Table des matières
élément chimique essentiel
Définition
Biologie-nutrition
Élément chimique nutritif nécessaire au développement des organismes, devant être absorbé, puis intégré en tant qu’élément structural.
e. m.
Voir : absorberplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigabsorber
Capter pour l’utiliser, un corps chimique, une particule énergétique (photon), un aliment (vivant ou non)., élément chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément chimique
Les substances constituées datomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules sont des corps simples..
Informations complémentaires
Pour qu’un élément soit considéré comme essentiel, outre le fait qu’il doit être non remplaçable par un autre élément chimique, il doit être, globalement, indispensable au développement de l’organisme, c’est-à-dire, indispensable à :
- la constitution de l’organisme, à l’échelle cellulaire, tissulaire, ou des organes. Ils jouent, par exemple, un rôle essentiel dans diverses structures de soutien, comme le calcium dans les parois cellulaires végétales, ou dans la constitution des os ;
- une fonction particulière : c’est ainsi que le calcium a un rôle essentiel dans la contraction musculaire, et que des concentrations optimales en sodium et potassium sont indispensables au bon fonctionnement des transports transmembranaires. Certains minéraux entrent dans la composition des enzymes et des hormones.
La carence en un élément essentiel provoque des anomalies structurelles et fonctionnelles (physiologiques).
La notion d’éléments essentiels est utilisée aussi bien en physiologie animale, qu’en physiologie végétale. Toutefois, que les végétaux (nous parlons ici des plantes supérieures) soient en général autotrophes, et que les animaux soient hétérotrophes, introduit une différence quant à la nature des nutriments. Pour les animaux et l’homme, la notion d’éléments chimiques essentiels est englobée dans celle de nutriments (organiques et inorganiques) essentiels et dans celles, encore plus large, d’aliments.
Voir : alimentplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigaliment
Substance (matière organique ou non) absorbable par un être vivant, lui apportant les éléments nécessaires à son métabolisme., autotropheplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigautotrophe
Organisme pouvant synthétiser sa propre matière organique à partir de matière minérale et gazeuse (CO2), la source de l’énergie nécessaire étant soit physique, soit chimique., carenceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcarence
Manque plus ou moins important d’un facteur physique (lumière, température) ou chimique, comme une substance minérale (calcium, fer, etc.) ou organique (protéine, vitamine, etc.) dans le métabolisme d’un organisme animal ou végétal, celluleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcellule
Unité biologique de base de tout organisme, réduite à elle-même chez les protozoaires et les protophytes, ou associée à d’autres ayant la même structure et la même fonction pour constituer un tissu, chez les pluricellulaires végétaux comme animaux., enzymeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigenzyme
Catalyseur biologique de nature protéique, produit par les cellules de tout organisme, accélérant les réactions biochimiques du métabolisme., hétérotropheplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighétérotrophe
Être vivant élaborant sa propre matière organique à partir de celle d’autres organismes., hormoneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighormone
Substance sécrétée par une glande ou un tissu d’un organisme animal ou végétal, transportée par le milieu intérieur et susceptible de modifier l’activité de cellules électivement sensibles., nutrimentplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignutriment
Élément chimique ou molécule relativement simple, soluble, utilisable sans transformation lors du métabolisme cellulaire., organeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigorgane
Unité morphologique d’un organisme, constituée de différents tissus aux fonctions diverses., organismeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigorganisme
Entité vivante possédant une unité d’organisation et de fonctionnement., paroi cellulaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigparoi cellulaire
Paroi rigide, externe à la membrane plasmique des cellules végétales, des champignons et des bactéries., plante supérieureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplante supérieure
Plante dont l’appareil végétatif est constitué au moins d’un système d’axes (tiges) portant le plus souvent des feuilles, auquel est généralement associé un système racinaire et des tissus conducteurs de sèves., tissuplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigtissu
Association de cellules différenciées ayant sensiblement la même forme, la même taille et remplissant la même fonction..
Concentration des éléments chimiques dans les tissus
L’analyse chimique des tissus montre que certains éléments chimiques sont en quantités importantes et d’autres plutôt à l’état de traces. Les apports nutritionnels doivent être en rapport avec ces quantités, les premiers sont appelés macroéléments et les seconds, microéléments ou, plutôt, oligoéléments, ou encore éléments traces essentiels. D’autres éléments, encore plus rares (en dessous de 0,1 mg/kg), mais jouant un rôle essentiel dans le métabolisme, sont parfois appelés éléments ultra-traces dans la littérature scientifique anglophone. C’est le cas, par exemple : du bore, du silicium, du nickel, du vanadium, et du cobalt. Chez certains animaux, on trouve d’autres éléments ultra-trace essentiels : le brome, le cadmium, le fluor, le plomb, le lithium et l’étain.
Les éléments traces essentiels peuvent devenir toxiques au delà d’un certain seuil.
Voir : élément-trace, macroélémentplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmacroélément
Élément chimique nécessaire en grande quantité dans les apports nutritionnels utiles à la croissance et au développement des organismes., métabolismeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmétabolisme
Ensemble des réactions physico-chimiques fournissant aux organismes l’énergie et la matière organique nécessaires au fonctionnement cellulaire., oligoélémentplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigoligoélément
Élément chimique nécessaire en petites quantités pour la croissance et le développement des organismes., toxiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigtoxique
Qualifie une substance qui provoque des effets néfastes pour la santé des organismes vivants..
Les végétaux
Macroéléments
Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote constituent les éléments principaux de la matière organique végétale et représentent plus de 90 % de la matière sèche végétale. En quantités relativement importantes, mais plus faibles, il faut ajouter le calcium, le potassium et le magnésium, le phosphore, et le soufre. Ces éléments nécessaires en grande quantité dans les apports nutritionnels, sont appelés, macroéléments.
Voir : matière organiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmatière organique
Matière synthétisée par les êtres vivants..
Microéléments ou oligoéléments
On trouve huit éléments essentiels, nécessaires en quantités moindres : le chlore, le fer, le manganèse, le bore, le zinc, le cuivre, le nickel et le molybdène. Ces éléments interviennent comme cofacteurs de réactions enzymatiques, en particulier les réactions d’oxydo-réduction de : la photosynthèse, la réduction des nitrates dans la plante, etc.). Les concentrations données dans les tableaux ci-dessous ne sont que des ordres de grandeur, en effet, les espèces ont des exigences différentes et, au sein même d’une espèce, les besoins varient en fonction des variétés et même, des individus, si leur homogénéité génétique n’est pas élevée.
L’absorption des oligoéléments dépend de leur disponibilité dans le milieu. Cette disponibilité est fonction, en particulier, des interrelations des éléments minéraux entre eux.
Les quantités nécessaires à la croissance des plantes étant très faibles, les seuils de toxicité sont très proches des seuils de carence et l’agriculteur doit raisonner ses apports en oligo-éléments.
Voir : nitrateplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignitrate
Sel de l’acide nitrique (HNO3) ou ion nitrate (NO3-)., oxydo-réduction, photosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosynthèse
Fonction de tous les organismes chlorophylliens assurant la synthèse des glucides, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), avec la lumière pour source d’énergie., réductionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigréduction
Réaction au cours de laquelle un corps chimique (atome ou molécule) reçoit un ou plusieurs électrons. Ce gain peut être combiné à celui de protons (H+). Classiquement, la perte d’oxygène par un composé chimique est aussi un cas de réduction..
Carence en minéraux
Les symptômes d’une carence en un élément dépendent, en particulier, de son rôle fonctionnel ou structurel. Par exemple, le magnésium est un constituant de la molécule de chlorophylle et son absence dans les apports nutritionnels provoque la chlorose, qui est une décoloration plus ou moins prononcée des feuilles, due à un manque de chlorophylle. Le rôle peut être indirecte. C’est le cas du fer qui est nécessaire à la biosynthèse de l’un des précurseurs de la chlorophylle. Sa carence provoque donc également la chlorose.
Voir : biosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiosynthèse
Synthèse de molécules organiques par les cellules vivantes., chlorophylleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigchlorophylle
Molécule organique capable de capter l’énergie lumineuse de photons et d’activer des catalyseurs indispensables à la photosynthèse..
Concentration des éléments dans les tissus végétaux
La concentration des éléments chimiques dans un tissu sec s’exprime en milligramme par kilogramme ou aussi, ce qui revient au même en partie pour million (ppm). Quand les concentrations sont de l’ordre du ppm, on parle de traces, et quand elles sont encore inférieures, d’ultra-traces.
Voir : ppmplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigppm
Abréviation de l’anglais : part per million. En français : partie par million..
Tableau : Éléments essentiels aux plantes vasculaires et ordre de grandeur des concentrations dans leurs tissus.
| Élément | Symbole chimique | Forme disponible pour la plante | Concentration dans un tissu sec mg/kg (ou ppm) | Pourcentage de la matière sèche |
|---|---|---|---|---|
| Oligoéléments > Nickel > Molybdène > Cuivre > Zinc > Bore > Manganèse > Fer > Chlore Macroéléments > Soufre > Phosphore > Magnésium > Calcium > Potassium > Azote > Hydrogène > Oxygène > Carbone | > Ni > Mo > Cu > Zn > B > Mn > Fe > Cl > S > P > Mg > Ca > K > N > H > O > C | > Ni2+ > MoO42- > Cu+, Cu2+ > Zn2+ > H3BO3 > Mn2+ > Fe3+, Fe2+ > Cl- > SO42- > H2PO4-, HPO42- > Mg2+ > Ca2+ > K+ > NO3-, NH4+ > H2O > O2, H2O, CO2 > CO2 | > inférieure à 0,1 > 0,1 > 6 > 20 > 20 > 50 > 100 > 100 > 1 000 > 2 000 > 2 000 > 5 000 > 10 000 > 15 000 > 60 000 > 450 000 > 450 000 | > traces > « > « > « > « > « > « > « > 0,1 > 0,2 > 0,2 > 0,5 > 1 > 1,5 > 6 > 45 > 45 |
L'homme et les animaux
Un certain nombre de différences existent avec le monde végétal.
Macroéléments
Outre le carbone, l’oxygène, l’hydrogène et l’azote qui participe à de très nombreuses molécules, les autres minéraux abondants dans le corps humains sont : le calcium, le phosphore, le potassium, le sodium, et le magnésium.
Oligoéléments
Un certain nombre d’oligoéléments essentiels correspondent à des risques démontrés de carence chez l’homme : iode, fer, cuivre, zinc, sélénium, chrome, molybdène et fluor.
Tableau : Ordre de grandeur des concentrations en macroéléments et microéléments dans les tissus animaux.
| Élément | Symbole chimique | Concentration dans un tissu sec mg/kg (ou ppm) |
|---|---|---|
| Oligoéléments > Cobalt > Chrome > Nickel > Molybdène > Iode > Manganèse > Sélénium > Cuivre > Brome > Zinc > Fluor > Fer Macroéléments > Magnésium > Sodium > Chlore > Soufre > Potassium > Phosphore > Calcium > Azote > Hydrogène > Carbone > Oxygène | > Co > Cr > Ni > Mo > I > Mn > Se > Cu > Br > Zn > F > Fe > Mg > Na > Cl > S > K > P > Ca > N > H > C > O | > 0,02 > 0,02 > 0,1 > 0,1 > 0,2 > 0,2 > 0,2 > 1 > 29 > 33 > 37 > 60 > 270 > 800 800 > 1 600 > 2 300 > 9 500 > 19 000 > 31 000 > 98 600 > 211 500 > 624 300 |