2 - Metabolismul și fiziologia oligoelementelor

La fel ca rolul biologic, metabolismul oligoelementelor este guvernat de legarea lor de proteine. Homeostazia oligoelementelor, adică reglarea conținutului lor în organism, este guvernată de fenomene de inducere a acestor metaloproteine.

În lumina cunoștințelor mai mult sau mai puțin definitive dobândite în destinele metabolice ale anumitor elemente, am încercat să simbolizăm într-un mod sintetic și schematic ceea ce poate fi considerat ca diferitele etape ale metabolismului unui oligoelement.

2. 1 - Absorbție

Absorbţie: complexitatea sa provine din diferitele forme chimice în care metalul este furnizat de alimente, săruri minerale, complexe organice (metaloproteine, organometalice, aminoacizi, vitamine, fitopți).

Prin urmare, mecanismele implicate vor varia în funcție de forma metalului și se referă fie la difuzia simplă, care nu este un mecanism foarte eficient, fie la transportul activ sau pasiv cu transportorul de proteine ​​sau cu un transportor de molecule organice, metalul fiind complexat ( Cu și histidină) sau substituit (Se și metionină) pentru aminoacizi sau vitamine, este apoi absorbit pe un „vector gazdă”, cum ar fi un parazit, sau în cele din urmă din depozitarea în celula intestinală permițând adesea proteine ​​nespecifice, cum ar fi fixarea metalotioneinelor la locul absorbției în caz de aport rapid sau eliminare prin descuamare în caz de intrări toxice.

2. 2 - Transportul de sânge

Transportul de sânge: Cu rare excepții, oligoelementele nu se găsesc niciodată sub formă de ioni liberi, ci sunt legate de diferite tipuri de transportoare:

  • molecule mici (aminoacizi, vitamine) cu care formează complexe;
  • proteine ​​nespecifice precum albumina care, datorită siturilor sale de legare, pot transporta nu numai acizi grași liberi, bilirubină etc., medicamente, ci și multe metale;
  • proteine ​​specifice precum transferină, transcobalamină, nicheloplasmină, transmanganină.

Cu toate acestea, este necesar să fim foarte riguroși în definiția unui transportor de metale; într-adevăr această noțiune nu înseamnă pur și simplu existența unei metaloproteine ​​în plasmă, ci necesită ca această proteină să fie capabilă să capteze cu ușurință metalul dintr-un loc al corpului pentru a-l transporta în altul și a-l da acestui țesut. Astfel, ceruloplasminul pare, în prezent, să fie considerat mai mult ca o enzimă serică care oxidează fierul sau aminele biogene în plasmă decât ca transportor activ de cupru absorbit în timpul digestiei, rol care trebuie să fie descris pe aminoacizi și cu ser albumină.

2. 3 - Depozitare

Depozitare: dacă este cel mai adesea hepatic, este posibil și în alte țesuturi; din nou, este necesară o anumită precauție pentru a defini fără ambiguitate forma de stocare. Este necesar să se compare estimările conținutului țesuturilor din metale care sunt doar elemente statice cu măsurătorile dinamice efectuate folosind izotopi radioactivi care să permită o mai bună apreciere a cifrei de afaceri a elementului. Într-adevăr, cele mai bogate țesuturi pot conține metalul într-o formă inutilizabilă din punct de vedere metabolic, ceea ce este adesea cazul țesutului osos.

În țesuturi, metalul se poate lega și de așa-numitele proteine ​​de stocare, fie specifice, cum ar fi feritina, fie nespecifice, cum ar fi metalotioneinele, care prin numeroasele lor grupări tiol (conțin 50% cisteină) rețin multe metale (cupru, zinc, mangan), cadmiu, plumb sau mercur), vezi figura 5 .

​​de stocare

Liza celulelor care conțin proteine ​​de stocare explică creșterea în plasmă a anumitor oligoelemente în așa-numitele sindroame de citoliză.

2. 4 - utilizarea țesuturilor

Utilizarea țesuturilor: în țesături, metalele au destine variate. Ele pot fi stocate prin încorporare aici din nou în proteinele de stocare; dar remarca făcută deja despre cupru ar trebui să necesite o anumită precauție, deoarece multe cuproproteine ​​tisulare s-au dovedit ulterior a fi enzime: superoxidul dismutază este un exemplu.

Acestea pot fi metabolizate, oxidate sau reduse sub influența unor enzime specifice, cum este cazul cobaltului, sau pot fi metilate, cum ar fi seleniu, cobalt, mercur, arsenic; această metilare implică vitamina B12 metilată ca coenzimă și poate duce fie la derivați volatili care sunt ușor eliminați, fie la derivați toxici.

Ele pot fi în cele din urmă încorporate în enzime: după cum am văzut, rolul lor major.

2. 5 - Excreția

Excreţie: deși multe țesuturi pot participa la excreția metalelor (plămânul pentru metil metale, pielea prin transpirație), cea mai mare parte a rolului excretor rămâne apanajul rinichiului și al bilei.

  • Elemente cu excreție biliară în principal: Cu, Fe, Mn, Ni, Sr, V
  • Elemente excretate în principal în urină: Cr, CO, Se, Mo
  • Elemente cu posibilă excreție prin sudoare: Cr, Cu, Zn, Se, Sr.

Majoritatea oligoelementelor au o excreție biliară și au un ciclu enterohepatic, elementele secretate de bilă, secreții intestinale și pancreatice, foarte bogate în zinc, cupru, mangan vor fi reabsorbite în mare măsură în duoden. Această fiziologie specială complică interpretarea studiilor privind biodisponibilitatea oligoelementelor. Tulburările din sfera digestivă vor fi, de asemenea, cauze ale unor deficiențe semnificative prin perturbarea acestor mecanisme de reabsorbție, fistule intestinale, sindroame inflamatorii, pancreatită.

Eliminarea urinară este predominantă pentru metalele eliminate sub formă "sechestrată", cum ar fi cobalt în vitamina B 12 sau sub formă anionică, cum ar fi molibdat.

2. 6 - Homeostazia metalelor

Homeostazia metalelor este asigurată prin reglarea ratei de absorbție intestinală sau prin reglarea ratei de excreție biliară sau urinară. Există o influență hormonală pentru anumite metale, ceea ce explică existența ciclurilor nictemerale.

Majoritatea oligoelementelor au mecanisme homeostatice bazate pe inducerea unor proteine ​​de stocare mai mult sau mai puțin specifice, demonstrând că aceste elemente, departe de a fi simple contaminanți, au mecanisme sofisticate în genomul nostru care le reglează metabolismul. Tulburările genetice există și în bolile ereditare ale metabolismului cuprului, zincului sau fierului și duc la simptome clinice caracteristice care dovedesc nevoia lor pentru oameni.