UE3 – Biochimie clinique, Nutrition, Métabolisme Dr Gonthier

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UE3 – Biochimie clinique, Nutrition, Métabolisme
Dr Gonthier
Date : 15/09/16 Plage horaire : 8h30-11h30
Promo : D1 2016-2017 Enseignant : M-P. Gonthier
Ronéistes :
MASSIP Chloé
Les Micronutriments
I. Introduction
II. Les micronutriments
1. Éléments minéraux
A. Sodium, Potassium, Calcium, Magnésium
B. Fer, Iode, Zinc, Cuivre, Sélénium
2. Vitamines
A. Vitamines hydrosolubles
a) Vitamines B
b) Vitamine C
B. Vitamines liposolubles
a) Vitamine E
b) Vitamine D
c) Vitamine K
d) Vitamine A et précurseurs de type caroténoïdes
C. Conservation des vitamines
3. Polyphénols
A. Les grandes classes de polyphénols
B. Localisation et rôles dans les végétaux
C. Polyphénols et alimentation
D. Propriétés biologiques des polyphénols et effet sur la santé
III. Conclusion
IV. Annales

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Nous allons rappeler de façon très succincte, ce que sont les macro et les micronutriments.
On essaiera de mettre en évidence, même si ça peut paraître un peu exhaustif, l’importance nutritionnelle et
l’impact biologique de ces micronutriments.
On s’intéressera ensuite à la partie minérale des aliments et à leur fraction vitaminique, avec les 2 grandes
familles de vitamines qu’il faudra savoir distinguer : hydro et liposolubles.
Enfin, on se concentrera sur la catégorie des polyphénols car ils ont pris beaucoup d’importance dans la
littérature. Nous verrons qu’ils sont considérés aujourd’hui, comme les antioxydants les plus abondants de
l’alimentation humaine.
I. Introduction
L’acte de se nourrir est un acte vital. Jusqu’à présent, on estimait que le côté vital des aliments était
simplement lié à sa capacité à apporter des éléments utilisables par l’organisme, pour générer de l’énergie
sous forme d’ATP.
Ø Il faut donc comprendre que les macronutriments jouent un rôle important dans les effets bénéfiques
pour la santé, puisque ces nutriments énergétiques sont utilisés pour générer de l’ATP, qui est la
molécule énergétique par excellence au niveau cellulaire.
Les macronutriments ont également d’autres fonctions, telles que le rôle de structure des membranes,
précurseurs d’hormones ou de médiateurs cellulaires…
Dans les macronutriments, on retrouve :
→ Les lipides
→ Les protéines
→ Les glucides
→ Les fibres alimentaires qui sont un peu particulières en termes de bénéfices (notamment au niveau
du côlon).
Ø Dans les aliments, nous retrouvons également de l’eau, qui est le principal constituant de notre
organisme. On imagine donc bien qu’il faut consommer de l’eau des aliments pour pouvoir satisfaire
nos besoins, en termes de degré d’hydratation.

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Ø On avait souvent tendance à oublier les micronutriments en diététique et en nutrition, car ce sont des
molécules qui sont apportées en petites quantités, comparées aux protéines qui représentent environ 1g
du poids corporel (contre 90 mg pour la vitamine C, par exemple). De ce fait, on pensait qu’ils n’avaient
pas beaucoup d’importance.
De plus, ce sont des composés qui n’ont pas de potentiel énergétique intrinsèque
En effet, les recherches ont démontré que l’apport en micronutriments est important, puisque de
nombreux micronutriments (comme les vitamines) vont jouer un rôle de co-facteurs enzymatiques.
Leur absence provoquera une altération du métabolisme des macronutriments.
Donc, sans micronutriments, l’organisme est incapable d’utiliser de manière correcte les
macronutriments. Par conséquent, même s’ils n’ont pas de propriété énergétique intrinsèque propre, ils
vont permettre à l’organisme de retirer le plus d’énergie possible des autres macronutriments.
Les micronutriments jouent donc un rôle dans le métabolisme énergétique.
Certains d’entre eux vont exercer d’autres rôles importants comme le fer, le calcium, les polyphénols
(puissants agents antioxydants qui piègent les radicaux libres lors du métabolisme énergétique et
empêchent que la cellule subisse un phénomène d’intoxication et meure par apoptose).
On verra 3 types de micronutriments importants :
- Les minéraux (liste non exhaustive, ciblée sur ceux impliqués dans quelques phénomènes
pathologiques : Sodium, Potassium, Calcium et Magnésium), quelques micro et oligo-éléments (Fer,
Iode, Zinc, Cuivre et Sélénium qui jouent un rôle important en tant que cofacteurs d’enzymes anti-
oxydantes endogènes)
- Toute la famille des vitamines avec les vitamines hydrosolubles (toutes les vitamines B et la vitamine
C) et les vitamines dites liposolubles (la famille ADEK : vitamine A et ses précurseurs de type
caroténoïdes, vitamine D, vitamine E et vitamine K)
- Les polyphénols (aujourd’hui : importante littérature sur les polyphénols et leurs bienfaits. Ils sont
apportés notamment par le raisin, le cacao, le café, le thé vert. Ils possèdent de nombreuses
propriétés et un fort potentiel antioxydant)
II. Les micronutriments
1. Eléments minéraux
v Définition et classification :
La fraction minérale des aliments est composée des :
➢ Macroéléments
➢ Microéléments
➢ Oligo-éléments
Cette classification est basée selon l’importance quantitative dans le corps humain (70kg), donc selon la
quantité disponible au sein de l’organisme et non pas selon la quantité apportée par les aliments :
- Macro-éléments : 30g < quantité < 1 300g
Ex : sodium, potassium, calcium (le plus abondant, peut atteindre 1 à 1,5 kg par rapport à la masse totale
de l’individu en tant qu’agent de minéralisation du squelette osseux), magnésium, phosphore, chlore, soufre.
Ce sont des éléments minéraux existant en grande quantité dans l’organisme. Ce n’est pas lié à leur quantité
dans les aliments mais, à leur stockage dans l’organisme.
- Micro-éléments : 1g < quantité < 10g
Ex : fer, fluor, iode, zinc

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- Oligo-éléments : quantité < 0,1g (dits à l’état de traces)
Ex : cuivre, sélénium, manganèse, chrome, cobalt, lithium
L’enzyme qui convertit l’anion superoxyde (O2•-) et le neutralise en H2O2, s’appelle la Superoxyde
Dismutase (SOD). Il existe 3 formes de SOD :
1. La Cu/Zn SOD qui est cytosolique
2. La Mn SOD qui est mitochondriale
3. La SOD qui est excrétée et est extracellulaire
On voit bien ici pour les 2 premières formes, qu’il y a nécessité d’avoir des cofacteurs (minéraux). On
retrouve ici typiquement un élément trace (le Manganèse), qui pourtant est essentiel pour le fonctionnement
de la SOD mitochondriale, pour détoxifier le O2•- en H2O2 (celui-ci sera ensuite transformé en H2O + O2
grâce à la catalase, qui est mitochondriale).
La mentalité concernant les micronutriments a alors beaucoup changé au fil des publications, qui ont
montré leurs rôles parfois très pointus, à des endroits bien spécifiques.
Dans le langage courant, on parle de sels minéraux pour l’ensemble macro et micro-éléments, et les oligo-
éléments des aliments sont à part, car ils sont présents à l’état de traces.
Les oligo-éléments sont peu consommés mais, ce n’est pas la quantité qui compte, puisque certains vont
jouer des rôles cruciaux, notamment le sélénium, qui sera un élément important pour l’activation d’enzymes
antioxydantes au niveau mitochondrial.
Donc généralement, plus ils sont apportés à l’état de traces (en petite quantité), plus ils vont exercer des
fonctions bien précises. En cas de carence, on peut avoir une pathologie précise qui sera associée.
Question (2015/2016) : ça ne reviendrait pas à la même chose de parler de quantité dans l’organisme et de
quantité dans les aliments qu’on ingère ? On ne trouvera jamais du fluor en quantité astronomique dans
quelque chose que l’on ingère non ?
Réponse : Bien sûr que ça va dépendre de ce que l’on va consommer. Si deux personnes consomment du lait
différemment, les teneurs en calcium vont être différentes. Là, ces quantités sont basées sur l’apport
journalier recommandé pour la fonction physiologique attribuée. Par exemple, la densité osseuse du
calcium est d’environ 2% et si on carbonisait un corps humain on retrouverait 1kg à 1kg3 de calcium.
Mais cette classification est liée à la quantité stockée dans l’organisme et non à la quantité dans les
aliments que l’on consomme.
Important : Toutes ces notions de minéraux, macroéléments, microéléments,… ne seront plus revues
jusqu’à l’ECN, il faut donc les maîtriser dès à présent.
v Apports alimentaires des éléments minéraux :
Les minéraux peuvent être apportés sous 2 formes :
Ø Souvent sous forme de cristaux solides, non ionisés = sels minéraux
(Ex : chlorures et phosphates de sodium, potassium, calcium, magnésium, chlorure de sodium ou sel,
chlorure de phosphate ou lait)
Ø Certains sous forme de complexes notamment avec protéines, fibres alimentaires
(Ex : le fer qui est apporté par les protéines d’origine musculaire dans les viandes, en particulier les
viandes rouges. Et du coup, si on a besoin de supplémenter un individu carencé en fer, on demande à
celui-ci de consommer de la viande rouge (bœuf) et des substances végétales, en particulier des
légumineuses comme les lentilles).

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v Minéraux d’intérêt dans l’alimentation et effets sur la santé (liste non exhaustive, souvent associés à
des disfonctionnements importants) :
- Sodium impliqué dans l’hypertension artérielle
- Potassium (effet inverse du sodium dans l’hypertension artérielle)
- Calcium pour l’ostéoporose ou le rachitisme
- Magnésium
- Fer
- Zinc
- Cuivre
- Sélénium
- Iode
Minéraux impliqués dans la défense anti-oxydante : fer, zinc, cuivre, sélénium, iode.
v Intérêts nutritionnels des éléments minéraux :
Les minéraux ne sont pas des sources d’énergie (par ex, on ne consomme pas de calcium pour récupérer de
l’ATP), mais sont souvent incorporés dans des structures cellulaires (ex : membranes cellulaires, structure
des os…) :
à A cet égard, ils jouent le rôle de nutriments structuraux (ex : le calcium pour la minéralisation du
squelette osseux).
D’autre part, de très nombreux minéraux sont indispensables à l’activité des hormones, des protéines et
surtout des enzymes (de nombreuses enzymes sont dépendantes du cuivre : métallo-enzymes, certaines sont
dépendantes du magnésium, d’autres du calcium).
à A cet égard, ils jouent donc le rôle de nutriments catalytiques.
On va donc distinguer 2 intérêts nutritionnels : un rôle structural et un rôle catalytique.
Les minéraux ne sont pas dégradables au sein de l’organisme. Il n’y a donc pas de catabolisme de ces
minéraux. Le « métabolisme minéral » se limite aux mouvements de ces composés entre le sang et les
tissus, et à leur élimination au niveau urinaire.
Le métabolisme des minéraux est très simple. On n’a pas à faire à des voies enzymatiques qui vont convertir
le calcium ou le fer, mais simplement à un circuit entre absorption, utilisation et élimination. Il n’y a donc
pas de métabolisme, ni de biosynthèse, ni de catabolisme comme dans le cas des macronutriments.
La répartition des minéraux est irrégulière dans les aliments. Pour certains d’entre eux, il est utile de
connaître les aliments qui en sont riches. Selon la source de l’élément, la répartition des minéraux est très
variable. On s’aperçoit que les aliments d’origine végétale sont riches en minéraux et les viandes sont
caractéristiques de certains types de minéraux.
Lorsqu’on est face à un individu présentant des carences minérales spécifiques, il faudra aller chercher
dans le codex alimentaire (la classification internationale des aliments), les principales sources de certains
types de minéraux (ex : le cacao qui est riche en fer ou encore les produits laitiers riches en calcium). On a
donc besoin de ces connaissances en « science des aliments » pour pouvoir apporter des conseils
nutritionnels aux patients, notamment en situation de carence.