Oligo-élément - Définition

Introduction

Les oligo-éléments sont une classe de nutriments éléments minéraux purs nécessaires à la vie d'un organisme, mais en quantités très faibles. On appelle oligo-éléments les éléments chimiques qui représentent une masse inférieure à 1 mg/kg.

Les oligo-éléments possèdent également une toxicité pour l'organisme lorsqu'ils sont présents à des taux trop élevés. L'effet d'un oligo-élément dépend de la dose d'apport. Lorsque l'oligo-élément est dit essentiel, l'absence, comme un apport excessif, sont létaux.

Définition

Les oligo-éléments essentiels répondent aux critères suivants :

• être présents à une concentration peu variable dans les tissus d'un organisme ;
• provoquer, par leur absence, des anomalies structurelles et physiologiques proches, et ce de façon similaire dans plusieurs espèces ;
• prévenir ou corriger ces troubles par leur seule présence.

Mode d'action

Liaison métal/protéine

Sauf à de rares exceptions, les métaux ne sont jamais présents à l'état d'ions libres dans un organisme. Leur absorption, leur transport, ainsi que leur stockage et leur mode d'action, sont conditionnés par la liaison à une protéine.

On distingue deux types de liaisons possibles :

• liaisons ioniques (métaux alcalins ou alcalino-terreux tels que Sodium, Potassium ou Calcium) : le métal, chargé positivement, se lie à des protéinates très facilement dissociables dont les groupements acides sont chargés négativement ;
• liaisons de coordination : tout oligo-élément métallique est apte à former ainsi des complexes de forme variable avec les protéines. Lorsque les deux éléments sont difficilement dissociables, on parle de métalloprotéines.

Utilisation tissulaire

Les oligo-éléments peuvent tout d'abord être stockés, en réserve. Lors de leur utilisation proprement dite, ils peuvent subir des réactions d'oxydation de réduction ou de méthylation sous l'influence d'enzymes spécifiques. Leur rôle majeur est toutefois l'incorporation dans des enzymes, au fonctionnement desquels ils sont alors essentiels.

Fonctions

Cofacteurs enzymatiques

En se liant aux enzymes, les oligo-éléments sont pour la plupart capable 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 un enzyme donné.

Un oligo-élément ainsi lié à une enzyme a un comportement de cofacteur enzymatique, indispensable au bon fonctionnement de l'enzyme.

Ces métallo-enzymes sont très nombreux dans le règne animal. On a ainsi décrit plus de deux cent enzymes ayant le zinc pour cofacteur.

Certains oligo-éléments entrent également dans la structure des vitamines, comme le Cobalt intégré à la vitamine B12. Ils n'ont alors pas directement une action de cofacteur, mais sont indispensables à la composition d'un coenzyme organique.

Dans le règne végétal, les oligo-éléments sont également capables de se lier à des apoenzymes pour former des hétéroenzymes catalysant la plupart des réactions vitales du métabolisme végétal (respiration, transport d'énergie, photosynthèse, etc.). Par exemple, l'un des rôles importants du fer est de permettre la fabrication de la chlorophylle.

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, que ce soit en participant à la structure moléculaire de l'hormone (comme l'iode et les hormones thyroïdiennes) ou à sa conformation spatiale (comme le zinc et l'insuline), ou encore en agissant au niveau du récepteur hormonal. Ils peuvent alors faciliter ou au contraire inhiber la reconnaissance de l'hormone par son récepteur.

Système immunitaire

Chez l'Homme, certains oligo-éléments participent au bon fonctionnement du système immunitaire, par une action sur les enzymes, mais aussi par une interaction avec des molécules de l'expression et de la transformation des cellules lymphoïdes. Ils peuvent également concourir à la lutte contre les radicaux libres de l'oxygène, potentiellement toxiques.

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. C'est le cas notamment du fluor dans l'hydroxyapatite du tissu osseux et dentaire.