Cours ifsi - Biologie fondamentale - les oligo-éléments

La biologie fondamentale (UE 2.1 S1) est un enseignement dense mais néanmoins indispensable aux étudiants en soins infirmiers. Bonne lecture et bon travail d'assimilation !

1. Définition

Éléments minéraux présents dans les liquides biologiques en très petites quantités. Ils représentent une masse inférieure à 1 mg/kg.

Les oligo-éléments essentiels répondent aux critères suivants :

• Ils conservent une concentration constante dans les tissus d'un organisme,
• Ils provoquent, par leur absence, des anomalies structurelles et physiologiques proches, et ce de façon similaire dans plusieurs espèces,
• Ils préviennent ou corrigent ces troubles par leur seule présence.

2. Classification

Il est possible de distinguer deux types d'oligo-éléments selon le risque de carence :

• Oligo-éléments essentiels à risque de carence : Iode, Fer, Cuivre, Zinc, Sélénium, Chrome,
• Oligo-éléments essentiels à faible risque de carence : Manganèse, Silicium, Nickel et Étain.

À l'inverse, certains oligo-éléments sont toxiques à hautes doses. D'autres peuvent être à l'origine de déséquilibres entre les éléments : un excès de zinc entraîne par exemple une carence en cuivre.

3. Fonctions

3.1. Cofacteurs enzymatiques :

En se liant aux enzymes, les oligo-éléments sont pour la plupart capables de changer la conformation de ces protéines au rôle de catalyseur.

La liaison entre un métal et son enzyme (alors appelée apoenzyme) est généralement très spécifique du métal pour une enzyme donnée. On les appelle les métallo-enzymes.

Certains oligo-éléments entrent également dans la structure des vitamines, comme le Cobalt intégré à la vitamine B12. Ils sont indispensables à la composition d'une coenzyme organique.

3.2. Hormones

Certains oligo-éléments participent de manière indirecte à la constitution des signaux hormonaux par une action de coenzyme lors de la synthèse de l'hormone.

Toutefois, les oligo-éléments peuvent intervenir directement dans le signal hormonal, par exemple en participant à la structure moléculaire de l'hormone (comme l'iode et les hormones thyroïdiennes) ou encore en agissant au niveau du récepteur hormonal facilitant ou au contraire inhibant la reconnaissance de l'hormone par son récepteur.

3.3. Rôle structural

Bien que n'entrant dans la composition corporelle que dans une faible proportion, les oligo-éléments peuvent renforcer la solidité de certains tissus (Fluor dans le tissu osseux et dentaire).

4. Quelques exemples d'oligoéléments

4 1 Le zinc

Le zinc est un oligo-élément qui intervient dans de nombreuses réactions enzymatiques (cofacteur enzymatique) et joue un rôle important dans le métabolisme des protéines, des glucides et des lipides. Il provient en majorité de l'alimentation : huitres, viandes rouges légumes secs, céréales.

Exemple : le zinc est un activateur dans plusieurs métalloenzymes, comme la phosphatase alcaline ou la lactase déshydrogénase.

La carence en zinc peut entraîner un retard de croissance, des anomalies de la maturation sexuelle, des troubles du goût, des problèmes immunitaires, des problèmes de peau et de cicatrisation.

4 2. Le sélénium

Le sélénium est un oligo-élément anti-oxydant qui intervient dans le métabolisme des radicaux libres et d'autres substances produites par l'oxydation des lipides au niveau des membranes cellulaires. Il joue aussi un rôle dans le métabolisme au niveau du foie et contribue au maintien des muscles squelettiques et cardiaques et des spermatozoïdes.

Il est l'un des cofacteurs des GPX (glutathion peroxydase) membranaires et cytoplasmiques et a un rôle capital sur l'intégrité membranaire. L'apport en sélénium dépend de la teneur des sols et varie beaucoup selon les zones géographiques.

Dans certaines régions d'Asie ou la teneur du sol en sélénium est très faible, on observe des carences pouvant donner de graves problèmes cardiaques (maladie de Keshan), osseux (maladie de Kashin-Beck), ou neuro-musculaires.

Cet oligo-élément a une action sur les radicaux libres, véritables ennemis de nos cellules. Ils sont effectivement impliqués dans les phénomènes de vieillissement de nos cellules ainsi que dans la virulence des virus qui nous assaillent. Les apports en sélénium sont très probablement liés à une diminution des risques de maladie cardio-vasculaire et de cancer.

Cet oligo-élément permettrait également de booster le système immunitaire.

4 3. Le fer

Le fer est un oligo-élément minéral qui entre dans la composition de l'hémoglobine des globules rouges, de la myoglobine des muscles, et de nombreuses réactions enzymatiques nécessaires à la respiration des cellules.

Le fer est présent dans l'organisme en très petite quantité : 4 g chez l'homme et 2,5 g chez la femme. Il est  apporté par l'alimentation, et est plus ou moins bien absorbé.

On en distingue deux sortes : le fer héminique qui se trouve dans les viandes et les poissons, bien absorbé par l'organisme (10 à 30 % est absorbé) et le fer non héminique qui se trouve dans les céréales, les légumes secs, les fruits, les légumes et les produits laitiers (1 à 5 % est absorbé).

L'absorption du fer dépend aussi de la nature du repas et de présence dans le repas de substances qui favorisent ou freinent l'utilisation du fer par l'organisme ; ainsi la vitamine C stimule l'absorption du fer alors que le thé, le café et certaines fibres alimentaires gênent son absorption.

Les besoins en fer de l'organisme sont plus élevés chez les enfants, les femmes en âge de procréer à cause des menstruations et chez les femmes enceintes et allaitantes.

Lorsque les besoins en fer ne sont pas satisfaits apparaît une carence en fer qui peut avoir de nombreuses conséquences sur la santé. La plus connue est l'apparition d'une anémie qui doit être traitée.

D'autres conséquences moins visibles de la carence en fer sont une capacité physique réduite à l'effort, une fatigabilité, une diminution des performances intellectuelles, une moindre résistance aux infections et des perturbations au cours de la gestation.

4 4. Le cuivre

Il intervient dans de nombreuses réactions enzymatiques, dans la production d'hémoglobine. Il favorise l'absorption intestinale de fer.

On le trouve dans le foie, le poisson, la farine de blé entier et les coquillages.

71.5. Remarque

Les autres éléments essentiels à la vie sont le potassium, le magnésium et le chlore. Comme ils sont nécessaires en des quantités beaucoup plus importantes, on ne les considère pas comme des oligo-éléments (trace élément == oligo-élément).

Les quantités de fer et de potassium nécessaires sont importantes, et on ne les considère parfois pas comme des oligo-éléments.

Le sodium est nécessaire en grande quantité mais il est très courant dans l'alimentation.

Certains éléments semblent n'avoir aucune valeur nutritionnelle, comme l'argent, d'autres sont uniquement toxiques, comme le mercure ou le plomb.

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