Soutenance mémoire
Le fer
Le fer (Fe), est le métal le plus utilisé du bloc D et le plus abondant dans la croûte terrestre après l’aluminium. Le fer est très réactif, il réagit avec les acides non oxydants, en libérant de l’hydrogène et en formant des sels de fer (II). Le corps d’un être humain adulte en bonne santé contient 3g de fer, essentiellement sous forme d’hémoglobine. Ainsi, le fer doit être ingéré tous les jours pour maintenir son équilibre car environ 1mg de fer est perdu quotidiennement (dans la sueur, les fèces et les cheveux) et chez la femme environ 20mg à chaque cycle menstruel. La carence en fer réduit le transport de l’oxygène vers le cerveau et les muscles, et la fatigue chronique est l’un de ses premiers symptômes. Le cobalt est un métal gris-argent utilisé principalement en alliage avec le fer. L’acier alnico, un alliage de fer, de nickel, de cobalt et d’aluminium est utilisé pour fabriquer des aimants permanents comme ceux des hauts parleurs.
Le sodium
Le sodium est un élément chimique présent sous la forme d’ions Na+ dissous dans le plasma sanguin. La quantité de sodium présent dans le sang, appelé natrémie, est le reflet de l’état d’hydratation des cellules de l’organisme : en cas d’augmentation de cette concentration au-dessus des valeurs normales, il s’agit d’hypernatrémie témoignant d’une déshydratation des cellules et dans le cas contraire, l’hyponatrémie définit une quantité trop importante d’eau dans les cellules. Cependant, le sodium joue plusieurs rôles dans l’organisme : il aide à contrôler la pression artérielle et régule la fonction des muscles et des nerfs ce qui explique le contrôle de la concentration du sodium par le corps. Mais la plupart des personnes consomment plus de sodium que le corps n’a besoin (Cloe A., 2015). Le sodium est utilisé dans les diarrhées et fièvres comme sérum de réhydratation par voie orale (SRO) pour compenser les pertes d’eau.
Le calcium
Le calcium joue un rôle clé dans la santé osseuse, plus particulièrement pendant l’enfance et l’adolescence où la croissance staturale s’accompagne d’une minéralisation accrue de l’os néoformé. Une alimentation pauvre en lait ou en produits laitiers diminue la masse minérale osseuse et la croissance en taille. Par contre, une supplémentation en lait ou extrait de lait augmente la masse osseuse, la hauteur des vertèbres, l’épaisseur des os longs et la vitesse de croissance en taille. En effet, un apport très faible en calcium est associé à un risque de rachitisme et/ ou d’ostéoporose (Esterle L., 2010). Le calcium est un nutriment essentiel au bon fonctionnement du corps humain, en particulier pour la « santé osseuse ». Il est le plus abondant cation du corps humain ; il représente à lui seul 50 % des éléments inorganiques de l’organisme. C’est sous la forme ionisée (Ca++) que le calcium a un rôle fondamental de second messager intracellulaire. Il participe à de nombreux processus vitaux comme la contraction musculaire, la conduction nerveuse, les sécrétions hormonales et digestives, la coagulation sanguine mais aussi comme cofacteur pour un certain nombre d’enzymes (Esterle L., 2010). Le calcium participe aussi à une pléiotropie de fonctions cellulaires (croissance, prolifération, apoptose). Le rôle fondamental du calcium dans le fonctionnement de l’organisme nécessite le maintien constant de sa concentration extracellulaire dans des limites stables et étroites. L’organisme dispose de réserves importantes d’ions calcium, dont 99 % sont stockées dans l’os et sont libérées rapidement en cas de besoin. Cependant, les minéraux, et principalement le calcium, exercent une autre fonction essentielle, celle de permettre la station debout et la locomotion (Esterle L., 2010). Mais sa carence est associée à des signes de rachitisme similaires à ceux observés dans le cas de rachitisme carentiel en vitamine D, avec des déformations osseuses, notamment des membres inférieurs et du crâne. Les signes disparaissent avec une consommation régulière de produits laitiers ou une supplémentation en calcium (Esterle L., 2010). Par ailleurs l’ostéoporose est une maladie caractérisée non seulement par une perte de masse osseuse, mais aussi par une augmentation de la fragilité des os et du risque de fracture. Sa prévention et son traitement nécessitent l’apport de deux nutriments : le calcium, qui est essentiel à la santé des os, et la vitamine D, qui améliore l’absorption du calcium (Homik J. et al., 1988).
Le chlore
Le chlore se trouve dans les liquides extracellulaires de notre organisme. L’essentiel du chlore de notre organisme est apporté par le sel de cuisine. Il est très souvent associé au sodium et au potassium. Leur rôle est de :
– répartir l’eau dans notre organisme ;
– réguler la pression osmotique (équilibre entre les liquides extracellulaires et intracellulaires) ;
– participer à la neutralité électrique de l’organisme ;
– maintenir l’équilibre acido-basique ;
– favoriser le transport du CO2 dans le sang.
Le chlore est un gaz très réactif. Il est généralement utilisé pour la désinfection des eaux potables pour réduire la quantité de micro-organismes qui peuvent propager des maladies aux hommes dans l’eau. Le chlore peut être absorbé par inhalation en respirant de l’air contaminé ou par ingestion en consommant de l’eau ou de la nourriture contaminée. Il ne reste pas dans le corps du fait de sa réactivité. Les effets du chlore sur la santé dépendent de la quantité de chlore présent, de la longueur et de la fréquence des expositions et peuvent aller de toux et de douleur à la poitrine à la rétention d’eau dans les poumons. Le chlore irrite la peau, les yeux et le système respiratoire.
CONCLUSION
Les minéraux sont d’une grande importance dans la vie humaine. En effet, ils jouent des rôles primordiaux dans l’organisme notamment, comme constituants ou sont nécessaires à l’activité de vitamines, d’enzymes sans lesquelles, il n’y a pas de vie possible. C’est dans l’alimentation que l’organisme puise les quantités de minéraux dont il a quotidiennement besoin pour assurer son bon fonctionnement. Toute carence entraine la nécessité d’une supplémentation extérieure (Mazilu S., 2011). Ainsi, à titre d’exemple, le lithium est indispensable à la vie, il a des propriétés beaucoup plus diversifiées. Il est utilisé dans les troubles psychiques : dépression nerveuses, manque d’optimisme, tendances à l’alcoolisme. De faibles doses de lithium donnent souvent des résultats spectaculaires. (Mazilu S., 2011). Pendant la grossesse, le lithium reste le thymorégulateur de référence et son utilisation est possible, mais doit rester restreinte à un cadre strict de suivi multidisciplinaire: obstétrical, psychiatrique et pédiatrique durant toute la période périnatale (Dallay A.L.S., 2014). Par ailleurs, le potassium joue un rôle majeur dans le bon fonctionnement de notre organisme. Il régule les mouvements d’entrée et de sortie d’autres ions comme le sodium et le chlore au niveau du rein. De plus, il participe à la régulation et à la sécrétion d’aldostérone, une hormone produite par la glande surrénale et dont un des effets est d’augmenter son élimination rénale et la sécrétion d’insuline. Il renforce la solidité des os et réduit le risque d’ostéoporose (Elson M. et Haas M.D., 2011). Le sodium aide à contrôler la pression artérielle et régule la fonction des muscles et des nerfs ce qui explique le contrôle de la concentration du sodium par le corps (Cloe A., 2015). Le calcium joue un rôle clé dans la santé osseuse, plus particulièrement pendant l’enfance et l’adolescence où la croissance staturale s’accompagne d’une minéralisation (Esterle L., 2010). Une alimentation riche en calcium peut prévenir l’ostéoporose. Le manganèse fait partie des oligoéléments qui jouent un rôle dans plusieurs systèmes enzymatiques, la régulation du métabolisme des glucides, le développement du squelette. Egalement, il joue un rôle dans la coagulation au niveau des globules rouges, le fonctionnement cérébral, la reproduction et la stimulation des défenses naturelles (Chappuis P., 1991). C’est un antioxydant qui permet de lutter contre les radicaux libres et donc de s’opposer aux effets néfastes du stress oxydatif. Le zinc, est un oligo-élément principalement connu pour son action sur l’acné, et ses propriétés antioxydants (Haleng J. et al., 2007). En majorité, tous les minéraux ont leur importance dans les organismes vivants. Enfin, les minéraux sont utilisés en pharmacie et en cosmétologie comme excipients et principes actifs. Par exemple, le sodium est utilisé comme chlorure en perfusions isotoniques pour maintenir la volémie et l’équilibre hydroélectrolytique sanguin. Il est aussi employé comme excipient sous forme de bicarbonate de sodium qui est un agent alcalinisant utilisé comme agent abrasif en cosmétologie dans les dentifrices, et est utilisé en poudre fine par les dentistes comme agent abrasif doux détartrant (Lefort D., Deloncle R., Dubois P., 2007). En perspective, l’utilisation des minéraux dans des maladies comme le diabète, la maladie de l’Alzheimer, les rhumatismes, offre des possibilités de thérapies prometteuses. Par ailleurs, ces minéraux ouvrent également des possibilités de formulations galéniques performantes avec notamment les nanofibres d’attapulgite.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES MINERAUX
I- DEFINITION ET ORIGINE
II- CLASSIFICATION
II-1- Les éléments alcalins
II-1-1- Origine
II-1-2- Préparation
II-1-3- Propriétés physiques
II-1-4- Propriétés chimiques
II-1-5- Applications des métaux alcalins
II-1-5-1- Lithium
II-1-5-2- Sodium
II-1-5-3- Le potassium
II-2- Les éléments alcalino-terreux
II-2-1- Etat naturel
II-2-2- Préparation
II-2-2-1- Le béryllium
II-2-2-2- Le magnésium
II-2-2-3- Le calcium
II-2-3- Propriétés physiques
II-2-4- Propriétés chimiques des métaux alcalino-terreux
II-2-5- Application des métaux alcalino-terreux
II-2-5-1- Béryllium
II-2-5-2- Magnésium
II-2-5-3- Calcium
II-3- Les éléments de transition du bloc D
II-3-1- Etat naturel
II-3-2- Préparation
II-3-2-1- Le titane
II-3-2-2- Le vanadium
II-3-2-3- Le chrome
II-3-2-4- Le manganèse
II-3-2-5- Le nickel
II-3-3- Propriétés physiques
II-3-4- Propriétés chimiques
II-3-4-1- Le scandium
II-3-4-2- Le titane
II-3-4-3- Le vanadium
II-3-4-4- Le chrome
II-3-4-5- Le manganèse
II-3-4-6- Le fer
II-3-4-7- Le nickel
II-3-4-8- Le cuivre
II-3-4-9- L’argent
II-3-4-10- L’or
II-3-4-11- Le zinc
II-3-4-12- Le mercure
II-3-4-13- Le platine
II-3-5- Application des métaux de transition
II-4- Les éléments du groupe 13
II-4-1- Etat naturel
II-4-2- Préparation
II-4-2-1- Le bore
II-4-2-2- Aluminium
II-4-3- Propriétés chimiques
II-4-4- Applications
II-5- Les éléments du groupe 14
II-5-1- Etat naturel
II-5-2- Préparation
II-5-2-1- Le silicium
II-5-2-2- Le germanium
II-5-2-3- L’étain
II-5-3- Propriétés chimiques
II-5-4- Applications
II-6- Les éléments du groupe 15
II-6-1- Etat naturel
II-6-2- Préparation
II-6-3- Propriétés chimiques
II-6-4- Applications
II-7- Les éléments du groupe 16
II-7-1- Etat naturel
II-7-2- Préparation
II-7-3- Propriétés chimiques
II-7-4- Applications
II-8- Les éléments du groupe 17 : les halogènes
II-8-1- Etat naturel
II-8-2- Préparation
II-8-3- Propriétés physiques
II-8-4- Propriétés chimiques
II-8-5- Applications
II-9- Les éléments du groupe 18 : les gaz nobles
II-9-1- Etat naturel
II-9-2- Préparation
II-9-3- Propriétés chimiques
II-9-4- Applications
CHAPITRE 2 : ROLES DES MINERAUX DANS LES ORGANISMES VIVANTS
I- GENERALITES
II- LES PRINCIPAUX MINERAUX
II-1- Les métaux alcalins
II-1-1- Le lithium
II-1-2- Le potassium
II-1-3- Le sodium
II-1-4- Le rubidium, le césium et le francium
II-2- Les alcalino-terreux
II-2-1- Le béryllium
II-2-2- Le magnésium
II-2-3- Le calcium
II-2-3-1- Le strontium et le baryum
II-3- Les métaux de transition
II-3-1- Le manganèse
II-3-2- Le fer
II-3-3- Le cobalt
II-3-4- Le nickel
II-3-5- Le cuivre
II-3-6- Le zinc
II-3-7- Le cadmium
II-3-8- Le palladium
II-3-9- Le molybdène
II-3-10- Le mercure
II-4- Les métaux du groupe 13
II-4-1- Le bore
II-4-2- Aluminium
II-4-3- Le gallium
II-5- Les éléments du groupe 14
II-5-1- Le carbone
II-5-2- Le silicium
II-5-3- Le germanium et l’étain
II-5-4- Le plomb
II-6- Les éléments du groupe 15
II-6-1- Le phosphore
II-6-2- L’arsenic
II-6-3- L’azote, l’antimoine et le bismuth
II-7- Les éléments du groupe 16
II-7-1- L’oxygène
II-7-2- Le sélénium
II-8- Les éléments du groupe 17
II-8-1- Le fluor
II-8-2- Le chlore
II-8-3- L’iode
II-9- Les éléments du groupe 18
CHAPITRE 3 : UTILISATION DES MINERAUX EN PHARMACIE ET EN COSMETOLOGIIE
I- UTILISATION COMME PRINCIPE ACTIF
I-1- Les métaux alcalins
I-1-1- Le sodium
I-1-2- Le potassium
I-2- Les éléments alcalino-terreux
I-2-1- Le magnésium
I-2-2- Le calcium
I-2-3- Le baryum
I-3- Les métaux de transition
I-3-1- Le titane
I-3-1-1- Le dioxyde de titane (TiO2)
I-3-2- Le chrome
I-3-3- Le manganèse
I-3-4- Le fer
I-3-5- Le cobalt
I-3-6- Le cuivre
I-3-7- Le zinc
I-4- Les éléments du groupe 13
I-5- Les éléments du groupe 14
I-6- Les éléments du groupe 15
I-6-1- Le phosphore
I-7- Les éléments du groupe 16
I-7-1- Le soufre
I-7-2- Le sélénium
I-8- Les éléments du groupe 17
I-8-1- Le fluor
I-8-2- Le chlore
I-8-3- L’iode
II- EXCIPIENTS
II-1- Les métaux alcalins
II-1-1- Le sodium
II-1-1-1- Le bicarbonate de sodium [NaHCO3]
II-1-1-2- Le chlorure de sodium [NaCl]
II-1-1-3- Le phosphate disodique [Na2HPO4], le phosphate monosodique [NaH2PO4]
II-1-2- Le potassium
II-1-2-1- Le bicarbonate de potassium [KHCO3]
II-1-2-2- Le chlorure de potassium [KCl]
II-2- Les éléments alcalino-terreux
II-2-1- Le magnésium
II-2-1-1- Le carbonate de magnésium ou magnésite [MgCO3]
II-2-1-2- L’oxyde de magnésium ou périclase [MgO]
II-2-2- Le calcium
II-2-2-1- Le carbonate de calcium ou calcite [Ca CO3]
II-2-2-2- Le phosphate dicalcique [CaHPO4] et le phosphate tricalcique [Ca3(PO4)2]
II-2-2-3- Le sulfate de calcium [CaSO4]
II-3- Les elements de transitions
II-3-1- Le fer
II-3-2- Le zinc
II-4- Les éléments du groupe 13
II-4-1- Le bore
II-4-2- L’aluminium
II-5- Les éléments du groupe 14
II-5-1- Le carbone
II-5-2- Le silicium
II-5-2-1- La silice [SiO2]
II-5-2-1-1- La silice colloïdale
II-5-2-1-2- Les silices précipitées
II-5-2-2- Les silicates
II-5-2-2-1- Les associations silice – aluminium
II-5-2-2-2- Les associations silice – magnésium
II-5-2-2-3- Les associations silice – aluminium – magnésium
II-6- Les éléments du groupe 15
II-6-1- L’azote
II-6-1-1- Le diazote [N2]
II-6-1-2- Le protoxyde d’azote [N2O]
II-7- Les éléments du groupe 16
II-7-1- Le soufre
II-8- Les éléments du groupe 17
II-8-1- Le chlore
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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