Ce texte suit un seul métal à travers le métabolisme humain : des protéines de transport de la paroi intestinale à la réaction ferroxydase du plasma sanguin, jusqu'aux centres cuivre du dernier complexe de la chaîne respiratoire. Quatre allégations autorisées de l'Union européenne y sont citées à l'endroit où l'enzyme correspondante est décrite.
Le stock total de cuivre dans l'organisme d'un adulte est estimé entre 50 et 120 milligrammes. Le cuivre compte ainsi parmi les oligoéléments — ce groupe de minéraux dont l'organisme contient moins de 50 milligrammes par kilogramme de poids corporel. La faiblesse de la quantité ne dit rien de la portée biochimique : le cuivre entre dans la composition de plus d'une douzaine d'enzymes.
La répartition est inégale. La musculature squelettique et les os en détiennent la plus grande part en quantité, parce qu'ils représentent le plus de tissu. Rapporté au poids de l'organe considéré, ce sont toutefois le foie et le cerveau qui présentent la densité de cuivre la plus élevée.
| Tissu | Part du stock total (env.) | Observation |
|---|---|---|
| Musculature squelettique | 25–40 % | masse importante, densité moyenne |
| Os | 15–25 % | échange lent |
| Foie | 8–15 % | organe central de distribution |
| Cerveau | 8–10 % | densité la plus élevée par gramme |
| autres tissus | Reste | Rein, cœur, sang, peau |
Valeurs estimées issues de la littérature de physiologie de la nutrition ; les indications varient selon la méthode d'investigation.
Le cuivre est résorbé principalement dans le duodénum et la partie haute du jéjunum. La fraction absorbée n'est pas fixe : elle s'ajuste à l'apport. Pour une quantité journalière très faible, elle peut dépasser la moitié ; pour un apport élevé, elle tombe à une fraction de cette valeur. Cet ajustement est la principale raison pour laquelle le bilan du cuivre reste équilibré chez la personne en bonne santé sur une large plage d'apports.
L'entrée dans la cellule se fait par le transporteur CTR1 situé sur la membrane en bordure en brosse. À l'intérieur de la cellule, l'ion n'est pas relâché mais pris en charge par des chaperons — ATOX1 pour les ATPases de transport, CCS pour la superoxyde dismutase, COX17 pour les mitochondries. L'excrétion se fait presque exclusivement par la bile ; les reins n'y jouent qu'un rôle secondaire.
Le point de contact le plus connu entre le cuivre et le fer est une réaction chimiquement discrète : la conversion du fer divalent en fer trivalent. Elle est nécessaire parce que la transferrine, protéine de transport, ne fixe que la forme trivalente. Elle est catalysée par deux enzymes cuprodépendantes.
La céruloplasmine est produite dans le foie et porte six atomes de cuivre solidement liés. Elle fixe environ 95 % du cuivre circulant dans le plasma sanguin. Historiquement décrite comme une simple protéine de transport, on considère aujourd'hui son activité ferroxydase comme sa fonction véritable. L'enzyme oxyde les ions fer dès leur sortie des cellules de stockage vers le plasma et les transmet ainsi à la transferrine.
Conformément au règlement (UE) n° 432/2012
Dans l'intestin, une enzyme apparentée remplit la même fonction. L'héphaestine est fixée à la membrane du côté sanguin de la cellule intestinale, immédiatement à côté de la ferroportine, exportateur du fer. Dès que le fer quitte la cellule, il y est oxydé et peut entrer dans la circulation. Ces deux enzymes, la soluble du plasma et celle liée à la membrane dans l'intestin, ont besoin de cuivre dans leur centre actif.
Ce lien avait déjà été décrit dans les années 1920 : dans des expériences nutritionnelles menées chez l'animal, le fer seul ne suffisait pas à rétablir la formation du sang — ce n'est qu'associé au cuivre que l'évolution attendue s'est produite. Des travaux ultérieurs chez l'humain ont confirmé la participation des ferroxydases cuprodépendantes.
Deux autres allégations autorisées se rattachent à des enzymes précises. Toutes deux siègent en des lieux où beaucoup d'énergie est mobilisée ou beaucoup de signal transmis.
La cytochrome c oxydase constitue le terme de la chaîne respiratoire mitochondriale. Elle contient deux centres cuivre, désignés dans la littérature Cu A et Cu B, ainsi que deux groupements hème. Les électrons apportés par le cytochrome c cheminent à travers ces centres vers l'oxygène moléculaire, qui est réduit en eau. Le gradient de protons ainsi établi actionne l'ATP synthase.
Près de neuf dixièmes de l'oxygène inspiré sont consommés à cet endroit. Le muscle cardiaque, la musculature squelettique et le cortex rénal contiennent particulièrement beaucoup de mitochondries, et donc particulièrement beaucoup de ces centres cuivre.
Conformément au règlement (UE) n° 432/2012
Dans les vésicules de stockage des neurones noradrénergiques agit la dopamine β-hydroxylase. Elle ajoute un groupement hydroxyle à la molécule de dopamine et en fait de la noradrénaline. Par sous-unité, l'enzyme porte deux atomes de cuivre qui changent d'état d'oxydation lors du transfert d'électrons.
Une seconde enzyme cuprodépendante du tissu nerveux est la peptidylglycine α-amidating monooxygénase. Elle dote les neuropeptides d'un groupement amide en fin de chaîne — sans cette étape, de nombreux peptides restent biologiquement muets. La densité en enzymes cuprodépendantes est en conséquence élevée dans le cerveau.
Conformément au règlement (UE) n° 432/2012
Le cuivre est un métal de transition et alterne sans grande dépense d'énergie entre deux états d'oxydation. Cette mobilité explique qu'il fasse un bon catalyseur — et explique en même temps que l'organisme ne le laisse jamais circuler librement.
À chaque respiration cellulaire, des électrons isolés s'échappent de la chaîne respiratoire et forment avec l'oxygène le radical superoxyde. La superoxyde dismutase 1 du cytosol convertit deux de ces radicaux en peroxyde d'hydrogène et en oxygène. L'ion cuivre du centre actif capte d'abord un électron puis le restitue lors de la seconde demi-étape. La catalase et la glutathion peroxydase dégradent ensuite le peroxyde d'hydrogène ainsi formé.
Conformément au règlement (UE) n° 432/2012
Les métallothionéines sont de petites protéines riches en soufre présentes dans la paroi intestinale et dans le foie. Elles fixent les ions métalliques excédentaires et les retiennent jusqu'à l'élimination de la cellule ou l'excrétion du métal par la bile. Leur formation est déclenchée par l'apport même d'ions métalliques — un circuit de régulation qui contribue à déterminer le taux d'absorption intestinale.
Outre les enzymes déjà citées, d'autres cuproenzymes sont décrites : la lysyl oxydase, qui réticule les fibres de collagène et d'élastine du tissu conjonctif, et la tyrosinase, qui catalyse la première étape de la formation de la mélanine. Toutes deux montrent l'étendue du champ d'action de ce métal.
Sur les étiquettes des denrées alimentaires et des compléments alimentaires, la teneur en cuivre est exprimée en pourcentage d'une valeur de référence. Cette valeur figure à l'annexe XIII du règlement (UE) n° 1169/2011 et s'élève pour le cuivre à 1,0 milligramme par jour. Il s'agit d'une valeur d'étiquetage pour la population adulte moyenne, et non d'une recommandation individuelle.
| Quantité de référence | Valeur |
|---|---|
| Valeur de référence au titre du règlement (UE) n° 1169/2011 | 1,0 mg par jour |
| Stock total estimé dans l'organisme | 50–120 mg |
| Part du cuivre plasmatique liée à la céruloplasmine | env. 95 % |
| Voie d'élimination principale | par la bile |
| Lieu de la résorption | Duodénum et partie haute du jéjunum |
Les abats arrivent largement en tête. Viennent ensuite les produits cacaotés, les oléagineux et les fruits à coque. Les valeurs varient selon l'origine, la variété et la préparation, raison pour laquelle elles sont indiquées ici sous forme d'intervalles.
| Aliment | Teneur en cuivre (env. pour 100 g) |
|---|---|
| Foie de bœuf cuit | 9,0–12,0 mg |
| Foie de veau cuit | 5,0–7,0 mg |
| Cacao en poudre fortement dégraissé | 3,5–4,0 mg |
| Huîtres | 1,5–4,5 mg |
| Noix de cajou | 2,0–2,2 mg |
| Graines de tournesol | 1,7–1,9 mg |
| Graines de sésame | 1,5–1,6 mg |
| Chocolat noir (70 %) | 1,0–1,8 mg |
| Noisettes | 1,2–1,4 mg |
| Lentilles sèches | 0,7–0,8 mg |
| Flocons d'avoine | 0,4–0,5 mg |
| Champignons de Paris, crus | 0,3–0,5 mg |
La quantité de cuivre d'un repas qui parvient effectivement dans la circulation dépend de la composition de ce repas. L'aperçu suivant résume ce qui a été observé dans les études de résorption.
| Facteur | Sens | Contexte |
|---|---|---|
| Apport total faible | augmente la fraction absorbée | adaptation propre à l'organisme dans l'intestin |
| Acides organiques des fruits et légumes | augmente la fraction absorbée | meilleure solubilité dans la lumière intestinale |
| Apport élevé en zinc de manière durable | réduit la fraction absorbée | Formation de métallothionéine dans la paroi intestinale |
| Doses de fer très élevées | réduit la fraction absorbée | Concurrence sur des voies de transport communes |
| Phytates des céréales et des légumineuses | réduit la fraction absorbée | Liaison de l'ion dans le contenu intestinal |
| Molybdène et sulfures en grande quantité | réduit la fraction absorbée | complexes peu solubles |
Le libellé est reproduit sans modification. Toute transformation, abréviation ou amplification de ces phrases serait illicite au regard du droit alimentaire européen.
La très grande majorité du cuivre plasmatique est solidement fixée à la céruloplasmine, où elle est engagée dans la catalyse. Le faible reliquat circule, lié de façon lâche à l'albumine et à certains acides aminés, et constitue la fraction échangeable. Les résultats de laboratoire indiquent en règle générale séparément le cuivre total et la concentration de céruloplasmine ; leur interprétation relève du médecin.
Parce que 1,0 mg est la valeur de référence de l'annexe XIII du règlement (UE) n° 1169/2011. Les pourcentages figurant sur l'étiquette se rapportent toujours à cette valeur. Elle décrit une grandeur d'étiquetage destinée à la population générale et ne remplace pas une détermination individuelle des besoins.
L'EFSA examine les données d'étude soumises et rend un avis scientifique. Sur cette base, la Commission européenne décide de l'inscription ou non d'une phrase à la liste de l'Union. Si elle y figure, elle peut être utilisée dans le commerce — mais uniquement telle qu'elle a été formulée. Elle décrit une contribution à une fonction corporelle normale et non un effet contre une maladie.
Les fruits à coque, les oléagineux, les céréales complètes, les légumineuses et les produits cacaotés en apportent des quantités notables ; qui consomme régulièrement ces groupes s'approche de l'ordre de grandeur de 1,0 mg. Que ce soit le cas dans une situation donnée dépend des habitudes alimentaires, de la préparation et d'autres facteurs, et ne peut s'apprécier qu'individuellement.
Le registre énonce les phrases licites, mais n'explique pas la biochimie qui les sous-tend. Le guide rattache chaque allégation à l'enzyme dont elle procède, cite les sources correspondantes et rassemble les paramètres de laboratoire par lesquels le statut en cuivre est mesuré dans les études. Qui se sent capable de mener lui-même la recherche n'en a pas besoin.
Ce qui figure ici en abrégé se trouve là-bas en détail : profils enzymatiques avec données structurales, méthodes de mesure du statut en cuivre et une liste d'aliments comportant une quarantaine d'entrées.
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