Molybdène : Quels sont ses effets sur l'organisme ? Sources alimentaires + symptômes de carence et d'excès

Caractéristiques de base de l'élément

Le molybdène est un élément chimique essentiel, un composant clé des organismes vivants, indispensable à leur survie.

Son symbole chimique est Mo, dérivé du mot latin molybdaenum.

Son nom vient du grec ancien "molybdos", qui se traduit par plomb, car les gens confondaient souvent les minerais de molybdène avec les minerais de plomb ou de graphite en raison de leur apparence.

De plus, dans l'Antiquité, le nom de plomb était le nom universel pour tout minéral gris noirâtre qui laissait des traces sur le papier ou d'autres surfaces.

L'histoire de la découverte du molybdène remonte à 1778, lorsque le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele l'a identifié comme un élément inconnu dans le minéral molybdénite.

Toutefois, les gens connaissaient ce minéral bien plus tôt, précisément parce qu'il a longtemps été confondu avec du minerai de plomb ou du graphite.

Le molybdène a été isolé pour la première fois en tant que métal en 1781 par le chimiste suédois Peter Jacob Hjelm, qui lui a également donné son nom.

Le molybdène est un élément du groupe 6 du tableau périodique des éléments chimiques et se trouve dans la période 5.

Il est classé dans un groupe d'éléments appelés éléments de transition ou métaux de transition.

Ce nom vient de l'époque où les chimistes attribuaient aux éléments situés au milieu du tableau périodique des propriétés de transition entre les métaux alcalins et les non-métaux.

Le molybdène est un métal brillant de couleur gris argenté, malléable et très résistant à la corrosion.

Il a l'un des points de fusion les plus élevés de tous les éléments et ne réagit pas avec l'eau ou l'air à des températures normales.

Tableau récapitulatif des informations chimiques et physiques de base concernant le molybdène

Le molybdène est un élément très répandu dans l'univers, dans la croûte terrestre, l'eau, le sol, et il remplit finalement des fonctions importantes dans les organismes vivants, y compris le corps humain.

Le molybdène n'existe pas à l'état libre dans la nature ; on le trouve le plus souvent dans des minéraux tels que la molybdénite (MoS2), la wulfénite (PbMoO4), la powellite (CaMoO4) et la ferrimolybdite.

En termes d'utilisation industrielle, la plus grande partie du molybdène produit est utilisée en métallurgie dans la production d'alliages (par exemple, la fonte, l'acier).

Le molybdène confère aux produits obtenus une solidité, une dureté, une conductivité électrique et une résistance à l'usure ou à la corrosion uniques.

En outre, le molybdène et ses composés peuvent être utilisés comme :

• Partie d'électrodes, de composants électriques ou électroniques, en raison de son point de fusion élevé.
• Lubrifiant solide efficace, en particulier à des températures élevées (auxquelles les huiles se décomposent)
• Catalyseur dans l'industrie pétrolière
• Substance qui améliore l'adhérence des peintures et des vernis sur les métaux
• Pigment dans les plastiques ou les céramiques
• Engrais pour les plantes
• Partie de l'alimentation animale
• Isotope radioactif dans l'imagerie médicale

Quelle est la fonction biologique du molybdène ?

Le molybdène est l'un des oligo-éléments essentiels du corps humain. Il n'est nécessaire qu'à l'état de traces, c'est-à-dire en petites quantités. Sa présence est néanmoins essentielle et sa carence peut avoir des conséquences fatales.

L'organisme ne peut pas produire de molybdène par lui-même et dépend de l'apport de l'environnement extérieur.

Le besoin de molybdène dans le corps humain est étroitement lié au fonctionnement de certaines enzymes. Le molybdène agit comme cofacteur pour ces enzymes, qui à leur tour peuvent être impliquées dans l'accélération de diverses réactions chimiques - ce que l'on appelle la catalyse.

Les cofacteurs sont des substances chimiques de faible poids moléculaire qui sont attachées à la molécule de l'enzyme (ils sont le composant non protéique de l'enzyme). Leur importance réside dans le fait qu'ils sont essentiels à la fonction des enzymes. Sans leur présence, les enzymes n'auraient aucune activité.

Le rôle principal des cofacteurs est de transférer des atomes ou des groupes d'atomes au cours de la réaction chimique dans laquelle l'enzyme est impliquée.

L'importance biologique du molybdène n'a été décrite qu'avec la découverte des premières enzymes contenant du molybdène dans les années 1950.

Le molybdène en tant qu'élément isolé ne joue aucun rôle dans l'organisme car il est inactif sous cette forme. Il ne devient significatif que lorsqu'il forme un complexe avec une enzyme.

Il s'ensuit que la forme biologiquement active du molybdène dans notre corps est une molécule organique - le cofacteur de molybdène.

Il existe deux types de cofacteurs de molybdène, dont la structure diffère sensiblement.

Le premier est le cofacteur molybdène contenant des ions fer (abrégé FeMoCo), qui fait partie de l'enzyme nitrogénase. Cette enzyme n'affecte pas l'homme mais se trouve dans certaines bactéries. Elle sert à fixer l'azote de l'atmosphère.

Le second type est un cofacteur de molybdène à base de ptérine (abrégé MoCo), qui entre dans la composition de plus de 100 types d'enzymes différents, y compris ceux du corps humain.

Chez l'homme, seules 4 enzymes ont été identifiées à ce jour qui nécessitent la présence de molybdène comme cofacteur pour leur activité, à savoir la sulfure oxydase, la xanthine oxydase, l'aldéhyde oxydase et le composant mitochondrial de l'amide oxydase.

Leur rôle est de catalyser (c'est-à-dire d'accélérer) les réactions d'oxydation-réduction de composés contenant des éléments tels que le soufre, le carbone ou l'azote.

La sulfure oxydase est une enzyme qui catalyse la conversion des sulfites ^SO32- en sulfates ^SO42-.

Cette réaction est une étape importante dans le processus de décomposition et de dégradation des acides aminés contenant du soufre, c'est-à-dire la cystéine et la méthionine dans l'organisme.

Une déficience en sulfure oxydase peut entraîner le développement de troubles neurologiques graves.

La sulfure oxydase est également impliquée dans la dégradation des sulfites dans les aliments, qui sont des additifs courants dans les aliments - vin, boissons, fromage ou fruits - où ils agissent en tant que conservateurs ou antioxydants.

L'enzyme xanthine oxydase catalyse la dégradation des purines, qui sont les éléments constitutifs des acides nucléiques ADN et ARN. Le produit final de cette réaction de dégradation est l'acide urique.

L'absence de xanthine oxydase dans l'organisme peut entraîner une toxicité, voire une détérioration de l'information génétique des cellules.

L'importance de l'aldéhyde oxydase réside principalement dans son implication dans le métabolisme des médicaments et des composés toxiques. En outre, elle catalyse les réactions d'hydroxylation de composés de diverses natures.

Le quatuor d'enzymes contenant du molybdène est complété par une enzyme appelée composant réducteur d'amidoxime mitochondrial (mARC).

Cette enzyme est impliquée dans le métabolisme des précurseurs de médicaments.

Un précurseur de médicament est une forme inactive d'un médicament qui, une fois absorbé par l'organisme, est métabolisé pour former un médicament actif capable d'agir en tant que produit.

Les précurseurs de médicaments sont le plus souvent formés par l'introduction d'un atome d'oxygène dans la molécule de médicament actif. L'enzyme mARC peut réduire cette liaison oxygène dans la molécule et est donc responsable de la formation de la forme active du médicament.

Outre les fonctions primaires des enzymes du molybdène mentionnées ci-dessus, nous pouvons également mentionner leur implication dans la réduction des nitrites en oxyde nitrique, qui à son tour régule la contraction des vaisseaux sanguins, la pression artérielle, la respiration cellulaire et la protection des cellules contre le stress.

Molybdène - de l'absorption à l'excrétion

L'absorption

La principale voie d'entrée du molybdène dans l'organisme est l'ingestion de molybdène dans les aliments ou l'eau de boisson.

Pour que le molybdène soit absorbé par le tube digestif, il doit se présenter sous la forme hexavalente ^Mo6+, le plus souvent en combinaison avec de l'oxygène sous forme d'oxyanion.

Le site d'absorption est l'estomac et l'intestin grêle, où le taux d'absorption est le plus élevé.

Le molybdène est absorbé relativement rapidement et représente environ 88-93 % de l'apport alimentaire total.

La quantité de molybdène absorbée dépend non seulement de la quantité de molybdène dans l'alimentation, mais aussi de la composition des aliments consommés en même temps.

En cas d'ingestion simultanée de cuivre et de sulfates, des complexes insolubles de molybdène, de soufre et de cuivre se forment et empêchent l'absorption de ces éléments.

Distribution

Le molybdène absorbé quitte le tube digestif et passe dans le sang, d'où il est distribué dans les différentes parties du corps.

Il se présente généralement sous la forme de ^Mo4+ ou ^Mo6+ et est lié au soufre ou à l'oxygène.

L'organisme d'un adulte contient environ 9 mg de molybdène, dont la majeure partie est contenue dans les enzymes à base de molybdène. Les plus grandes quantités sont concentrées dans le foie, les reins, l'intestin grêle et les glandes surrénales.

Toutefois, on en trouve également dans les dents et les os.

La concentration physiologique de molybdène dans le sang est d'environ 0,6 ng/ml, mais sa valeur dépend également de l'apport alimentaire en molybdène.

Des concentrations sanguines pathologiquement élevées de molybdène sont observées chez les patients souffrant de maladies inflammatoires aiguës du foie causées par des virus et chez les patients souffrant de lésions hépatiques dues à l'alcool.

Excrétion

La principale voie d'excrétion du molybdène est l'urine. Plus l'apport alimentaire en molybdène est élevé, plus le taux d'excrétion est important.

La régulation de l'excrétion du molybdène est l'étape la plus importante dans le maintien de l'homéostasie du molybdène, c'est-à-dire le maintien des niveaux de molybdène à des niveaux physiologiques.

Une petite quantité de molybdène est également éliminée de l'organisme par les fèces, principalement la partie qui n'a pas été absorbée dans le tube digestif et qui est excrétée directement de l'organisme.

Il convient également de mentionner l'élimination par la bile : avec la bile, le molybdène pénètre dans les intestins et est ensuite éliminé de l'organisme par les fèces.

Le processus d'excrétion du molybdène est probablement influencé par la présence de cuivre et de sulfate dans l'organisme. Cette interaction entraîne une augmentation de l'excrétion du molybdène par les reins dans l'urine.

Quel est l'apport journalier recommandé en molybdène ?

Les recommandations concernant l'apport quotidien moyen en molybdène n'ont pas été établies en raison du manque de données.

Toutefois, l'Autorité européenne de sécurité des aliments publie des valeurs d'apport adéquat en molybdène. L'apport adéquat est une valeur moyenne basée sur l'observation. Il est supposé être suffisant pour répondre aux besoins de la population.

En outre, il existe également une limite supérieure d'apport en molybdène qui reste tolérable pour l'homme.

Cette limite représente l'apport journalier maximal à long terme de molybdène, toutes sources confondues, pour lequel il n'y a pas de risque d'effets néfastes sur la santé.

Résumé tabulaire de l'apport journalier adéquat et de la limite supérieure d'apport en molybdène par âge

Sources alimentaires de molybdène

La principale source de molybdène pour l'homme est l'alimentation et, dans une moindre mesure, l'eau de boisson.

Les aliments riches en molybdène sont principalement les légumineuses (haricots, pois, lentilles), les légumes à feuilles, les céréales et les produits céréaliers (blé, avoine), le riz, les noix, les graines de tournesol, le lait et les produits laitiers.

Dans une moindre mesure, la viande et les abats, par exemple le foie.

La teneur en molybdène varie d'un aliment à l'autre. Elle dépend du type d'aliment et de la concentration en molybdène du sol sur lequel l'aliment végétal a été cultivé. Dans le cas des produits animaux, elle dépend de la nature de l'alimentation animale.

Les sols plus alcalins contiennent généralement plus de molybdène.

Les compléments alimentaires peuvent également être une source de molybdène. À l'heure actuelle, seules des préparations à ingrédients multiples contenant du molybdène parmi d'autres ingrédients sont disponibles sur le marché.

Il s'agit de divers compléments multivitaminés ou minéraux, dans lesquels le molybdène se présente sous la forme de molybdate d'ammonium ou de molybdate de sodium.

Toutefois, il est aussi généralement utilisé sous forme de chlorures ou de sels d'acide citrique.

Quelles sont les conséquences d'une carence en molybdène ?

Comme pour d'autres minéraux ou oligo-éléments, il est important de maintenir les concentrations de molybdène dans la fourchette physiologique.

Ce n'est qu'à cette condition que cet élément peut être bénéfique et sans danger pour l'organisme.

Tout écart important par rapport aux valeurs établies peut entraîner l'apparition et le développement de complications pour la santé.

Deux situations peuvent se présenter : l'apparition de quantités excessives de molybdène dans l'organisme ou, au contraire, sa carence ou son fonctionnement insuffisant.

La carence en molybdène et ses conséquences

L'approvisionnement de l'organisme en molybdène se fait principalement par l'alimentation.

Il est donc logique qu'une consommation insuffisante d'aliments riches en molybdène puisse être la première cause d'une carence en molybdène.

Cependant, la carence en molybdène dans l'organisme due à un apport alimentaire insuffisant est rare et presque inexistante chez l'homme.

Le seul cas enregistré (1981) dans lequel une carence s'est développée à la suite d'un faible apport en molybdène est celui d'un patient atteint de la maladie de Crohn qui a reçu une alimentation parentérale totale sans supplémentation en molybdène pendant plusieurs mois.

Les symptômes observés chez ce patient étaient des nausées, une accélération de la respiration et du rythme cardiaque, des troubles de la vision et un coma. Les tests de laboratoire ont révélé une altération de la production d'acide urique et du métabolisme des acides aminés contenant du soufre.

L'existence d'une altération de la fonction du molybdène est beaucoup plus probable qu'une carence en molybdène dans l'organisme.

Dans ce cas, une quantité suffisante de cet oligo-élément est absorbée par l'organisme, mais elle ne fonctionne pas correctement.

Pour que le molybdène soit actif, il doit faire partie d'une enzyme sous la forme d'un cofacteur de molybdène - MoCo.

Le processus de formation du MoCo comprend plusieurs étapes et toute erreur dans ce processus entraînera une synthèse incorrecte du MoCo.

Le MoCo étant un composant essentiel des quatre enzymes déjà mentionnées, un défaut dans sa formation aura par conséquent un effet négatif sur le fonctionnement des enzymes du molybdène.

Les défauts dans la synthèse correcte du MoCo sont appelés mutations (plus de 60 espèces ont été identifiées) et constituent des anomalies congénitales très rares.

Les mutations dans la formation du MoCo peuvent entraîner un dysfonctionnement de toutes les enzymes du molybdène ou d'une seule d'entre elles.

Les conséquences d'un mauvais fonctionnement des enzymes du molybdène sont les suivantes :

1. Déficience en sulfure oxydase

• Accumulation de composés soufrés dans l'organisme (parce qu'ils ne sont pas décomposés par l'enzyme)
• Apparition de troubles neurologiques et d'un grave retard de développement chez l'individu.

2. Déficit en xanthine oxydase

• Accumulation de dérivés puriques dans l'organisme et dans l'urine (parce qu'ils ne sont pas dégradés par l'enzyme)
• Faible taux d'acide urique dans le sang (réduction de la fonction antioxydante du sang)

3. Déficit de toutes les enzymes

• Problèmes d'alimentation, crises d'épilepsie, pleurs excessifs, changement de position du cristallin chez les nouveau-nés.
• Au cours des premières années de vie, les individus ne peuvent pas bouger, ne communiquent pas avec l'environnement, sont dépendants de l'alimentation et leur développement mental global est arrêté.
• La maladie se termine généralement par la mort au cours des premières années de la vie.

L'excès de molybdène et ses conséquences

Le molybdène lui-même et ses composés ne présentent pas de risque significatif pour le corps humain, même à des doses élevées. La probabilité d'une toxicité induite par le molybdène est relativement faible.

Plusieurs cas ont été signalés où une consommation excessive de molybdène (en raison de sa forte concentration dans le sol) a entraîné des symptômes tels que des douleurs articulaires, une augmentation de l'acide urique dans les urines, une augmentation du molybdène dans le sang ou des symptômes semblables à ceux de la goutte.

La nature de ces symptômes suggère qu'un apport accru en molybdène augmente également la production et l'activité des enzymes du molybdène.

Jusqu'à présent, la toxicité grave du molybdène n'a été observée que chez les animaux, en particulier chez les ruminants.

Un apport excessif en molybdène réduit le taux d'absorption du cuivre en raison de la formation de complexes non absorbables.

Il en résulte une carence secondaire en cuivre, appelée molybdénose ou hypocuprose, qui se manifeste par des diarrhées sévères, l'inappétence, le grisonnement du pelage, la raideur des membres, l'anémie, voire la stérilité.

Le développement d'une carence en cuivre suite à l'ingestion de doses excessives de molybdène peut donc également constituer un risque pour l'homme, mais il est très rare.

L'interaction du molybdène avec le cuivre est actuellement utilisée dans le traitement de la maladie de Wilson, un trouble du métabolisme du cuivre entraînant une accumulation excessive de cuivre dans l'organisme. L'administration de molybdène réduit la proportion de cuivre libre dans le sang, empêchant ainsi son dépôt dans les tissus et sa toxicité.