Sommario
Il vanadio è un elemento della tavola periodica non molto noto per il pubblico, ma forse più conosciuto da chimici e addetti ai lavori. In realtà, si tratta di una sostanza molto interessante dal punto di vista degli effetti che può avere sul corpo umano, ma non solo.
E’ un elemento che viene utilizzato anche nel comparto industriale e in alcune reazioni di laboratorio. In questo articolo si analizzerà la sua presenza all’interno del cibo che ogni giorno arriva sulle tavole, scoprendo gli effetti che questo elemento chimico può avere sulla salute di cellule, tessuti e dell’organismo in generale.
Si cercherà di capire anche l’eventuale tossicità e gli effetti collaterali che possono essere legati all’assunzione di prodotti per la salute che contengono tale elemento chimico.
Che cos’è il vanadio?
E’ un elemento chimico della tavola periodica con il simbolo “V” e con numero atomico 23. Si tratta di una sostanza che in natura è presente sottoforma di un metallo duro, duttile e lucente, simile all’acciaio, con un punto di fusione di circa 1910°C.
E’ classificato come un metallo di transizione a causa delle sue proprietà elettro-chimiche e della sua posizione nella tavola periodica degli elementi.
Una delle caratteristiche uniche che contraddistinguono l’elemento è la sua capacità di formare diversi stati di ossidazione, che variano da +2 a +5.
Queste variazioni nella valenza ossidativa lo rendono un elemento chimico versatile e gli consentono di partecipare a diverse reazioni chimiche, sia in ambito industriale e di laboratorio, ma soprattutto a livello biochimico e fisiologico, a livello di organi e tessuti. La struttura con cui si presenta in natura ne determina le proprietà e la tossicità nei confronti dell’uomo.
Basti pensare che la principale fonte di effetti potenzialmente tossici causati dal vanadio è l’esposizione a carichi elevati di ossidi di vanadio nell’aria respirabile delle imprese industriali di trasformazione del vanadio, ma in natura il discorso è completamente diverso.
Infatti, è il 21° elemento più abbondante nella crosta terrestre ed è il 2° metallo di transizione più abbondante nell’acqua di mare.
L’elemento metallico è onnipresente anche in acqua dolce e all’interno di diverse sostanze nutritive e per questo entra in contatto in diversi modi con il corpo umano. Il quantitativo corporeo medio di un individuo umano ammonta a circa 1 mg di vanadio, ma a causa della sua onnipresenza a livello ambientale, è difficile stimare da parte dei ricercatori la sua essenzialità per il corpo umano.
A cosa serve il vanadio: proprietà e benefici
Rispetto ad altri minerali più famosi, come magnesio, potassio, rame, ferro e manganese, ha proprietà meno note al pubblico e spesso anche agli addetti ai lavori del settore medico-sanitario.
Eppure, è un metallo che entra nel corpo attraverso diverse vie ed esplica la sua funzione in modo silenzioso su organi e tessuti. Infatti, sembra strettamente correlato ai livelli di fosfato nell’organismo umano. Agisce da probabile regolatore dei processi metabolici che riguardano proprio questo oligoelemento.
Essendo strettamente legato ai livelli di fosfato, che sono a loro volta strettamente legati ai livelli di calcio, si può dire che sia indirettamente implicato nella mineralizzazione che rende le ossa solide, resistenti e in salute.
Ma perché ha un destino così vicino a quello dei fosfati? La risposta è da ritrovare nella struttura chimica di questi due preziosi minerali.
Infatti, ha delle caratteristiche strutturali molto simili a quelle del fosfato e per tale motivo si spiega l’interazione tra vanadato ed enzimi fosfato-dipendenti.
Può inibire gli enzimi fosfatasi e attivare le chinasi, dando vita o bloccando intere trasduzioni di segnali biochimici a livello organico.
In parole povere, il vanadio può agire modificando alcune importanti vie di segnalazione chimica, che possono innescare reazioni chimiche ed enzimatiche.
Di seguito sono riassunte le potenziali azioni benefiche che il vanadio può avere a livello del corpo umano.
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Potenziali azioni benefiche
| Sviluppo e crescita del corpo | Grazie alla sua somiglianza con il fosfato e al suo tropismo per il tessuto osseo, riesce ad esplicare azioni benefiche a livello strutturale. |
| Modulatore enzimatico | Può interagire con enzimi fosfato-dipendenti, come chinasi e fosfatasi. |
| Pompa sodio-potassio | Il vanadio esprime un ruolo fondamentale nel funzionamento della pompa sodio-potassio, importantissima per tantissimi meccanismi fisiologici dell’organismo umano. |
| Effetti sul diabete | Secondo diverse ricerche potrebbe svolgere un’azione simile a quella dell’insulina o quantomeno contribuire ad aumentarne gli effetti metabolici. |
Effetti sulla salute e sul diabete
Partiamo subito dicendo che la maggior parte delle ricerche per il trattamento del diabete condotte su questo elemento, sono state effettuate negli animali e quindi si riferiscono solo ad un ipotetico modello d’azione che potrebbe avere il vanadio.
Le ricerche in questo ambito sono iniziate nel 1985 e da allora hanno portato avanti la teoria per la quale il vanadio potrebbe essere utile allo scopo di migliorare l’impiego dell’insulina in caso di diabete di tipo 2.
Nello specifico, il vanadil solfato sembra contribuire nella riduzione dei livelli di glicemia, colesterolo e trigliceridi elevati in una varietà di modelli diabetici, tra cui il ratto diabetico STZ, il ratto grasso Zucker e il ratto grasso diabetico Zucker (modelli da laboratorio impiegati per gli studi in ambito metabolico e diabetico).
Diversi studi indicano che il vanadio, agendo come un inibitore della fosfatasi, può attivare la serina/treonina chinasi distale al recettore dell’insulina, presumibilmente prevenendo la defosforilazione dovuta all’inibizione delle fosfatasi e promuovendo azioni benefiche nei confronti del meccanismo dell’insulina sulle cellule bersaglio.
Al momento, però, la sua assunzione non è indicata per trattare alcun tipo di malattia.
Fabbisogno giornaliero
Data la presenza ubiquitaria del vanadio in natura, è difficile stabilirne degli elementi di essenzialità, però si è proceduto a stabilire un fabbisogno quotidiano stimato di 10-20 microgrammi.
Valore che è facilmente soddisfatto dagli alimenti che sono introdotti con una normale dieta. Ad oggi, la sua essenzialità è dimostrata per gli organismi inferiori, ma non ancora per quelli superiori.
Dove si trova il vanadio: gli alimenti che ne sono ricchi
In natura non si trova mai allo stato puro, fatta eccezione per il fungo velenoso Amanita muscaria, che ne contiene in minime dosi. Le migliori fonti in cui è presente il vanadio sono:
Come già detto, può entrare nel corpo attraverso i polmoni o, più comunemente, attraverso lo stomaco.
La maggior parte del vanadio che si introduce attraverso la dieta viene poi escreto immodificato, ma una piccola quantità del metallo viene riassorbita nel tratto gastrointestinale, in funzione del suo stato di ossidazione chimico.
Ci sono alcune forme di ossidazione che riescono ad essere assorbite a livello dei villi intestinali e arrivo nel flusso ematico generale.
I composti chimici del vanadio che entrano nel flusso sanguigno sono sottoposti a speciazione, ovvero danno forma a forme diverse del metallo che assumono anche nomi differenti dalla sostanza di partenza.
Le specie predominanti nel sangue sono il vanadato e il vanadile, legato alla transferrina. A partire dal flusso ematico, si diffonde in tessuti e ossa del corpo, che fungono da pool di stoccaggio per questo minerale.
Carenza o eccesso di vanadio: sintomi e conseguenze
In riferimento al benessere che il vanadio apporterebbe a livello osseo e confrontandolo con modelli di ricerca condotti negli animali, si può capire che carenze di vanadio potrebbero:
- Rallentare la crescita.
- Creare dei problemi a livello riproduttivo (come l’infertilità).
- Alterare i livelli ematici di colesterolo, glucosio, trigliceridi e insulina.
Carenza
Dei livelli insufficienti di questo minerale potrebbero essere quindi correlati a malattie cardiovascolari, diabete e obesità, ma senza effetti certi e dimostrati.
Nell’adulto, il food and nutrition board indica un Tolerable Upper Intake Level di 1800 microgrammi/die, precisando però che “sebbene il vanadio alimentare non abbia mostrato effetti negativi sugli esseri umani, non vi è alcuna giustificazione per l’aggiunta di vanadio agli alimenti e gli integratori alimentari di vanadio andrebbero usati con cautela. Tale valore (UL di 1800mcg/die) si basa sugli effetti avversi registrati negli animali di laboratorio e può essere usato per impostare un UL per gli adulti, ma non per i bambini e gli adolescenti“.
Eccesso
Per quanto riguarda la tossicità vera e propria, questa interessa i lavoratori che hanno a che fare con diverse forme di vanadio, anche volatili e quindi che possono entrare a contatto con il sistema respiratorio e i polmoni.
Il vanadio in polvere è una sostanza infiammabile e tutti i suoi composti sono considerati altamente tossici, causa di cancro alle vie respiratorie quando vengono inalati in eccesso. Il più pericoloso tra i composti volatili è il pentossido di vanadio.
L’OSHA, ovvero l’ente statunitense per la sicurezza sul lavoro, ha fissato un limite di esposizione TLV-TWA di 0,05 mg/m³ per il pentossido di vanadio in polvere e di 0,1 mg/m³ per i vapori del medesimo. Un limite di 35 mg/m³ di composti di vanadio è considerato critico e non va mai superato in quanto è alta la probabilità che causi danni permanenti o addirittura la morte.
Uso del vanadio: integratori e non solo, ecco cosa sapere
Finora i composti del vanadio non hanno ancora trovato l’approvazione per quanto riguarda applicazioni medicinali.
L’effetto antidiabetico (insulino-potenziante) di un singolare complesso di vanadio, bis(etilmaltolato) ossidovanadio (IV) (BEOV), ha rivelato esiti incoraggianti nei test clinici di fase IIa.
Inoltre, studi in vitro con colture cellulari e parassiti, nonché studi in vivo con animali, hanno rivelato un ampio spettro potenziale per l’applicazione di composti di coordinazione del vanadio nel trattamento di:
- Disturbi cardiaci e neuronali.
- Infezioni virali e batteriche (come influenza e tubercolosi).
- Malattie tropicali causate da parassiti, come ad esempio la malattia di Chagas, la leishmaniosi e le amebiasi.
Sono osservazioni e studi sperimentali che non hanno ancora portato a risultati e evidenze che permettano la creazione di prodotti farmaceutici specifici per un’esigenza di salute.
Fonti
- – Rehder D. Vanadio. Il suo ruolo per gli esseri umani. Met Ions Life Sci. 2013;13:139-69. DOI: 10.1007/978-94-007-7500-8_5. PMID: 24470091; PMCID: PMC7120733.
- –Poucheret P, Verma S, Grynpas MD, McNeill JH. Vanadio e diabete. Mol Cell Biochem. 1998 Novembre;188(1-2):73-80. PMID: 9823013.
- Fabbisogno giornaliero vanadio, ISS.
