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Claude SIRET : Professeur agrégé de biochimie – génie biologique au Lycée polyvalent R.J. Valin et à l’IUFM de La Rochelle
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Manger est une nécessité car notre organisme est formé d’un ensemble de 60 000 milliards de cellules dont les besoins en nourriture sont permanents ; mais l’acte de manger va bien au-delà de la simple couverture des besoins nutritionnels. Les aliments que nous ingérons fourniront donc les constituants nutritifs aux cellules (nutriments énergétiques, plastiques, indispensables) mais également des substances non nutritives bénéfiques (ex. : agents d’arômes) ou parfois indésirables (substances toxiques et/ou contaminants).
Les aliments sont des mélanges complexes de substances nombreuses et variées. Leur analyse immédiate permettra de distinguer entre l’inorganique et l’organique. L’étude réalisée ici se limitera à l’approche biologique et physiologique des aliments en ne considérant que les substances nutritionnelles.
Les lipides correspondent à un groupe hétérogène de composés organiques insolubles dans l’eau (caractère hydrophobe marqué). Cette particularité physique des lipides est à l’origine de l’hétérogénéité chimique du groupe. Cependant, une très grande majorité de lipides sont des esters d’acides gras.
Les glucides, communément appelés « sucres et féculents », constituent un groupe homogène de composés essentiellement ternaires dont la formule brute montre la présence de deux fois plus d’atomes H que d’atomes O (comme dans l’eau) d’où la dénomination anglo-saxonne de carbo-hydrates. Sur le plan chimique, les sucres simples ou oses sont des polyalcools possédant une fonction réductrice, aldéhyde ou cétone. Beaucoup de glucides sont des polymères d’oses (osides) qui seront libérés par hydrolyse de la liaison osidique. En raison de leur constitution chimique, les glucides sont des substances très hydrophiles : les oses et oligosides sont hydrosolubles, mais les polymères d’oses (ex. : amidon ou cellulose) sont des macromolécules insolubles dont certaines constituent les fibres alimentaires ou indigestible glucidique.
Les fibres alimentaires regroupent l’ensemble des composants non dégradables par les enzymes du tube digestif TD, favorisant le transit intestinal ainsi que l’évacuation des déchets, et qui pour cela ont la capacité d’incorporer de grandes quantités d’eau.
Les protides (du grec protos = premier) sont les constituants organiques qui occupent la première place (quantitative et qualitative) chez les êtres vivants. Ce sont des composés organiques quaternaires formés de C, H, O, et N. Les acides aminés constituent un vaste groupe (plus de 200) dont seuls les vingt participant à l’élaboration de la matière vivante sont bien connus. Leur polymérisation conduit à des chaînes d’acides aminés courtes (peptides) ou plus longues (protéines). Mais le caractère prédominant de ces polymères est le fait que l’ordre d’enchaînement des acides aminés n’est pas quelconque mais déterminé sous la forme d’une séquence imposée par l’information génétique. Les protéines sont donc les molécules spécifiques par excellence de la matière vivante ; elles sont constitutives pour la plupart, mais elles jouent aussi un rôle fonctionnel fondamental car les enzymes sont des protéines permettant la catalyse des réactions métaboliques dans des conditions compatibles avec la vie.
Les vitamines sont des nutriments indispensables dont l’organisme a perdu la possibilité de synthèse. Ce sont donc des substances organiques qui sont pourtant nécessaires, à doses minimes, pour son fonctionnement et sa croissance.
Les éléments minéraux indispensables sont classés en deux catégories selon l’importance de l’apport nécessaire en rapport avec leur teneur dans l’organisme. Les macroéléments sont les éléments minéraux majeurs à rôle constitutif. Les oligoéléments ou éléments traces sont nécessaires à doses infimes et jouent plutôt un rôle fonctionnel.
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8. Éléments minéraux
8.1 Présentation
Les éléments minéraux nécessaires à l’organisme sont nombreux (tableau 7). Les quantités présentes dans le corps humain varient de près de 1 kg pour le calcium et le phosphore à quelques grammes pour les oligoéléments les plus abondants (Fe, Zn, F) et moins de 1 mg pour le cobalt et le chrome. À cette grande diversité pondérale conduisant à la distinction entre macroéléments et oligoéléments, vient s’ajouter une multiplicité importante des rôles et fonctions attribués aux éléments minéraux.
Les éléments majeurs sont les éléments qualifiés d’électrolytes (Na, K, Cl) et les éléments constituant le squelette osseux (Ca, P) ainsi que le Mg. Quant aux oligoéléments, leur définition ne repose pas sur des critères chimiques ou biologiques, mais est de nature analytique : ce sont tous les éléments minéraux dont la teneur dans l’organisme humain est inférieure à 0,1 g/kg de poids corporel (soit inférieure à 7 à 8 g pour un homme adulte).
Alors que les rôles des éléments majeurs sont bien connus, les connaissances relatives aux éléments traces n’ont pu progresser qu’avec le perfectionnement des techniques d’analyse et un approfondissement des notions sur les métabolismes. À propos des oligoéléments, les données suivantes sont actuellement admises.
Les oligoéléments peuvent être classés en trois catégories :
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les plus importants sont essentiels et leurs carences chez l’homme sont connues : fer Fe, zinc Zn, cuivre Cu, iode I, sélénium Se, chrome Cr, molybdène Mo, fluor F ;
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d’autres sont essentiels mais leur carence chez l’homme n’est pas prouvée : manganèse Mn, cobalt Co ;
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enfin l’essentialité de certains oligoéléments chez l’homme reste à confirmer : silicium Si, vanadium V, nichel Ni, Bore B, Arsénic As.
Beaucoup d’oligoéléments interviennent, à faibles concentrations, dans d’innombrables processus vitaux, en tant que coenzymes ou activateurs d’enzymes, régulateurs,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BELITZ (H.D.), GROSCH (W.) - Food chemestry - . 1999 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
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(2) - DURLIAT (G.) - Biochimie structurale - . 1997 Collection Bibliothèque des sciences – Diderot Éditeur, Arts et Sciences.
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(4) - ADRIAN (J.), POTUS (J.), FRANGNE (R.) - La science alimentaire de a à z - . 1995 Éditions Tec. et Doc. Lavoisier.
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(6) - DESJEUX (J.F.), HERCBERG (S.) Coordonnateurs - La nutrition humaine – La recherche au service de la santé - ....
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