'effettiva carenza di rame può essere ulteriormente aggravata da un eccesso di zolfo.
Uso Terapeutico
La carenza di rame indotta dall'eccesso di molibdeno può essere indotta per scopi terapeutici.
Ciò avviene, in clinica, somministrando agenti chelanti contenenti molibdeno come ad esempio il tetratiomolibdato, primo a venire utilizzato nel trattamento della tossicosi da rame negli animali.
In seguito la stessa molecola trovò applicazione nella cura della malattia di Wilson, un disturbo ereditario del metabolismo del rame negli esseri umani.
Il tetratiomolibdato agisce sia competendo con l'assorbimento del rame nell'intestino sia aumentandone l'escrezione. Ha peraltro un effetto inibitorio sul discontrollo dell'angiogenesi (proliferazione dei vasi sanguigni), inibendo alcuni processi ione-rame-dipendenti.
Parliamo di una strada "di grande interesse" nel campo della ricerca sul cancro, sulla degenerazione maculare legata all'età e per altre malattie che si basano sull'angiogenesi.
Fabbisogno
Quanto molibdeno assumere con la dieta?
Nel 2000, l'ex "U.S. Institute of Medicine" (oggi "National Academy of Medicine" – NAM) aggiornò Estimated Average Requirements (EARs) e Recommended Dietary Allowances (RDAs) per il molibdeno. In assenza di informazioni sufficienti, si tengono in considerazione le seguenti Adequate Intake (AI):
- 2 microgrammi (μg) di molibdeno al giorno (die) per i bambini fino a 6 mesi di età;
- 3 μg / die da 7 a 12 mesi di età, sia per i maschi che per le femmine.
Per i bambini più grandi e per gli adulti, sono state stabilite le seguenti RDA giornaliere valide per entrambi i sessi:
- 17 μg / die da 1 a 3 anni di età;
- 22 μg / die da 4 a 8 anni;
- 34 μg / die da 9 a 13 anni;
- 43 μg / die da 14 a 18 anni;
- 45 μg / die per persone di età pari o superiore a 19 anni.
Le donne in gravidanza o in allattamento dai 14 ai 50 anni di età hanno un RDA giornaliero più elevato: 50 μg / die.
Per quanto riguarda la sicurezza, essendo l'evidenza scientifica sufficiente, il NAM stabilisce una Tolerable Upper Intake Levels (ULs) di 2000 μg / die. Collettivamente, EAR, RDA, AI e UL sono indicati come Dietary Reference Intakes (DRI).
La European Food Safety Authority (EFSA) fa riferimento alla serie di informazioni come Dietary Reference Values, con Population Reference Intake (PRI) e Average Requirement. AI e UL sono gli stessi.
Per le donne e gli uomini di età pari o superiore a 15 anni l'AI è fissata a 65 μg / giorno.
Le donne in gravidanza e in allattamento hanno la stessa AI. Per i bambini di età compresa tra 1 e 14 anni, la AI aumenta con l'età da 15 a 45 μg / die.
Le AI degli adulti sono superiori alle RDA statunitensi ma, d'altra parte, l'EFSA ha fissato il suo UL a 600 μg / die, molto inferiore al valore statunitense.
Fonti Alimentari
Quali cibi contengono molibdeno?
L'assunzione giornaliera media di molibdeno spazia tra 120 e 240 μg / die, un valore superiore alle raccomandazioni dietetiche menzionate nel paragrafo dei fabbisogni.
La carne di maiale e agnello, e il fegato di manzo contengono circa 1,5 parti per milione di molibdeno.
Altre fonti alimentari significative di molibdeno includono: uova, semi oleosi come quelli di girasole, frumento e altri cereali, lenticchie, fagiolini e altri legumi, cetrioli e semi vari.
Altre Informazioni
Il nome "molibdeno" deriva dal neo-latino molybdaenum, che si basa sul greco antico Μόλυβδος (molybdos) che tuttavia significa "piombo" – i due minerali venivano confusi.
Nonostante la sua notorietà, il molibdeno fu isolato per la prima volta nel 1781 da Peter Jacob Hjelm e differenziato solo nel 1778 da Carl Wilhelm Scheele.
Non si trova allo stato naturale sotto forma di metallo libero, ma piuttosto in vari stati di ossidazione con altri minerali. L'elemento "libero" è argenteo, con tonalità grigie.
Il molibdeno ha il sesto punto di fusione più alto di qualsiasi elemento. Nelle leghe forma carburi duri e stabili e, per questo motivo, l'80% della produzione mondiale viene utilizzata nella realizzazione di particolari tipi di acciaio.
La maggior parte dei composti di molibdeno ha una bassa solubilità in acqua, ma quando i suoi minerali entrano in contatto con ossigeno e acqua, lo ione molibdato risultante MoO₄²⁻ diventa abbastanza solubile.
A livello industriale, i composti di molibdeno (circa il 14% della produzione mondiale dell'elemento) vengono utilizzati in applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura come pigmenti e catalizzatori.
Precauzioni
Le polveri e i fumi di molibdeno, generati dall'estrazione mineraria o dalla lavorazione dei metalli, possono essere tossici, soprattutto se ingeriti – compresa la polvere intrappolata nel muco e successivamente ingerita.
Bassi livelli di esposizione prolungata possono causare irritazione agli occhi e alla pelle.
Da evitare l'inalazione o l'ingestione diretta di molibdeno e dei suoi ossidi.
Le normative OSHA specificano che l'esposizione massima consentita al molibdeno in una giornata è, in 8 ore, pari a 5 mg / m3.
L'esposizione cronica a 60-600 mg / m3 può causare sintomi quali affaticamento, mal di testa e dolori articolari.
A livelli di 5000 mg / m3, il molibdeno è potenzialmente letale.
Autore
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