Les oligo éléments
Les oligo éléments sont des éléments minéraux qui n’interviennent dans le métabolisme des êtres vivants qu’à dose infinitésimale et ne sont présents dans l’organisme qu’en très petite quantité (moins de 7grammes chez l’homme ou 100mg/kg de poids corporel).
Ils sont néanmoins nécessaire à la croissance ou au maintien de l’intégrité de l’organisme et à son fonctionnement normal.
Les oligo éléments sont inter dépendants.
Fer
Rôle :
L’organisme d’un homme adulte renferme entre 4 et 6 g de fer.
Il existe sous deux formes :
le fer héminique (70%) et le fer non héminique (30 %).
Le fer héminique (incorporé dans la structure de l’hème) entre dans la constitution de l’hémoglobine des hématies (60 % du fer total), de la myoglobine des muscles et des enzymes hémoprotéiques.
Le fer non héminique est présent dans certaines enzymes et correspond aux formes de transport (via la transferrine) et de réserve du fer (ferritine).
Le fer joue un rôle essentiel dans de nombreuses fonctions biologiques.
Indispensable à la synthèse d’hémoglobine (nécessaire à l’oxygénation des tissus) et à la myoglobine (protéine du muscle permettant de stocker l’oxygène), il est aussi nécessaire à la fabrication d’enzymes impliquées dans la synthèse de l’ADN.
Il participe également au transport des électrons par les cytochromes pour synthétiser l’ATP mitochondrial.
Il intervient également dans le transport des électrons en tant que cofacteur des oxydo-réductases, des mono-oxygénases (enzyme de synthèsede L-dopa, de sérotonine) et de dioxygénases (nécessaires à la synthèse de L-carnitine) ainsi que de plusieurs peroxydases.
L'apport nutritionnel en fer contribue à :
- la formation normale des globules rouges et de l’hémoglobine ;
- au transport de l’oxygène dans l’organisme ;
- un métabolisme normal de production d’énergie ;
- un bon fonctionnement du système immunitaire ;
- un développement cognitif normal et à une bonne fonction cognitive ;
- la division normale des cellules ;
- la réduction de la fatigue et de l’asthénie.
Le fer est important pour le bon développement cérébral, en effet, l’anémie ferriprive de l’enfant est associée à des perturbations du développement des fonctions cognitives.
Carences :
L’OMS considère que la carence en fer constitue le trouble nutritionnel numéro 1 dans le monde.
A un stade avancé, la carence en fer peut entraîner une anémie diagnostiquée par une réduction du taux d’hémoglobine.
La carence modérée en fer, répandue dans les populations des pays industrialisés, qui retentit sur l’hématopoïèse sans perturbation marquée de l’hémoglobine manque d’informations claires.
Parmi les symptômes on évoque :
une réduction de la capacité physique à l’effort, des crampes musculaires, une diminution des performances intellectuelles, une difficulté à la concentration une moindre résistance aux infections, des perturbations au cours de la gestation, des anomalies de la thermogenèse avec de la frilosité, une peau sèche, des cheveux cassants…
Apports conseillés :
Les ANC chez l’homme représentent 9mg/jour et 16mg/jour chez la femme non ménopausée.
Chez la femme enceinte, les besoins sont tellement élevés que l’alimentation seule ne pourrait les couvrir et que la complémentation médicamenteuse précoce semble souhaitable.
La dose limite de sécurité fixée par la CSHPF est de 28 mg/jour.
Reconnue par des critères biologiques fiables, la déficience en fer est présente chez 30% des jeunes enfants, 15% des adolescents et 10% des femmes en âge de procréer.
Selon l’étude INCA 2, les consommations en fer sont en moyenne de 14,7mg/j pour l’homme adulte et de 11,6mg/jr chez la femme.
Sources alimentaires :
Le fer héminique est retrouvé dans le boudin noir (15mg/100g), le foie de porc, le pigeon, les viandes blanches et rouges
L’alimentation carnée représente 20% du fer ingéré.
Il est beaucoup mieux résorbé par l’organisme sous cette forme car le noyau héminique est absorbé tel quel par la muqueuse intestinale.
Le fer non héminique, quant à lui, est présent dans le jaune d’œuf (7mg/100g), les légumes, le pain, les haricots blancs (7,7mg/100g), les lentilles, les huîtres, les amandes, les abricots secs ou le chocolat.
Sous cette forme, le fer doit être accompagné de certains nutriments pour être bien absorbé tels que la vitamine C.
Cette dernière convertit et maintient le fer ferrique en fer ferreux.
Le calcium, le thé, le son et les céréales complètes non raffinées bloquent son absorption.
Il est à noter que le fer non organique, minéral, médicamenteux, est non seulement mal absorbé mais peut aussi être dangereux en générant des radicaux hydroxyles s’il est pris alors que la ferritine n’est pas trop basse.
Hors prise de compléments alimentaires riches en fer, le risque d’effet délétère d’un apport trop élevé en fer est faible sauf dans le cas d’une pathologie particulière, l’hémochromatose (homozygote).
Des études épidémiologiques rapporteraient néanmoins une incidence plus élevée de maladies cardiovasculaires, du diabète de type 2 et de cancers digestifs en parallèle avec des apports élevés en fer.
Zinc
Rôle :
Le zinc (Zn) ne possède qu’un seul degré d’oxydation (Zn++) et intervient dans l’activité de plus de 200 enzymes.
Son impact physiologique le plus important se situe dans toutes les étapes de la synthèse protéique.
Il active des enzymes : les ADN et ARN polymérases et il est indispensable à la régulation des histones.
Nécessaire à l’activité de la tubuline, il intervient dans la multiplication cellulaire.
Il est aussi impliqué dans le métabolisme des acides gras polyinsaturés et dans la synthèse des prostaglandines.
De plus, le zinc stimule l’hormone de croissance et participe à la stabilisation de certaines hormones peptidiques telles que l’insuline et la gustine.
C’est à travers cette dernière qu’il intervient dans les sensations gustatives.
Son rôle antioxydant serait due à différents mécanismes (rôle structural au niveau de la superoxyde dismutase (SOD) cuivre-zinc dépendante, protection des groupements thiols, stabilisation membranaire, compétition avec les métaux de transition tels que le fer et le cuivre dans la réaction de Fenton, génératrice de radicaux hydroxyles).
Il participe à ce titre à la protection antioxydante de la peau ainsi qu’à la synthèse de collagène et élastine.
C’est un élément primordial pour l’intégrité de la peau (6% du zinc corporel se trouve au niveau de la peau), par son action trophique indispensable dans les phénomènes de cicatrisation et de régénération.
Il favorise le renouvellement cutané et possède une activité anti-inflammatoire liée à son action de réduction de l’activation des kératinocytes, sources de cytokines inflammatoires.
Il intervient dans la synthèse de la Rétinol-Binding-Globulin servant à véhiculer la vitamine A ainsi que dans la conversion du rétinol en rétinal.
Il a donc un impact rétinien indispensable pour éviter l’héméralopie (cécité nocturne).
L’apport nutritionnel en zinc permet :
- un fonctionnement normal du système immunitaire ;
- la synthèse normale de l’ADN et à la division normale des cellules ;
- la protection des constituants cellulaires des dommages oxydatifs ;
- le maintien les os en bon état ;
- une fonction cognitive normale ;
- une fertilité et une reproduction normales ;
- le métabolisme normal des acides gras, des glucides et des macronutriments ;
- le métabolisme normal acide-base et de la vitamine A (assurant la vision) ;
- de maintenir la peau, les cheveux et les ongles en bon état.
Le zinc joue également un rôle dans le maintien de l’intégrité de la muqueuse intestinale.
Cette dernière est un point essentiel de la prise en charge micronutritionnelle.
Chez le rat, il a été observé que la déficience en zinc se caractérise par des lésions ultrastructurales de la muqueuse intestinale et des modifications dans le transport de l’eau et des électrolytes.
Concernant les états inflammatoires, une supplémentation en zinc, sur des périodes variables de 2 semaines à 2 mois, permettrait de réduire la perméabilité intestinale.
Carences :
Les carences peuvent être dues à une insuffisance alimentaire, lors de situations particulières (croissance, grossesse), lors d’états pathologiques (alcoolisme, diabète, infection) et enfin à un trouble héréditaire du métabolisme du zinc (acrodermatite entéropathique).
De nombreux troubles physiologiques et notamment cutanés sont associés aux déficiences en zinc : dermatite séborrhéique, acné, eczéma, kératite, sécheresse cutanée et du cuir chevelu.
Le déficit en zinc entraîne de plus des troubles de l’immunité avec risque accru d’infections, des troubles de la maturation sexuelle, une oligospermie, des retards de cicatrisation, des diarrhées ainsi que des troubles de la vision, de l’odorat et du goût (pouvant entrainer une anorexie).
Chez la femme enceinte, le déficit en zinc peut conduire à des malformations et à une hypotrophie fœtale.
Le statut nutritionnel peut être évalué par la concentration en zinc du sérum ou du plasma (fluctuations circadiennes, hormonales et abaissé lors d’un syndrome inflammatoire).
Apports conseillés :
Les ANC sont de l’ordre de 12mg/jour chez l’homme, de 10mg/jour chez la femme, de 14mg/jour en chez la femme enceinte et jusqu’à 19mg/jour chez la femme qui allaite.
Les apports en zinc devraient également tenir compte des habitudes de vie.
En effet, une consommation excessive d’alcool ou de tabac, ainsi qu’un exercice physique important, devraient s’accompagner d’une augmentation des apports de zinc.
On estime à 25mg/jour la dose de zinc à ne pas dépasser et des doses supérieures à 50mg/jour augmenteraient le risque de pathologies oxydatives.
Une surcharge en zinc (excès de supplémentation, maladies héréditaires ou intoxication industrielle) peut engendrer une carence en cuivre.
Sources alimentaires :
Les principales sources alimentaires sont les aliments riches en protéines animales (viandes, poissons, produits laitiers et œufs).Les huîtres (37,9 mg/100g), le foie de veau (11,2mg/100g), l’agneau et le bœuf sont des sources de zinc où l’élément est le mieux résorbé.
En effet, l’absorption intestinale du zinc passe de plus de 35% pour un repas très riche en protéines animales, à 20-30% pour un repas occidental moyen et à moins de 15% pour un repas riche en produits végétaux et pauvre en viande.
Ceci est en parti expliqué par la chélation du Zn par l’acide phytique des fibres végétales.
L’usage de pesticide chélate le Zn de façon irréversible.
On trouve du zinc aussi dans les noix du brésil (4,1mg/100g), les amandes (3,3mg/100g) et les noisettes (2,3mg/100g).
Les fruits frais apportent des quantités faibles de zinc, de même que certains légumes verts.
Chrome
Rôle :
Le chrome est un oligoélément essentiel, nécessaire au métabolisme glucidique et lipidique.
Il existe sous forme de nombreuses espèces chimiques dont deux sont majoritaires : le chrome trivalent Cr3+: oligoélément essentiel et nutriment indispensable, le chrome hexavalent (Cr6+), toxique, surtout par inhalation en milieu industriel.
C’est dans les années 1970 que l’on s’est rendu compte, sur des patients recevant une alimentation parentérale totale, que le chrome était indispensable au métabolisme normal des glucides.
Puis, les travaux sur le chrome trivalent ont mis en évidence son rôle clé dans l’homéostasieglucidique via un effet potentialisateur de l’action hypoglycémiante de l’insuline.
En effet, le chrome sous cette forme, ferait partie intégrante du facteur de tolérance au glucose (GTF) mais bien qu’on y retrouve le chrome alors complexé à des ligands organiques, la structure exacte du GTF n’est pas encore connue.
Libéré dans le sang lors de la sécrétion d’insuline, ce GTF assure la fixation de l’insuline à ses récepteurs cellulaires.
Il a alors été démontré qu’en améliorant l’utilisation de l’insuline, une utilisation moindre de cette hormone pourrait être à l’origine d’un même résultat hypoglycémiant.
Comme cofacteur de l’insuline, le chrome intervient également sur le métabolisme lipidique mais dont la supplémentation chez le sujet sain n’entraîne aucun effet sur ce métabolisme.
De plus, le chrome est impliqué dans le métabolisme des acides nucléiques et participe à l’expression des gènes des mammifères.
D’après une étude, des patients diabétiques de type 2 présentent des taux de chrome dans le sang inférieur de 33% à ceux des sujets sains, avec des taux d’excrétion urinaire plus élevés.
Chez des patients atteints de rétinopathies et autres complications liées au diabète, les taux de chrome semblent être inférieurs à ceux des diabétiques ne présentant pas ces troubles associés.
La relation inverse qui existe entre taux de chrome sérique et pathologie diabétique, bien que non causale, souligne le rôle essentiel du chrome dans la gestion de l’homéostasie glycémique.
Il semblerait alors fort probable que sans être la cause unique des signes cliniques observés, la déficience en chrome puisse aggraver ou accélérer l’évolution de la maladie.
Ainsi, le chrome agirait en augmentant l’efficacité insulinique : une complémentation en chrome entraîne une augmentation de la liaison de l’insuline à son récepteur et une augmentation du nombre de récepteurs.
Concrètement, d’après les études, 100µg de picolinate de chrome pris 2 fois par jour (ou 500µg de chrome pris 2 fois par jour) pendant 4 mois associé à un traitement médicamenteux classique et sans changement alimentaire, contribue à diminuer les niveaux d’hémoglobine glyquée, la glycémie à jeun et post prandiale ainsi que le niveau d’insuline à jeun et 2 heures après un repas et le niveau de cholestérol total par rapport au groupe témoin.
Ces diminutions sont dépendantes de la dose et de la durée.
D’autre part, il a été observé une diminution de la glycémie à jeun et du profil lipidique de patients avec un diabète de type 2 récent lors d’une prise quotidienne pendant 3 mois de 42 µg de chrome.
Carences :
Chez l’Homme, plusieurs signes biologiques sont associés à une déficience en chrome tels qu’une glycémie et un taux d’insuline circulante élevés, une hyperglycémie à jeun, une glycosurie, une hypertriglycéridémie et hypercholestérolémie.
Des signes nerveux sont observés dans le cas de carences profondes comme des neuropathies périphériques.
L’appréciation du statut en chrome est délicate, liée aux risques de contamination.
En effet, les valeurs usuelles dans le plasma ou sérum sont de 0,1 à 0,2 µg/L et il n’existe pas d’équilibre entre le chrome sérique et tissulaire.
Finalement, le seul test valide de déficit en chrome reste la réponse à la supplémentation.
Apports conseillés :
En absence de données et d’études concernant la population française, l’incertitude demeure concernant les précédentes recommandations qui étaient de 50 à 200 µg/j à partir de 7 ans.
Finalement, les ANC s’appuient sur l’absence de signes cliniques de carence pour un apport de 50µg/j et sur l’absence de toxicité pour des doses supérieures à 200µg/j.
La toxicité du chrome III est classiquement admise comme pratiquement nulle.
La reconnaissance du chrome comme essentiel dans la formulation de compléments nutritionnels pour les groupes à risque tels que l’enfant malnutri, le sujet âgé ou les sujets atteints du syndrome X (syndrome métabolique) devrait être encouragée si cette complémentation est encadrée.
Elle est également conseillée chez les personnes désirant maigrir et contrôler leurs pulsions sucrées. En 2009, l’AFSSA a reconnu les effets du chrome sous forme de picolinate que pour des états avancés d’obésité ou d’insulino-résistance.
Dans les compléments, le chrome peut être apporté sous forme minérale (chlorure de chrome).
Il est de faible absorption mais pouvant être augmentée par des facteurs tels que les acides aminés et la vitamine C.
Il existe également sous forme biologique comme le GTF de la levure, mieux absorbé, de l’ordre de 10%.
La forme picolinate de chrome est bien mieux absorbée que le chlorure, c’est celle qui est largement commercialisée aux Etats-Unis.
Sources :
Parmi les aliments les plus riches en chrome trivalent, on trouve la levure de bière (Saccharomyces Cerevisae 220µg/100g contre indiquée en cas d’hyperuricémie ou hyperphosphatémie), les lentilles, le foie, les champignons, le poivre noir et le pain complet.
Les céréales complètes contiennent 10 fois plus de chrome que la farine raffinée.
L’agriculture intensive et le raffinage diminuent la teneur en chrome des aliments. La biodisponibilité du chrome est très basse pour la viande, le lait et les légumes verts.
Sélénium
Rôle :
Le sélénium exerce une puissante activité antiradicalaire dans le cytoplasme et les mitochondries en tant que constituant des glutathions peroxydases (GSH-Px).
Elle exerce alors une activité de coenzyme de ces enzymes qui travaillent en association avec la vitamine E.
Les GSH-Px sont antioxydantes et constituent une des principales lignes de défense contre les agressions produites par les radicaux libres de l’oxygène.
Ces enzymes antioxydantes sont au nombre de 4, elles sont, cellulaires, gastro-intestinales, extracellulaires et liées aux membranes phospholipidiques.
Elles partagent toutes le même rôle détoxifiant des espèces réactives de l’oxygène (peroxyde d’hydrogène et hydroperoxydes organiques) et leur activité enzymatique est directement proportionnelle à l’apport en sélénium, conséquence de la relation étroite qui existe entre carence en sélénium et stress oxydant.
Le sélénium est également cofacteur de la 5‘-désiodinase (5‘DI) et active ainsi la transformation de l’hormone thyroïdienne T4 en T3 dans les tissus périphériques.
Il améliore ainsi le rendement de la glande thyroïde. La sélénoprotéine P qui sert au transport du sélénium est aussi antiradicalaire.
D’autre part, le sélénium a un rôle de modulateur des réponses inflammatoires.
Alors qu’il s’avère être immunostimulant à faible dose, il est par contre immunosuppresseur à forte dose.
Enfin, il participe à la détoxification des xénobiotiques.
Une étude clinique a montré que 100µg pris quotidiennement pendant 5 semaines améliore l’humeur et diminue l’anxiété (notamment en post-partum ainsi que chez les personnes âgées hospitalisées, chez les patients cancéreux suivant une chimiothérapie et chez les patients VIH recevant un traitement antirétroviral intense.
Le sélénium fait l’objet de nombreuses études pour son rôle dans les pathologies cancéreuses.
un apport en sélénium est intéressant grâce à :
- son activité antioxydante puissante (en association avec la vitamine E) ;
- son action stimulante du système immunitaire ;
- son activité dans le métabolisme du foie, de la thyroïde et dans la formation des spermatozoïdes.
Carences :
Elles se décrivent principalement dans les régions où les sols sont pauvres en sélénium (Asie, Nouvelle Zélande, Ecosse, Allemagne, Russie…) ou peuvent être consécutives à un régime végétarien, à une nutrition parentérale prolongée, à l’alcoolisme, au tabagisme ou à une inflammation de l’intestin.
La carence se traduit par une baisse du Se plasmatique, de la GPHPx érythrocytaire ou plaquettaire, une incapacité cellulaire à métaboliser les peroxydes, une macrocytose, une hémolyse, des modifications d’activité enzymatiques reflétant la fonction hépatique et musculaire, des troubles de l’immunité, des concentrations élevée en hormone thyroïdienne T4.
Les signes cliniques peuvent se caractériser par des faiblesses musculaires douloureuses, des atteintes cutanées (hyperpigmentation), la survenue d’infection à répétition et des troubles cardiovasculaires.
Apports conseillés :
La dose de 1µg/kg de poids corporel et par jour a été fixé comme dose adaptée.
En moyenne, les ANC sont de 55 µg/jour. Il semblerait qu’en France, les apports moyens ne représenteraient que 60 à 70% des doses recommandées.
La valeur maximale de 5µg/kg/jour a été définie comme la dose n’induisant aucun risque d’effet délétère (toute une vie durant) et c’est la dose limite de 150µg/jour qui a été proposée en France.
Cette limite est basse lorsque l’on sait que les Finlandais en consomment de l’ordre de 100 à 200µg/jour.
La prise sur de longues périodes de 500 à 1000 µg par jour, donc des doses très élevées, peut être responsable d’alopécie, de caries dentaires, de lésions de la peau, d’ongles épaissis et friables. Sources alimentaires : Les céréales complètes et les produits animaux sont des sources de sélénium.
Les poissons tels que la lotte (425µg/100g), le thon (348µg/100g) et le lieu noir (180µg/100g) en contiennent des quantités importantes.
Les noix du brésil sont elles aussi une source majeure de sélénium (1 noix en contient environ 95µg).
Parmi les autres oligoéléments, le manganèse (Mn) (Mn ; 1 mole = 55 g) fait partie des minéraux qui sont indispensables chez l’Homme, tout comme le molybdène (Mo) mais qui ne justifient pas de définition des apports nutritionnels conseillés dans la mesure où la couverture des besoins est largement assurée par l’alimentation.
Dans le même groupe, on peut également citer le vanadium (V), le cobalt (Co), le Nickel (Ni), l’iode (I) et le fluor (F). on répertorie également le Cuivre (Cu), le Silicium (Si) et le Rubidium (Rb).
