LES NOUVEAUX APPORTS NUTRITIONNELS CONSEILLÉS
(ANC) EN MINÉRAUX ET OLIGO-ÉLÉMENTS (CNERNA-AFSSA,
2001)
Dr. Léon GUÉGUEN
Directeur de recherches honoraire de l'INRA
Les ANC ne sont que des valeurs guides vers lesquelles il faudrait
tendre pour minimiser la probabilité de déficience dans une population.
Les valeurs publiées dans l'édition de 1992 ont été réactualisées
et ajustées en tenant compte des travaux les plus récents. Pour
le calcium et le phosphore, les éventuelles différences avec les
valeurs récemment publiées par le Food and Nutrition Board (Institute
of Medicine) des Etats-Unis ont été particulièrement argumentées.
L'eau et les électrolytes (sodium, potassium, chlore) feront
l'objet d'une présentation séparée et plus détaillée.
Les éléments minéraux indispensables Ils sont en général
classés en deux catégories :
Les macro éléments, éléments minéraux majeurs, qui comprennent le sodium (Na), le potassium (K), le chlore (Cl) (éléments souvent qualifiés d'électrolytes), ainsi que le calcium (Ca), le phosphore (P) et le magnésium (Mg).
Les oligo-éléments ou éléments en traces, qui sont le fer (Fe), le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le manganèse (Mn), l'iode (I), le sélénium (Se), le chrome (Cr), le molybdène (Mo), le fluor (F), le cobalt (Co). Ce dernier, constituant de la vitamine B 12, est traité avec les vitamines. Pour d'autres éléments comme le silicium (Si), le vanadium (V), le nickel (Ni), le bore (B) et l'arsenic (As), les preuves expérimentales de leur caractère indispensable chez l'animal sont très récentes et parfois non confirmées chez l'Homme. L'intérêt pratique de leur apport alimentaire reste mineur. Certains de ces éléments peuvent être toxiques à doses relativement faibles (As, Ni, F, Cr...).
Calcium
La quasi-totalité (99 %) du calcium corporel (1,0 à 1,2 kg) se
trouve dans le squelette et la calcémie est maintenue constante
aux dépens du calcium échangeable de l'os. Les besoins calciques
de l'organisme se réduisent donc aux besoins de l'os.
Les apports en calcium doivent permettre d'assurer la minéralisation
maximale de l'os avant l'âge adulte et ensuite de préserver le
plus longtemps possible le capital osseux, toujours dans le but
de prévenir l'ostéoporose.
Comme dans l'édition précédente, les besoins nutritionnels
moyens (BNM) ont été évalués par la méthode factorielle à
partir des divers besoins nets et du coefficient d'absorption
réelle, et non par l'estimation plus empirique d'un seuil maximum
de rétention osseuse.
Chez l'homme adulte, le besoin minimum d'entretien est
estimé à 260 mg de Ca par jour, réparti entre les pertes urinaire
(130 mg), fécale (110 mg) et sudorale (20 mg). La quantité de
calcium retenue dans le squelette est variable et peut atteindre
400 mg par jour au moment du "pic" pubertaire. Il est admis que
la minéralisation osseuse maximale génétiquement possible est
acquise avant 18 ans, même si une certaine consolidation, notamment
de l'os cortical, peut se poursuivre jusqu'à 30 ans. Ce pic
de masse osseuse, dont l'acquisition est favorisée par une forte
consommation decalcium (en majorité apporté par
le lait et les produits laitiers) pendant l'enfance et l'adolescence,
détermine le risque ultérieur d'ostéoporose.
Le fœtus retient environ 20 g de calcium pendant le dernier trimestre
de la grossesse, soit en moyenne 220 mg par jour. Pour une teneur
de 320 mg de Ca par litre de lait et un volume journalier de 800
mL, le besoin moyen de lactation est de 250 mg de Ca par jour.
Le coefficient d'absorption réelle (CAR) potentiel moyen
du calcium est de l'ordre de 35 à 40% chez l'adulte, sauf lorsque
l'absorption est limitée par des facteurs inhibiteurs. Les valeurs
de CAR adoptées sont de 45% pour les adolescents de 10 à 14 ans
et de 55% pour les femmes enceintes. La lactation ne semble pas
améliorer nettement l'efficacité d'absorption du calcium et une
valeur de 45% a été adoptée. En revanche, la valeur moyenne du
CAR a été abaissée à 30% chez les femmes après la ménopause et
chez les personnes âgées (plus faible production de calcitriol,
dérivé actif de la vitamine D).
Les besoins nutritionnels moyens ainsi évalués à partir des besoins
nets et du CAR ont été augmentés de 30 % pour obtenir les apports
nutritionnels conseillés (ANC) , en adoptant un coefficient
de variation conventionnel de 15%. Les valeurs ainsi calculées
sont indiquées dans le tableau 1. Elles diffèrent peu de celles
de l'édition précédente, sauf la plus grande discrimination maintenant
faite en fonction de l'âge chez les enfants et l'augmentation
des apports dès l'âge de 55 ans chez la femme, l'efficacité d'un
supplément calcique sur la réduction de la résorption osseuse
n'étant manifeste que 5 ans après la ménopause.
Chez les enfants et des adolescents, il est bien connu que l'apport calcique est surtout efficace en période pré pubertaire, mais que cet effet est beaucoup plus difficile à mettre en évidence après 15-18 ans.
Chez les femmes après la ménopause et chez les personnes âgées, le calcium se comporterait comme un "nutriment à seuil", dont l'effet sur la PTH et divers marqueurs du renouvellement osseux serait d'autant plus important que l'apport alimentaire est faible. Il ne s'exercerait plus de façon aussi significative au-delà d'un seuil de l'ordre de 800 mg par jour.
La grossesse et l'allaitement n'entraînent pas de besoin supplémentaire en calcium, d'une part du fait de l'augmentation de l'absorption pendant la grossesse, d'autre part compte tenu du caractère inévitable d'une perte de masse osseuse pendant l'allaitement, perte ultérieurement compensée par une rétention osseuse accrue.
Des apports supérieurs aux ANC peuvent être légitimement prescrits
de façon individuelle, mais cela relève de la thérapeutique et
non de l'alimentation courante. Il ne serait donc pas raisonnable
de conseiller de tels apports à des groupes de population dont
seulement une faible frange (puisqu'il s'agit d'ANC) pourrait
tirer un éventuel bénéfice.
La limite de sécurité a été maintenue à un maximum de 2 g de calcium
par jour.
Le calcium ingéré provient pour plus des deux tiers du lait et
des produits laitiers. Seuls certains légumes à feuilles vertes,
les fruits secs et quelques eaux minérales naturelles calciques
et eaux de boissons (tableau en annexe) sont riches en calcium.
Un régime sans produit laitier ne fournit pas plus de 400-500
mg de Ca par jour.
Phosphore
Comme dans l'édition précédente, les besoins nutritionnels moyens
ont été évalués par la méthode factorielle.
Le besoin net d'entretien, qui correspond aux pertes minimales
inévitables par les voies fécale, sudorale et surtout urinaire,
a été estimé à 300 mg par jour.
Les besoins nets de croissance varient de 50 à 150 mg par jour.
Le fœtus à terme contient environ 17 g de phosphore, ce qui conduit
à une rétention moyenne de 150 mg/j pendant le dernier trimestre
de grossesse. Pour une teneur moyenne en phosphore du lait humain
de 150 mg par litre et un volume journalier de 800 mL, le besoin
net de lactation est de 120 mg de phosphore par jour.
Contrairement au calcium, le phosphore biodisponible est très
bien absorbé avec peu de variations en fonction des facteurs physiologiques
et du niveau d'apport. Les valeurs moyennes adoptées pour le CAR
sont de 70 à 75% chez les enfants, les adolescents et les femmes
enceintes, et de 65% chez les adultes et les personnes âgées.
Comme pour le calcium, l'apport de phosphore conseillé pour les
femmes allaitantes a été limité à 800 mg/j pour tenir compte d'une
"élasticité" normale des réserves osseuses.
La consommation de phosphore est toujours très excédentaire
par rapport aux apports conseillés. Le rapport Ca/P des régimes
courants est de 0,5 à 0,6 avec risque d'excès absolu ou relatif
de phosphore.
Dans les conditions alimentaires courantes, il n'y a pratiquement
pas de risque de toxicité aiguë ou chronique du phosphore. Cependant,
le risque d'éventuels effets secondaires d'un excès de phosphore
sur le métabolisme calcique et la minéralisation osseuse ne doit
pas être négligé. Si l'apport simultané de phosphore est favorable
à la rétention osseuse du calcium en diminuant son excrétion urinaire,
l'excès de phosphore peut aussi, à plus long terme, notamment
en cas d'apport insuffisant de calcium, induire une hyperparathyroïdie
secondaire (provoquée par une légère baisse de la concentration
sérique en calcium ionisé) qui modifie défavorablement le remodelage
osseux.
Il semble donc logique et prudent de garder une limite de sécurité
de 2,5 g de phosphore par jour, que les régimes courants n'atteignent
d'ailleurs pas, sauf enrichissement inconsidéré ou recours abusif
à des aliments traités aux polyphosphates.
Magnésium
Chez l'adulte, l'apport magnésique nécessaire au maintien de l'équilibre
du bilan serait d'environ 330 mg/j et la valeur retenue pour le
besoin moyen est de 350 mg/j, à majorer en période de forte croissance
et chez les personnes âgées. Les dépenses supplémentaires pour
la fin de la grossesse sont estimées à 35 mg/j et le besoin net
de lactation est évalué à 24 mg/j en moyenne.
Le besoin moyen en magnésium (défini comme la valeur pour laquelle
50% des individus de la population ont leur besoin satisfait)
est de 5 mg par kg et par jour, quel que soit le sexe, et les
ANC sont donc fixés, d'une façon générale, à 6 mg par kg et par
jour. Ils sont maintenant en bon accord avec les apports recommandés
récemment publiés aux Etats-Unis, auparavant sous-évalués.
L'apport maximum en supplément des ANC pourrait être fixé à 350
mg/j, même si des apports pharmacologiques plus importants peuvent
être sans conséquence nocive.
En France, comme dans d'autres pays développés, l'insuffisance
de l'apport de Mg dans une fraction de la population est la conséquence
de la diminution de l'apport énergétique et des nouvelles habitudes
alimentaires. Les céréales et les produits végétaux en général
sont de bonnes sources de magnésium, ainsi que certaines eaux
minérales naturelles et eaux de boissons (tableau en annexe).
Fer
Les pertes basales journalières de fer varient, chez l'adulte,
de 0,9 à 1 mg.
Pour les femmes, de la puberté à la ménopause, la médiane des
pertes menstruelles se situe entre 25 et 30 ml par mois, ce qui
correspond à des pertes en fer de 12,5 à 15 mg par mois, soit
0,4 à 0,5 mg/j, qui viennent s'ajouter aux pertes basales habituelles.
L'absorption du fer non héminique est très variable (souvent très
inférieure à 10 %) et dépend de la nature du repas. Certains facteurs
favorisent ou compromettent la biodisponibilité du fer non héminique.
Selon l'action de ces facteurs, l'absorption du fer d'un repas
peut varier de 1 à 20%.
Les apports conseillés ont été estimés avec le double objectif
d'éviter la déficience en fer et de maintenir des réserves adéquates.
Les besoins en fer étant tellement élevés chez la femme enceinte,
il paraît très difficile de les couvrir par l'alimentation. Un
complément médicamenteux précoce est donc souhaitable (dès la
fin du 1er trimestre de la grossesse). Les intérêts
respectifs d'une supplémentation systématique de toutes les femmes
enceintes ou d'une supplémentation orientée après un dépistage
de la carence en fer ne sont pas encore clairement établis et
font l'objet de controverses. En effet, un excès de fer, particulièrement
en présence de vitamine C, peut augmenter le stress oxydatif et
rien ne permet d'affirmer avec certitude que des réserves en fer
maximales apportent un effet bénéfique à la santé. La dose
limite de sécurité retenue est de 28 mg/j (2 fois l'ANC).
Dans un régime de type occidental, les principales sources de
fer sont les produits carnés (30 à 35% du fer total), les céréales
(20 à 30%), puis les fruits et légumes, enfin les racines et tubercules
amylacés.
Cuivre
Chez l'adulte, les pertes de cuivre sont estimées à 400 à 500
µg/j par la sueur, l'urine et surtout les sécrétions biliaires
non réabsorbées. Le besoin nutritionnel moyen nécessaire pour
compenser ces pertes se situe entre 1,35 et 1,65 mg/j, ce qui
conduit à des ANC de 1,8 à 2,2 mg/j, soit en moyenne 2 mg/j.
Chez les nourrissons et les enfants en bas âge, les besoins en
cuivre sont très importants et atteignent 40 à 80 µg de Cu par
kg et par jour. Il convient d'augmenter l'apport journalier en
cuivre d'environ 0,5 mg/j chez la femme enceinte ou allaitante.
En France, l'apport journalier moyen de cuivre est de 1,8 mg/j
chez l'homme et de 1,5 mg/j chez la femme. Les apports de cuivre
par l'eau de boisson peuvent être importants et la limite
tolérée est actuellement de 1 mg par litre pour
l’eau minérale naturelle et 2mg par litre pour l’eau
d’adduction (norme européenne).
Zinc
Les apports nutritionnels conseillés doivent tenir compte de la
composition du régime. Ainsi des apports de 2,5 et 3,6 mg/j respectivement
chez la femme et l'homme adultes peuvent être suffisants dans
le cas d'une alimentation à base de produits d'origine animale.
Dans le cas d'une alimentation variée, des apports de 6,5 mg/j
chez la femme adulte et de 9,4 mg/j chez l'homme adulte seront
suffisants. Enfin, si l'alimentation est très riche en végétaux,
une augmentation des apports jusqu'à 13 mg/j chez la femme adulte
et 18,5 mg/j chez l'homme adulte semble nécessaire. Deux niveaux
d'apports nutritionnels sont donc conseillés pour le zinc, selon
que le régime est relativement riche ou pauvre en produits d'origine
animale.
L'administration de zinc à des doses supérieures aux ANC ne présente
un intérêt démontré que lors d'un déficit confirmé, comme parfois
chez la femme enceinte ou pour améliorer les fonctions immunitaires
et la croissance lorsque la zincémie est basse. La limite de sécurité varie selon les auteurs entre 15 et 40
mg par jour. Une monosupplémentation à long terme (supérieure
à 30 jours), au-delà de 20 mg/j, ne devrait se faire que sous
contrôle médical.
Le pain complet est plus riche en zinc que le pain blanc mais
le zinc est mieux assimilé à partir du pain blanc qui est moins
riche en phytate. Les produits d'origine animale, en particulier
la viande de bœuf, sont de bonnes sources alimentaires de zinc.
Iode
Chez les adolescents et les adultes, un ANC de 150 µg/j a été
retenu. Chez la femme enceinte, les ANC tiennent compte d'une
clairance rénale augmentée de l'iode pendant la grossesse et des
besoins propres du fœtus. Chez la femme allaitante, les ANC compensent
les pertes journalières moyennes de 30 à 50 µg d'iode dans le
lait maternel.
Les apports d'iode sont principalement assurés par les produits
solides car les eaux potables en sont pauvres (2-3 µg/l) et couvrent
moins de 5 % des apports. Les aliments marins (poissons, crustacés,
mollusques, algues) sont une source majeure et stable d'iode,
de l'ordre de 80 à 150 µg par 100 g de produit comestible.
L'industrie agroalimentaire fait un usage croissant de désinfectants,
conservateurs et colorants iodés, pour le conditionnement des
produits laitiers et des plats cuisinés ou surgelés et particulièrement
pour la désinfection (iodophores) du matériel de traite. Les
laitages, les produits céréaliers et les œufs représentent une
part substantielle de la couverture iodée chez l'enfant et le
jeune adolescent.
La prophylaxie antigoitreuse consiste à supplémenter le régime
alimentaire ordinaire par de l'iode mélangé au sel de cuisine.
En France, les succès limités de la prévention par le sel iodé
sont liés à un enrichissement trop faible (10 à 15 mg/kg) et à
une diffusion restreinte sur le marché intérieur (46 % des ventes).
Des apports iodés appropriés donnent d'excellents résultats. Une
alternative consiste à donner une dose orale annuelle d'huile
iodée qui, grâce à une bonne séquestration adipocytaire, assure
à faible coût une protection prolongée. La thyrotoxicose est l'une
des complications occasionnelles de la surcharge iodée.
Sélénium
Les derniers apports nutritionnels conseillés en sélénium, définis
aux Etats-Unis et adoptés en France en 1992 (70 µg/j chez l'homme
et 55 µg/j chez la femme), visaient à saturer l'activité de la
glutathion peroxydase sélénodépendante plasmatique. Or, il n'est
pas sûr qu'il soit nécessaire d'avoir une activité maximale de
cette enzyme pour couvrir les besoins en sélénium.
D'autres pays ont établi des apports conseillés variant entre
30 et 75 µg/j. Le Comité Scientifique Européen de l'Alimentation
Humaine a proposé 40 µg/j comme besoin moyen et comme valeur de
référence pour l'étiquetage, soit un ANC dérivé de l'ordre de
50 µg/j. Il peut être conseillé des apports nutritionnels compris
entre 50 et 80 µg par jour pour les sujets adolescents et adultes
: ainsi, même si l'apport optimal est difficile à définir, on
peut considérer que l'apport de 1 µg par kg de poids corporel
et par jour est adéquat. Les principaux aliments riches en
sélénium sont les poissons (30 - 40 µg/100 g), les œufs (20 µg/100
g), la viande (6-10 µg/100 g) et les fromages (5 µg/100 g).
Les apports alimentaires ont été évalués à 40-50 µg par jour.
La supplémentation en sélénium ne doit pas être systématique.
Une valeur maximale de 5 µg par kg et par jour a été définie
comme la dose n'induisant aucun risque d'effet délétère toute
une vie durant. Une dose limite de sécurité de 150 µg/j a
cependant été proposée en France en utilisant un facteur de sécurité
de 10.
Chrome
La définition des ANC s'appuie sur l'absence de signes cliniques
de carence pour un apport de 50 µg/j et sur l'absence de toxicité
en deçà de 200 µg/j. Il est proposé un ANC de 50 à 70 µg/j, alors
que l'apport alimentaire serait en moyenne de 40 µg/j. Les aliments les plus riches en chrome sont les levures, le
foie, le jaune d'œuf et les épices. La plupart des autres
aliments contiennent moins de 10 µg/100 g. La biodisponibilité
du chrome est très basse pour la viande, le lait et les légumes
verts ; elle augmente pour les céréales.
Les bénéfices d'une supplémentation chez le sujet sain ne sont
observés qu'en cas de statut bas en chrome. Les suppléments proposés
sur des allégations fausses doivent être dénoncés. Cependant,
la reconnaissance du chrome comme essentiel dans la formulation
de compléments nutritionnels pour les groupes à risque est indiscutable.
La toxicité du chrome trivalent est classiquement admise comme
étant pratiquement nulle. En revanche le chrome hexavalent est
très toxique.
Fluor
Le fluor n'a pas de rôle essentiel en dehors de la formation de
la fluoroapatite au niveau des dents et des os. Un apport de 0,5
mg/j semble suffisant pour prévenir les caries. L'aliment de choix
pour réaliser la supplémentation de masse semble être le sel,
bien que la fluoration des eaux de boisson (non autorisée en France)
à raison de 0,6 à 1,2 mg/l soit très répandue dans le monde. Une
fluorose dentaire peut s'observer chez l'enfant consommant de
l'eau contenant plus de 1,6 mg/l. Certaines eaux minérales
sont riches en fluor (plus de 5 mg par litre) et leur consommation
exclusive et excessive durant plusieurs années peut être responsable
de fluorose dentaire et osseuse.
La supplémentation chez le jeune enfant doit donc tenir compte
de la quantité de fluor apportée par l'eau de boisson. Elle est
inutile si l'eau contient plus de 0,6 mg par litre. La limite
de sécurité chez l'adulte est comprise entre 4 et 10 mg/j.
Des quantités importantes de fluor sont retrouvées dans le thé
et les poissons de mer. En revanche, le lait est pauvre en fluor.
Dans l'eau, la teneur est très variable. Les apports de fluor
varient entre 0,3 et 1,9 mg/j, selon les pays et leur politique
de fluoration de l'eau du robinet et du sel.
Autres oligo-éléments
Certains oligo-éléments sont considérés comme potentiellement
indispensables parce qu'il existe des preuves de l'effet d'une
carence chez l'animal (As, B, Li, Ni, Si, V) même si aucune réelle
démonstration n'a été faite chez l'Homme. Pour ces derniers, les
connaissances sont trop sommaires pour définir des ANC. Trois
d'entre eux (Li, Si, V) sont utilisés en thérapeutique.
Enfin, pour d'autres oligo-éléments, il n'existe aucune certitude
quant à leur caractère indispensable (Al, Br, Cd, Ge, Pb, Rb,
Sn).
Pour tous ces "autres oligo-éléments", aucune carence n'a pu être
démontrée chez l'Homme, peut être par manque d'indicateurs suffisamment
fiables. Il est dès lors difficile de proposer des apports nutritionnels
conseillés. Toutefois, on peut considérer que les apports par
l'alimentation courante satisfont les besoins de l'organisme.
Aucune citation d'auteur n'a été faite dans ce résumé. Pour
en savoir plus, le lecteur est invité à consulter les références
bibliographiques (près de 300) du chapitre 7 (70 pages) de l'ouvrage
(600 pages) " Apports nutritionnels conseillés pour la population
française ", coord. A. Martin, Cnerna-Afssa, 2001, ed. Tec & Doc.,
Lavoisier, Paris.
Tableaux
Tableau 1 Apports Nutritionnels Conseillés (ANC) en minéraux et oligo-éléments (exprimés en mg ou µg par jour) (Cnerna-Afssa, 2001)
Ca
mg
P
mg
Mg
mg
Fe
mg
Zn
mg
Cu
mg
F
mg
I
µg
Se
µg
Cr
µg
Enfant
1-3 ans
500
360
80
7
6
0,8
0,5
80
20
25
Enfant
4-6 ans
700
450
130
7
7
1,0
0,8
90
30
35
Enfant
7-9 ans
900
600
200
8
8
1,2
1,2
120
40
40
Enfant
10-12 ans
1200
830
280
10
12
1,5
1,5
150
45
45
Adolescent
(13-18)
1200
830
410
13
13
1,5
2,0
150
50
50
Adolescente
(13-18)
1200
830
370
16
10
1,5
2,0
150
50
50
Homme
adulte
900
750
420
9
12
2,0
2,5
150
60
65
Femme
adulte
900
750
360
16
10
1,5
2,0
150
50
55
Homme
> 65 ans
1200
750
420
9
11
1,5
2,5
150
70
70
Femme
> 55 ans
1200
800
360
9
11
1,5
2,0
150
60
60
Femme
enceinte 7-9 m.
1000
800
400
30
14
2,0
2,0
200
60
60
Femme
allaitant
1000
850
390
10
19
2,0
2,0
200
60
55
Personne
âgée >75
1200
800
400
10
12
1,5
2,0
150
80
?
Des ANC précis ne peuvent pas être proposés pour le sodium,
le potassium et le chlore, dont la consommation est en général
largement excédentaire par rapport aux besoins. Une modération
des apports de chlorure de sodium est conseillée (6-8 g par
jour).
Il semble prématuré de fixer des ANC pour le manganèse et
le molybdène. Ils seraient de l'ordre de 2-3 mg de Mn et de
30-50 µg de Mo par jour pour l'adulte et sont largement assurés
par l'alimentation courante.
Les ANC de fer pour la femme enceinte sont très élevés et
restent l'objet de controverses. Les régimes courants ne permettent
pas d'atteindre de tels apports et un supplément est alors
nécessaire sous contrôle médical.
Les valeurs indiquées pour le fer et le zinc sont des valeurs
moyennes arrondies qui peuvent varier selon la biodisponibilité
des éléments des régimes : elles sont de 20 à 30 % plus faibles
pour des régimes riches en produits animaux, notamment en
produits carnés, et de 20 à 30 % plus élevées pour des régimes
à prédominance végétarienne.
Pour le chrome chez les personnes âgées, une valeur très élevée
de 125 µg/j a été parfois proposée.
Certaines valeurs de ce tableau peuvent différer légèrement
des valeurs correspondantes données dans le texte. Cela résulte
de l'utilisation de tranches d'âge parfois un peu différentes
et du calcul de moyennes arrondies.
Tableau 2
(Données ajoutées par le Centre Evian pour l'Eau) Composition de quelques eaux embouteillées riches en calcium
ou en magnésium