L'homme vit en symbiose avec sa planète et le corps humain contient tous les éléments de la classification périodique disponibles dans son environnement. Certains de ces éléments ont été appelés essentiels, car l'absence était incompatible avec la vie et une carence se traduirait par une pathologie propre (Dans notre civilisation occidentale, ces carences ne sont que très rarement observées, et il faudrait plutôt parler de sub-carences).A cette notion de carence s ajoutait le fait que l'on pouvait corriger la pathologie observée par l'apport de l'élément ou des éléments manquants. Les oligo éléments essentiels sont donc définis par ces deux notions : pathologie carentielle corrigée par une supplémentation.

Il faut donc :
mettre la carence en évidence -----------> dosage
pouvoir la provoquer ------------------------> expérimentation
pouvoir la corriger --------------------------> supplémentation

Cette définition limite au rôle d oligo élément essentiel ceux qui sont accessibles au dosage ou à l'expérimentation. La mise en évidence de carences reste dépendante des possibilités de dosage. Celles-ci évoluent : certains éléments ont été difficiles à doser, d autres les restent. De la même façon, il est des expérimentations difficiles lorsque les éléments sont largement distribués dans la nature, ce qui fait que la carence naturelle en l'un de ces éléments n existera jamais naturellement et sera difficile à provoquer expérimentalement. Ils ne pourront donc jamais répondre à la définition des oligo éléments essentiels, et c est la raison pour laquelle nous aimerions substituer à la définition traditionnelle des oligo-éléments, une autre définition fondée sur des critères de régulation. Il est en effet merveilleux de constater que l'organisme sait sélectionner les élém ents dont il a besoin, les réguler, les concentrer, et ce à des doses parfois infimes.

Un oligo-élément essentiel serait donc pour nous un élément constamment présent dans l'organisme et régulé par celui-ci.

- les éléments essentiels majeurs (Fe, Ca, Mg, Zn, Cu, Si,) et
- les éléments essentiels mineurs ou ultra-traces (Se, V, Mo, Mn, Co, Ni, Cr, I)
TABLEAU

Ceci semble limiter singulièrement le nombre d'éléments participant à des processus vitaux et tout un chacun sait que le fer, mais aussi le cobalt de la vitamine B12 sont essentiels.
Chaque élément a des propriétés chimiques spécifiques qui définissent son comportement et ce sont ces propriétés que l'élément exprimera dans la chimie du vivant dans un phénomène biologique, son comportement sera strictement limité par ses propriétés chimiques. Ceci parait évident et pourtant, l'on entend souvent des discours qui prêtent à certains éléments des comportements absolument impossibles puisqu ils ne répondent pas aux propriétés chimiques de cet élément.
On peut alors reprendre le tableau périodique du point de vue des rôles et de l'importance des différents éléments.

Les colonnes 1 et 2 contiennent les alcalins et les alcalino-terreux. Le sodium, le potassium, le magnésium et le calcium ont des rôles multiples puisqu'ils sont impliqués dans les échanges membranaires, les transmissions de l'influx nerveux, la formation des os et, dans le cas du magnésium et du calcium, ils sont souvent prescrits.

Les colonnes 14, 15, 16 et 17 contiennent des éléments tels que le silicium (formation des os), le chlore (équilibre intra/extra-cellulaire) le brome (qui interviendrait également dans les échanges membranaires) et l'iode (thyroide) qui ont un rôle essentiel mais se différencient déjà par leur concentration puisque le plasma contient un atome de brome pour 1700 atomes de chlore.
Le sélénium est un élément dont on parle beaucoup ; il est constitutif de la gluthation-peroxydase (action anti- cancéreuse) et, par conséquent, intervient dans les processus d'élimination des peroxydes. La concentration normale dans le plasma est d environ 90 microgrammes par litre, ce qui représente 8 atomes de sélénium pour 1 million d'atomes de chlore. On comprend alors qu on parle d'ultratrace et il est remarquable de constater que l'organisme a le pouvoir de réguler la concentration d'un élément à ce niveau. Le dysfonctionnement de cette régulation peut conduire à un affaiblissement important des défenses.

Une série d'éléments très importants commence en colonne 5 avec le vanadium jusqu à la colonne 12, le zinc, et, à part ce dernier, ces éléments sont appelés éléments de transition.

Ils ont des rôles essentiels :

d'une part ils sont capables d'organiser la matière en formant des complexes avec des molécules biologiques, et la géométrie qu'ils imposent à cette matière est caractéristique de l'élément et permettra le phénomène de reconnaissance moléculaire. En d'autres termes, c'est grâce à cette propriété qu'une enzyme sera reconnue sur le site actif, ou bien aura la conformation adéquate pour réagir avec un substrat donné.

d'autre part, la propriété de ces mêmes éléments de changer de degré d'oxydation (le fer ++ est essentiel, alors que le fer +++ ne l'est pas). Ceci signifie qu ils sont capables de donner ou de capter des électrons, ce qui va permettre un échange d'énergie exactement approprié au processus biologique et à une chimie du vivant qui se réalise à température constante.

Une conséquence extrêmement importante des deux propriétés précédentes est l'impossibilité pour l'organisme de réaliser une réaction biologique en utilisant un élément de transition non approprié. Ceci veut dire qu une enzyme fonctionnant avec du zinc ou du manganèse ne peut pas, en cas de carence, être remplacée par une enzyme au chrome ou au nickel. Cette notion d' impossibilité de substitution contient deux idées fortes :

- la nécessité de la présence de tous les éléments nécessaires A part le fer, tous les éléments de transition sont à l'état de trace ou d'ultratrace et cependant, la vie n est pas possible sans leur présence simultanée aux concentrations requises.

- la possibilité, en cas d'intoxication par des éléments se trouvant sous la première série de transition, d'erreur de l'organisme qui construira, avec du rhodium ou du niobium par exemple, des entités qui n'auront ni la géométrie, ni les propriétés énergétiques pour participer à la place du cobalt ou du vanadium à des processus biologiques.

Transport passif : (exemple sodium ou potassium)
Les éléments traversent la muqueuse digestive sans dépense d énergie
Transport facilité :
La muqueuse digestive favorise le passage de ces éléments sans l intervention des protéines en créant des « tunnels »
Transport actif :
Ce passage nécessite la fixation de l élément sur une protéine, parfois la modification de son degré d oxydation et toujours l utilisation d énergie (ATP)

capture par un ligand
prise en charge par un transporteur.