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Introduction aux minéraux

• Les minéraux sont des atomes (ou molécules/ions) présents à la surface de la Terre, essentiels à la constitution de l'organisme.
• Le calcium et le phosphore sont les minéraux les plus abondants, entrant dans la composition des os.
• Les macroéléments sont présents à plus de 5 grammes chez un adulte de 70 kg, tandis que les oligoéléments se trouvent en plus faible quantité.

Objectifs pédagogiques

• Comprendre les principaux minéraux de l'organisme et leurs fonctions.
• Déterminer les causes et les conséquences des variations pathologiques des minéraux.
• Distinguer macroéléments et oligoéléments.

Plan du cours

• Définitions des minéraux
• Proportion des principaux minéraux dans l'organisme
• Sodium, chlore et potassium
• Calcium et phosphore
• Magnésium
• Soufre
• Oligoéléments

Définitions des minéraux (plus en détail)

• Les éléments minéraux du corps humain sont des atomes, des molécules ou des ions présents à la surface de la Terre (état solide).
• Ils sont essentiels à la constitution de l'organisme.
• La proportion des minéraux dans le corps est déterminante pour définir les macroéléments et oligoéléments.

Proportion des minéraux dans l'organisme

• Un tableau présente les quantités et la localisation principale de différents minéraux (Calcium, Phosphore, Potassium, Soufre, Sodium, Chlore, Magnésium) chez un adulte de 70kg, exprimés par rapport à la quantité totale des minéraux et en grammes.
• Les informations indiquent la proportion de chaque élément par rapport au total et sa localisation principale dans l'organisme (ex: Calcium, 44%, Os ; Sodium, 4%, Cations extracellulaires)

Sodium et Chlore : entrées, sorties et structure

• Le sodium et le chlore proviennent des aliments et du sel de table (NaCl).
• Les viandes, poissons et fruits de mer comptent parmi les aliments les plus riches en sels.
• Entrées : 6 à 9 g/j de NaCl par alimentation.
• Élimination : par les reins.
• La structure du NaCl solide (cristal) diffère de son état dissous dans l'eau.

Rôles du sodium dans l'organisme

• En solution, le sodium est ionisé (Na+).
• Il est le principal cation du liquide extracellulaire (plasma).
• La natrémie (concentration dans le plasma) se situe entre 135 et 145 mmol/L.
• Dans la cellule, la concentration est de 14 mmol/L.
• Il joue un rôle crucial dans le maintien de la répartition inégale de l'eau entre les compartiments intra et extracellulaires.
• Il est fondamental pour réguler le bilan hydrique et l'hydratation intracellulaire.
• L'ionogramme sanguin permet de suivre les taux de natrémie.

Variations pathologiques du sodium

• L'hyponatrémie (taux de sodium < 135 mmol/L, sévère < 120 mmol/L) est liée à l'hyperhydratation intracellulaire, avec des œdèmes possibles et des surcharges aqueuses (ex: potomanie/troubles psychiatriques).
• L'hypernatrémie (taux de sodium > 145 mmol/L, sévère > 160 mmol/L) est liée à la déshydratation intracellulaire, résultant d'une diminution d'apport hydrique, de pertes importantes (ex: rénales, digestives, sueurs).

Rôle du chlore dans l'organisme

• En solution, le chlore est ionisé (Cl-).
• Anion principalement extracellulaire.
• La chlorémie (taux de chlore dans le plasma) se situe entre 95 et 105 mmol/L.
• La concentration dans les cellules est de 14 mmol/L.
• Élimination par les reins, la sueur et les sécrétions digestives.
• Il intervient dans la régulation du bilan hydrique et dans l'équilibre acido-basique (régulation inverse des bicarbonates).
• Les variations pathologiques sont liées à l'hypo- ou hypernatrémie (influence sur le bilan hydrique) et non à une variation directe d'équilibre acido/basique.

Potassium : entrées, sorties et rôle

• Une alimentation normale apporte entre 2 et 4 grammes de potassium par jour.
• Les aliments riches en potassium sont les laitages, les végétaux, les fruits (bananes) et les viandes.
• Élimination principalement par le rein.
• Il est le principal cation intracellulaire (98% dans les cellules).
• La kaliémie (taux dans le plasma) se situe entre 3,5 et 4,5 mmol/L.
• Les érythrocytes sont particulièrement riches en potassium.
• Rôle vital dans la contraction musculaire et cardiaque : l'hyperkaliémie ou l'hypokaliémie sévère peuvent entraîner des troubles du rythme, voire un arrêt cardiaque.
• L'échantillon de plasma/sérum analysé pour mesurer la kaliémie doit être exempt d'hémolyse pour éviter une mesure fausse.

Variations pathologiques du potassium

• L'hypokaliémie (taux de potassium < 3,5 mmol/L, sévère < 2,5 mmol/L) est due à des pertes digestives, à des pertes rénales (médicaments diurétiques), et d'autres causes.
• L'hyperkaliémie (taux de potassium > 4,5 mmol/L, sévère > 6,5 mmol/L) est causée par un apport excessif, l'insuffisance rénale et la libération excessive de potassium intracellulaire (ex: nécroses tissulaires).

Sodium, chlore et potassium : Homéostasie

• Ces ions participent à l'homéostasie (maintien de l'état stable compatible avec la vie)
• Leur absorption et leur élimination sont en permanence régulées pour maintenir des concentrations stables.
• Ces régulations s'effectuent au niveau cellulaire, rénal et intestinal.

Calcium et phosphore : Besoins

• Les besoins en calcium et phosphore dépendent de l'âge (enfants et personnes âgées ont des besoins spécifiques).
• Une alimentation normale couvre largement les besoins quotidienne en calcium (apports alimentaires essentiellement par le lait et les fromages).
• Le lait, les œufs, les viandes et les céréales couvrent également les besoins en phosphore.

Calcium et phosphore : Répartition

• Le calcium est majoritairement stocké dans les os (99%).
• Le phosphore est également concentré dans les os (85%), avec une présence significative dans les cellules et les liquides extracellulaires (plasma).

Calcium et phosphore : Rôles

• Calcium : contraction musculaire, conduction nerveuse, coagulation sanguine, constituant essentiel des os.
• Phosphore : constituant des os, des acides nucléiques (ADN, ARN), des phospholipides, indispensable à l'activité de certaines protéines.

Calcium et phosphore : Homéostasie

• La régulation des taux de calcium et de phosphore est primordiale.
• Elle est contrôlée hormonalement, avec des régulations à l'entrée intestinale et à la sortie rénale.
• L'os est une réserve importante de calcium et de phosphore.
• Les régulations s'effectuent au niveau de l'intestin, des os et des reins.
• Plusieurs hormones sont impliquées dans cette régulation (parathormone, calcitonine, vitamine D).

Variations pathologiques du calcium (1)

• L'hypercalcémie se définit par un taux excessif de calcium dans le sang.
• Les causes incluent les métastases osseuses, le myélome multiple, et l'hyperparathyroïdie.
• La manifestation clinique peut être vague (asthénie physique et psychique, signes digestifs), ou plus grave avec des signes cardiaques importants et une hypercalcémie sévère potentiellement mortelle.

Variations pathologiques du calcium (2)

• L'hypocalcémie est une diminution anormalement basse du calcium dans le sang.
• Les causes incluent des carences en apports, le déficit en vitamine D, l'insuffisance rénale, et l'hypoparathyroïdie.
• La manifestation clinique se caractérise par des crises de tétanie.

Variations pathologiques du phosphore (3 et 4)

• L'hyperphosphorémie (taux de phosphore trop élevés) est généralement asymptomatique mais peut entraîner des calcifications.
• L'hypophosphorémie (taux de phosphore trop bas) provoque des signes tels que faiblesse musculaire, tremblements, confusion et convulsions.
• Les causes incluent l'insuffisance rénale, l'hypoparathyroïdie, la consommation excessive de vitamine D.
• L'hyper- et l'hypophosphorémie sont, dans une large mesure, corrélées aux variations de calcémie.

Magnésium

• Le magnésium est un ion intracellulaire important, après le potassium.
• 34% est dans les cellules, 1% dans le plasma et 65% dans les os, comme réserve.
• Les apports quotidiens se situent aux alentours de 0.25 à 0.50 g/j.
• Le magnésium est un constituant essentiel des os, important pour la conduction neuromusculaire et un cofacteur pour certaines enzymes (ex: ADN polymérase).

Variations pathologiques du magnésium

• L'hyponatrémie (taux insuffisant de magnésium) est souvent associée à la fatigue, aux crampes musculaires, douleurs, voire convulsions.
• La cause peut être digestive, rénale ou due à une malnutrition sévère.
• L'hypermagnésémie (taux trop importants) est rare mais peut conduire à une paralysie musculaire et des problèmes respiratoires. Elle est principalement liée aux insuffisances rénales ou à un surdosage.

Soufre

• Le soufre (S) est un élément présent dans certains fruits de mer, choux, viande et œufs.
• Il est un constituant majeur de certains acides aminés (cystéine, méthionine, taurine) et de certaines vitamines (ex: Thiamine).
• Il entre dans la composition du tissu conjonctif (cartilage, tendons et os).

Crédits

• Les crédits indiquent les auteurs du contenu pédagogique, de la charte graphique, et de l'ingénierie pédagogique.