Objectifs :

-Mettre en évidence le rôle de zinc et du cuivre dans le corps,

-Illustrer l’importance du ratio cuivre /zinc dans la prévention contre le vieillissement et plusieurs maladies.

Sommaire : 

1- Le rôle de zinc dans le corps et les source :

1-1- Le rôle du zinc :

 Le zinc est un oligo-élément important pour le bon fonctionnement du corps et en particulier le système immunitaire et le système redox cellulaire : le zinc assure plusieurs fonctions biologiques :

• Il est nécessaire à l’activation de 300 métallo enzymes et 3000 facteurs de transcriptions impliqués dans l’activation de plusieurs gènes de métabolisme cellulaire [1].
• Il active la maturation des cellules Natural killers de système immunitaire.
• Il entre dans le processus de lutte contre le stress oxydatif en activant la production du superoxyde
• Il joue un rôle important dans la production des neurotransmetteurs.
• Il joue un rôle important dans la production des hormones stéroïdiennes (la testostérone).
• Il intervient dans la régénération et la réparation des cellules épithéliales intestinales et les colonocytes.
• Il intervient dans le processus de sécrétion d’insuline par le pancréas.
• Il intervient dans le processus d’apoptose cellulaire.
• Il intervient dans la division et la croissance cellulaire par l’intermédiaire de IGF1.
• Le zinc aide à la réparation des tissus en agissant comme cofacteur dans plusieurs facteurs de transcription et systèmes enzymatiques.
• Le zinc protège contre les toxines d’origine bactériennes grâce à l’activité antioxydante des métallothionéines riches en cystéine.

La carence en zinc est associée avec le développement des maladies neurodégénératives, l’artériosclérose et le cancer [2].

• Le zinc et le système immunitaire :

La carence en Zn chez les animaux est associée à une déficience immunitaire, elle entraîne une diminution considérable du nombre de précurseurs de cellules lymphoïdes dans la moelle osseuse. Les patients qui présentent une carence en Zn, présentent une diminution de l’activité des cellules tueuses naturelles NK , ces patients souffrent souvent de l’acrodermatite entéropathique, qui se caractérise par une absorption intestinale réduite de Zn.
La carence conduit aussi à une atrophie au niveau du thymus, et une diminution du nombre de lymphocytes T CD4. 
La carence modérée ou légère en Zn < 3,5 mg / j; chez l’homme entraîne une diminution de l’activité de la thymuline, une diminution de l’activité des cellules tueuses naturelles, NK et une diminution de la prolifération lymphocytaire [3]. Vous voyez comment le zinc affecte votre système immunitaire !

1-2- Apport journalier recommandé en zinc : 

Il est entre 107 à 231μmol/jour 

L’homme adulte : les apports varient entre 14 mg/jour. 

La femme adulte : les apports varient entre 12 mg/jour.

1-3- Sources de zinc :

Les huitres, les légumes, les graines de citrouille, la viande rouge, les œufs, le chocolat noir, les noisettes et les amandes.

La composition nutritionnelle de quelques aliments riches en zinc : voir autres sources.

L’alimentation doit être diversifiée et variée pour s’assurer d’avoir un apport optimal en zinc. L’alimentation végétarienne doit être supplémentée avec des compléments de zinc pour éviter l’apparition des carences.

1-4- L’homéostasie du zinc :

Le maintien d’une concentration intracellulaire de zinc est très important pour la santé de l’organisme. Cette homéostasie est affectée essentiellement par le taux d’absorption et d’excrétion au niveau intestinal et rénal. Une carence d’apport en zinc affecte l’excrétion du zinc. Ceci est mobilisé à partir des tissus osseux et des muscles pour assurer l’homéostasie.de la concentration de zinc.

1-5- L’absorption :

L’absorption se fait à travers des transporteurs spécifiques au niveau des microvillosités gastro-intestinales (les DCT 1 sont des transporteurs qui se trouvent au niveau de duodénum) appelés des transporteurs de type ATPase. Ces derniers participent à l’absorption du zinc en générant un potentiel électrochimique. D’une manière générale, 30 pourcent de zinc est absorbé à partir des aliments, ce taux est variable selon l’âge et le sexe et l’apport en zinc. Il a été démontré que chez les personnes qui présentent un apport insuffisant, le corps essaye de compenser en augmentant l’efficacité de l’absorption.
La métallothionéine (MT) est une protéine qui joue un rôle important dans le transport de zinc à l’échelle intracellulaire.
L’excrétion du zinc se fait essentiellement au niveau intestinal (1-3 mg/jour). Une petite quantité est éliminée par voie urinaire 0.5 mg/jour)[4].

• Les chélateurs de zinc :

Il a été démontré que certaines molécules sont capables de diminuer l’absorption du zinc au niveau intestinal :
 – L’acide phytique (inositol hexa- and penta-phosphate) qui se lie au zinc au niveau de la muqueuse intestinale et empêche son absorption. Cette molécule se trouve principalement dans les céréales et les légumineuses, cependant plusieurs techniques comme la germination, le trempage et la fermentation permettent une réduction significative de taux d’acide phytique dans ces aliments [4].
Il a été démontré que des doses élevées de fer non organique réduisent le niveau d’absorption de zinc d’une manière significative selon une étude clinique randomisée. Les patients ont reçu une dose de 25 mg de sulfate de zinc. Après, ils ont reçu des doses de 25, 50 et 75 mg de fer. Les résultats ont montré que le taux de zinc plasmatique diminue avec l’augmentation de la dose de fer [5]. Par contre, il a été démontré dans d’autres études que les aliments fortifiés en fer n’affectent pas l’absorption de zinc.

• Les facteurs qui augmentent l’absorption :

Les protéines augmentent l’absorption et la biodisponibilité de zinc. La consommation de protéines animales de qualité telle que (la viande de bœuf, les œufs, les fromages) est essentielle pour avoir un apport optimal en zinc. Les acides aminés sont capables de se lier à l’acide phytique contenu dans les aliments et forment des complexes mieux absorbés avec le zinc.

1-6- Les risques de carences :

 Les carences en zinc peuvent être causées par un défaut d’apport, ou une demande élevée chez les personnes qui pratiquent une activité physique importante. Certaines maladies inflammatoires du tube digestif comme le syndrome d’intestin irritable, et l’hyperperméabilité intestinale peuvent engendrer des carences. Les conséquences d’une carence prolongée en zinc sont multiples :

• Une déficience immunitaire et une susceptibilité aux infections
• Diarrhée
• Troubles neurologiques
• Troubles hormonales
• Le développement de pathologies cutanées comme l’acrodermatite entéropathique.

1-7-Les compléments alimentaires les plus biodisponibles de zinc

Le sulfate, le gluconate et le citrate de zinc [6].

2- Le cuivre :

2-1- Le rôle de cuivre dans le corps :

Le cuivre est un oligoélément essentiel pour le bon fonctionnement du corps, il intervient dans plusieurs fonctions biologiques :

• Il intervient dans le fonctionnement de plusieurs enzymes qui régulent les réactions métaboliques cellulaires, y compris la synthèse de l’ATP (adénosine triphosphate).
• Parmi les enzymes qui nécessitent la présence de cuivre, on peut citer :  Diamine oxydase (DAO) , superoxyde dismutase, lysyl oxydase.
• Il maintient la santé et la rigidité osseuse.
• Il assure la transmission de l’influx nerveux et la production de dopamine.
• Il est essentiel pour la production de l’hémoglobine.
• Il intervient dans le processus de synthèse des neutrophiles et des globules rouges.

2-2- L’absorption et le métabolisme :

Le cuivre est absorbé principalement au niveau du système gastro-intestinal sous forme de deux isotopes stables 63Cu et 65Cu. Pour un apport de cuivre de 0.7 mg/jour à 6.0 mg/ jour, 50 pourcent du cuivre est absorbé, ce pourcentage diminue avec l’âge et plusieurs pathologies intestinales inflammatoires comme le leaky gut syndrom ( l’hyperperméabilité) et peut affecter le taux d’absorption. 
Une fois passé dans le sang, 75 pourcent de cuivre absorbé est transporté vers le foie par l’intermédiaire de l’albumine, par la suite 20 pourcents rejoint la circulation biliaire pour passer vers l’intestin et 80 pourcent est conjugué à la céruloplasmine. L’excès de cuivre est excrété essentiellement par voie urinaire et peu de cuivre est excrété par voie fécale [7].

Schéma expliquant le métabolisme de cuivre [7]

• D’autres facteurs affectant le métabolisme de cuivre :

Le syndrome de Menkes est un trouble qui affecte les niveaux de cuivre dans le corps. Il se caractérise par des cheveux clairsemés et crépus, une incapacité à prendre du poids (retard de croissance) ; et une perturbation du fonctionnement du  système nerveux. Les signes et les symptômes incluent un tonus musculaire faible (hypotonie), un affaissement des traits du visage, des convulsions, un retard de développement et une déficience intellectuelle. Les enfants atteints du syndrome de Menkes commencent généralement à développer des symptômes pendant la petite enfance et leur âge moyen ne dépasse pas trois ans [8].

2-3- L’apport journalier recommandé :

Apport journalier recommandé pour les adultes : 900 microgrammes par jour (or 0.9 milligramme par jour).
L’apport journalier recommandé pour les enfants : 300 microgrammes par jour.

2-4- Les sources alimentaires de cuivre :

Foie de bœuf, chocolat noir, graines de tournesol, pois chiche, lentilles, raisins, haricots, graines de sésame, amandes, graines de chia, fromage de chèvre.

• La composition de certains aliments en cuivre [7] :

• Plusieurs symptômes peuvent être indicateurs d’une carence en cuivre :

Fatigue ou faible niveau d’énergie, pâleur,  température corporelle basse, anémie , fragilité osseuse, perte de poids inexpliquée, inflammation de la peau, déficience immunitaire, douleurs musculaires et articulaires.

2-5- La carence en cuivre :

La carence en cuivre chez la mère pendant la grossesse peut entraîner une altération du fonctionnement du système cardiovasculaire et nerveux du fœtus [9], chez l’adulte une carence prolongé provoque une altération du métabolisme de cholestérol [10] et elle peut conduire à une anémie, une ostéoporose, une neutropénie, une susceptibilité aux infections, et des symptômes neurologiques. D’autres études ont montré que la carence en cuivre est prévalente d’une manière significative chez les patients obèses qui ont subi une chirurgie gastrique (Bypass) [11]. Les chercheurs de l’étude ont montré que ces patients présentent une neutropénie et une leucopénie indicatrice d’une déficience immunitaire.

2-6- Le risque d’excès :

Le cuivre est un oligoélément essentiel pour le bon fonctionnement du corps à des concentrations optimales, cependant à des concentrations élevées le cuivre peut entraîner une perturbation des réactions rédox cellulaires et entraîner un état de stress oxydatif.

2-7- Les marqueurs de dosage de cuivre dans le corps :

Sont la ceruloplasmin, cuivre, zinc superoxide dismutase (ou Cu,Zn SOD).

3- La balance entre le zinc et le cuivre :

Le rapport de zinc et de cuivre doit être de 1/1 toute élévation de la concentration d’un minéral par rapport à un autre entraîne une perturbation de métabolisme cellulaire.Il a été démontré que l’apport en zinc inhibe l’absorption de cuivre en inhibant les transporteurs spécifique de cuivre dans la muqueuse intestinale [12] ,cette diminution de l’absorption est causé par le faite que le zinc et le cuivre entrent en compétition avec le même protéines de transport( les  metallothionein).
Selon une étude publiée dans le journal de public health ce ratio est très important pour le bon développement cognitif chez les enfants [13]. Selon une autre étude publiée dans le journal de Mechanisms of ageing and development.  L’augmentation du ratio cu/ zinc est associée avec l’augmentation du taux de mortalité chez les adultes. L’étude a révélé que ce ratio est très important pour la réparation cellulaire et la réponse de l’organisme aux facteurs de stress surtout pendant le vieillissement [14].
Des niveaux élevés de cuivre, en particulier lorsque les niveaux de zinc sont faibles, peut contribuer à l’augmentation de risque de développement de maladies neuropsychiatriques comme la schizophrénie, la dépression, des maladies cardiovasculaires : comme l’hypertension, l’autisme, la fatigue, les douleurs musculaires et articulaires, l’insomnie, même le syndrome prémenstruel [15]. Certaines maladies inflammatoires provoquent une diminution de la concentration de zinc et une élévation de concentration de cuivre [16]. Les études épidémiologiques montrent que l’élévation des taux sérique de ratio cuivre /zinc est associé avec l’augmentation de risque de mortalités de maladies cardiovasculaires [17].
Un régime alimentaire équilibré qui inclut les sources de cuivre (chocolat noir, huitres, organes de ruminants, fruits de mer) et de zinc (huitres, œuf, produits laitiers et fruits de mer) contribue à l’optimisation des apports en zinc et cuivre. D’autres facteurs nutritionnels peuvent influencer ce ratio : comme la génétique, le vieillissement, l’exposition à des toxines exogènes.

Références :

[1] Prasad AS. Zinc deficiency. BMJ. 2003 Feb 22;326(7386):409-10. 
[2] Chasapis CT, Loutsidou AC, Spiliopoulou CA, Stefanidou ME. Zinc and human health: an update. Arch Toxicol. 2012 Apr;86(4):521-34. doi: 10.1007/s00204-011-0775-1. Epub 2011 Nov 10. PMID: 22071549.
[3] Calder, P. C., & Kew, S. (2002). The immune system: a target for functional foods? British Journal of Nutrition, 88(S2), S165. doi:10.1079/bjn2002682 .
[4] Roohani, Nazanin et al. “Zinc and its importance for human health: An integrative review.” Journal of research in medical sciences: the official journal of Isfahan University of Medical Sciences vol. 18,2 (2013): 144-57.
[5] Dietary factors influencing zinc absorption. Lönnerdal B J Nutr. 2000 May; 130(5S Suppl):1378S-83S.
[6] International Zinc Nutrition Consultative Group (IZiNCG) Brown KH, Rivera JA, Bhutta Z, Gibson RS, King JC, et al. International Zinc Nutrition Consultative Group (IZiNCG) technical document #1. Assessment of the risk of zinc deficiency in populations and options for its control. Food Nutr Bull. 2004;25:S99–203.
[7] Author links open overlay panel MurielBostaSabineHoudartbMarionOberlibEstherKalonjibJean FrançoisHuneaucIrèneMargaritisb Dietary copper and human health: Current evidence and unresolved issues journal of Trace Elements in Medicine and Biology Volume 35, May 2016, Pages 107-115.
[8] https://medlineplus.gov/genetics/condition/menkes-syndrome.
[9] L.Gambling, H.J. McArdle Iron, copper and fetal development Proc. Nutr. Soc., 63 (4) (2004), pp. 553-562.
[10] L.M. Klevay, L. Inman, L.K. Johnson, M. Lawler, J.R. Mahalko, D.B. Milne, et al. Increased cholesterol in plasma in a young man during experimental copper depletion Metab.: Clin. Exp., 33 (12) (1984).
[11] N. Gletsu-Miller, M. Broderius, J.K. Frediani, V.M. Zhao, D.P. Griffith, S.S. Davis Jr., et al. Incidence and prevalence of copper deficiency following roux-en-y gastric bypass surgery Int. J. Obes. (Lond.), 36 (3) (2012), pp. 328-335.
[12] Fischer PW, Giroux A, L’Abbé MR. The effect of dietary zinc on intestinal copper absorption. Am J Clin Nutr. 1981 Sep;34(9):1670-5.
[13] Petri Böckerman, Alex Bryson, Jutta Viinikainen, Jorma Viikari, Terho Lehtimäki, Erkki Vuori, Liisa Keltikangas-Järvinen, Olli Raitakari, Jaakko Pehkonen, The serum copper/zinc ratio in childhood and educational attainment: a population-based study, Journal of Public Health, Volume 38, Issue 4, December 2016, Pages 696–703, https://doi.org/10.1093/pubmed/fdv187.
[14] Review panelMarcoMalavoltaFrancescoPiacenzaAndreaBassoRobertinaGiacconiLauraCostarelliEugenioMocchegiani Serum copper to zinc ratio: Relationship with aging and health status Mechanisms of Ageing and Development Volume 151, November 2015, Pages 93-100.
[15] Bjørklund G The role of zinc and copper in autism spectrum disorders Acta Neurobiol Expn2013n73,225 36.
[16] J.F. Sullivan, A.J. Blotcky, M.M. Jetton, H.K. Hahn, R.E. Burch Serum levels of selenium, calcium, copper magnesium, manganese and zinc in various human diseases J. Nutr., 109 (1979), pp. 1432-1437.
[17] N. Leone, D. Courbon, P. Ducimetiere, M. Zureik Zinc, copper, and magnesium and risks for all-cause, cancer, and cardiovascular mortality Epidemiology, 17 (2006), pp. 308-314.
Autres sources :
https://www.healthline.com/nutrition/best-foods-high-in-zinc#TOC_TITLE_HDR_6 

Auteurs :

• DR. Ben Rejeb Charfeddine

         MD , Nutritionist, Naturopathe, Fondateur Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN)