Les minéraux alimentaires sont des éléments inorganiques essentiels qui servent de cofacteurs enzymatiques, de composants structuraux des tissus et d’électrolytes qui maintiennent l’équilibre osmotique et les potentiels membranaires. Ils sont classés en macrominéraux nécessaires en quantités supérieures à 100 milligrammes par jour et en oligoéléments nécessaires en plus petites quantités.

Fer

Le fer est essentiel pour le transport de l’oxygène dans l’hémoglobine et la myoglobine et comme cofacteur pour les cytochromes, la catalase et d’autres enzymes. Le fer existe sous formes ferreuse et ferrique, et son cycle redox est central à sa fonction. Le fer hémique des sources animales est plus biodisponible que le fer non hémique des plantes. L’absorption du fer est régulée par l’hepcidine, une hormone peptidique qui contrôle l’exportation du fer par la ferroportine des entérocytes.

La carence en fer provoque une anémie microcytaire hypochrome avec fatigue, pâleur et pica. La surcharge en fer provoque une hémochromatose avec cirrhose hépatique, diabète et cardiomyopathie. L’hémochromatose héréditaire résulte de mutations du gène HFE provoquant une absorption non régulée du fer.

Calcium

Le calcium est le minéral le plus abondant dans l’organisme, avec 99 % stocké dans l’os sous forme d’hydroxyapatite. Il est essentiel pour la structure osseuse, la contraction musculaire, la transmission nerveuse, la coagulation sanguine et la signalisation intracellulaire. Le calcium sérique est étroitement régulé par la parathormone, la vitamine D et la calcitonine. La PTH augmente le calcium en favorisant la résorption osseuse, la réabsorption rénale et l’activation de la vitamine D. L’hypocalcémie provoque une tétanie et des paresthésies. L’hypercalcémie provoque des calculs rénaux, des douleurs abdominales et de la confusion.

Zinc

Le zinc est un cofacteur pour plus de 300 enzymes, notamment l’alcool déshydrogénase, la phosphatase alcaline et les métalloprotéinases matricielles. Il stabilise également les domaines doigt de zinc de nombreux facteurs de transcription. Le zinc se trouve dans la viande, les crustacés et les légumineuses. La carence provoque un retard de croissance, un hypogonadisme, un dysfonctionnement immunitaire et un retard de cicatrisation. L’acrodermatite entéropathique est un trouble génétique de la malabsorption du zinc.

Magnésium

Le magnésium est un cofacteur pour plus de 600 enzymes, notamment toutes les enzymes nécessitant de l’ATP. Il stabilise l’ATP, les acides nucléiques et les membranes. Le magnésium se trouve dans les légumes à feuilles vertes, les noix et les céréales complètes. La carence provoque des crampes musculaires, une faiblesse, des arythmies et une hypocalcémie résistante à la correction. L’hypermagnésémie provoque une hypotension et une dépression respiratoire.

Cuivre

Le cuivre est un cofacteur pour la cytochrome c oxydase, la superoxyde dismutase, la lysyl oxydase et la dopamine bêta-hydroxylase. Il est absorbé dans l’intestin grêle et transporté par la céruloplasmine. La maladie de Wilson provoque une accumulation de cuivre dans le foie et le cerveau due à des mutations d’ATP7B, se présentant par une maladie hépatique et des symptômes neurologiques. La maladie de Menkes est un trouble lié à l’X par carence en cuivre avec cheveux crépus, dégénérescence neurologique et anomalies du tissu conjonctif.

Sélénium

Le sélénium est incorporé dans les sélénoprotéines sous forme de sélénocystéine, le 21e acide aminé. Les glutathions peroxydases et les thiorédoxines réductases sont des sélénoenzymes importantes impliquées dans la défense antioxydante et la régulation redox. Le sélénium se trouve dans les noix du Brésil, les fruits de mer et les abats. La carence contribue à la maladie de Keshan, une cardiomyopathie affectant les régions pauvres en sélénium de la Chine, et à la maladie de Kashin-Beck, une ostéoarthropathie.

Iode

L’iode est essentiel pour la synthèse des hormones thyroïdiennes. Le symporteur sodium-iode concentre l’iodure dans la thyroïde, où il est incorporé dans la thyroglobuline. La carence en iode provoque un goitre et une hypothyroïdie, et est la principale cause évitable de déficience intellectuelle dans le monde. Le sel iodé a considérablement réduit la prévalence de la carence. L’excès d’iode peut également provoquer un dysfonctionnement thyroïdien.

Autres oligoéléments

Le manganèse est un cofacteur pour l’arginase, la superoxyde dismutase et la pyruvate carboxylase. Le molybdène est un cofacteur pour la sulfite oxydase et la xanthine oxydase. Le chrome potentialise l’action de l’insuline, bien que son caractère essentiel chez l’humain soit débattu. Le fluorure renforce l’émail dentaire et prévient les caries dentaires. Le cobalt est un composant de la vitamine B12. Le silicium et le bore sont considérés comme possiblement essentiels mais leurs rôles biochimiques sont moins bien définis.