Nutriments minéraux

Cet article traite des éléments minéraux en nutrition, notamment du rôle des éléments chimiques dans le monde du vivant. À l'exception des ions carbonates (CO₃^2–) et hydrogénocarbonates (HCO₃^–) les anions inorganiques ne contiennent pas de carbone. Les bases conjuguées des petits acides carboxyliques (formiate, acétate, propionate, oxalate…) sont des anions contenant du carbone organique, et donc, par définition, n'entrent pas dans la catégorie des nutriments minéraux.

Les ions sont des entités chimiques porteuses de charges électriques positives ou négatives résultant de la dissociation des composés ioniques à l'état dissous. On les trouve en solution aqueuse comme cations (chargés positivement) ou anions (chargés négativement). Ils sont naturellement présents dans les organismes et dans l'alimentation de tous les êtres vivants (animaux, végétaux, champignons, bactéries, archées). Ce sont par exemple Ca²⁺ pour le calcium et Cl⁻ pour le chlore. Les ions assurent de multiples fonctions dans le métabolisme des organismes vivants et sont indispensables à des concentrations variées. Aucun métal à l'état réduit n'est présent chez les êtres vivants : l'élément métallique est toujours un ion à l'état oxydé.

• Ions minéraux majeurs, ou macro-éléments, par ordre alphabétique :
  • ammonium (NH₄⁺)
  • calcium (Ca)²⁺ ;
  • magnésium (Mg²⁺) ;
  • phosphore sous forme de phosphates (PO₄^3- et ses dérivés) ;
  • potassium (K⁺) ;
  • sodium (Na⁺) ;
  • soufre sous forme de sulfate (SO₄^2- ) et ses dérivés)
• Oligo-éléments (oligo = peu, en grec), par ordre alphabétique :
  • arsenic (As) ;
  • bore (B) ;
  • brome (Br^-) ;
  • chlore (Cl^-) ;
  • chrome (Cr) ;
  • cobalt (Co) ; dans la cobalamine
  • cuivre (Cu²⁺) ;
  • fer (Fe^{2+ ou 3+}) ;
  • fluor (F^-) ;
  • iode (I^-) ;
  • manganèse (Mn) ;
  • molybdène (Mo) ;
  • nickel (Ni) ;
  • sélénium (Se) ;
  • vanadium (V) ;
  • zinc (Zn²⁺).

S'ajoute à ces éléments le silicium, sous forme de silice (SiO₂) non-ionique ou de silicate, important pour la croissance des diatomées et du riz.

Les ions minéraux ont des rôles variés dans l'organisme animal :

• équilibre électrique de la cellule : c'est le cas des ions sodium, potassium et calcium. Ils interviennent dans le fonctionnement des neurones. Le Ca²⁺ est une molécule de signalisation cellulaire.
• élément de structure : c'est le cas du phosphate de calcium des os des vertébrés, du carbonate de calcium de nombreux coquillages, de la silice des diatomées ou des radiolaires et de certains plantes.
• cofacteurs enzymatiques : certains ions comme le cobalt appartiennent à la structure de coenzyme (vitamine B12 ou cobalamine), les ions du fer dans la structure des cytochromes et de l'hémoglobine, les ions magnésium liés aux molécules phosphatées comme l'ATP…
• source pour les biosynthèses : les ions ammoniums (ou l'ammoniac) sont utilisés pour la synthèse des acides aminés et des acides nucléiques, les ions sulfates pour la synthèse des acides aminés soufrés (cystéine et méthionine)…

Les aliments dérivés d'êtres vivants (animaux, plantes, algues, champignons), apportent lors de leur consommation les ions minéraux qu'ils contiennent.

L'eau apporte des ions minéraux dont la nature et la concentration peuvent fortement varier selon son origine et ses interactions avec les roches encaissantes, certaines étant très minéralisées (Vichy), d'autres très peu (Volvic – Évian).