Nos os en cristal et métal
Dans cet article, nous partons du constat que le calcium est de nature métallique. Nos os sont-ils en métal comme Terminator ? Sont-ils des cristaux ? La réponse n’est pas si évidente à formuler. La réponse est oui et non, car l’os est un tout. En effet, il a une structure non-organique, c’est l’os « dur ». Il est également composé d’une structure organique formée de protéines et de cellules, c’est l’os « mou ». Pour former l’os « dur », on a besoin de l’os « mou ».
A / L’OS AU POINT DE VUE DE LA STRUCTURE
Le calcium n’est pas seul dans l’os, il va de pair avec l’ion phosphate. Ces deux ions vont former une sorte de cristal dur de phosphate de calcium.
L’os est composé de deux parties :
1 - L’os organique (protéines et cellules) représente 22 % en masse, l’os « mou ».
2 - L’os non organique (phosphate de calcium) représente 69 % en masse. C’est l’os minéral dur, ce que l’on touche sous la forme de squelette.
Le reste, 9%, c’est de l’eau. Pour résumer, certains disent 1/3 d’os organique et 2/3 d’os non organique [1, 10].
Notez bien, l’os non organique a besoin de l’os organique (mou) pour pouvoir se développer et fixer son calcium. En effet, le cristal adhère aux protéines de l’os mou.
B/ NOS OS SONT-ILS EN MÉTAL COMME TERMINATOR ?
Avec le calcium, on pense automatiquement « os » et produit laitier. Il ne faut pas chercher longtemps pour vérifier sur wikipédia que l’ion calcium est de nature métallique. En effet, c’est le métal le plus abondant du corps et il est stocké dans l’os dit « non organique ».
L’os non organique (l’os dur) se compose de : 36.6 % de calcium (métallique), de 17.1 % de phosphate, du 1% de sodium, puis du bicarbonate, du potassium, du magnésium, du baryum, strontium, chlore et enfin du fluor en quantité négligeable [2].
Donc, en gros 40 % de notre os non organique est de nature métallique [2]. Ce qui veut dire, si on considère la totalité de l’os (organique + non organique) : le pourcentage de métal s’élèverait au final à 57 % [3].
Nos os sont-ils en métal comme Terminator ? Oui et non, car chez Terminator, la composition métallique doit être de 100 % !! (Contre 57 %). Chez nous, le calcium est associé au phosphate pour former un cristal nommé « Hydroxyapatite ». L’ensemble des cristaux va former la matière « minérale » dure de l’os. Or, c’est un cristal biologique et réactif, il n’est pas neutre. Il va réagir avec la composition de notre sang. De cette dernière notion de cristal réactif, les chercheurs en « bioprothèse » sont très au courant (prothèse dentaire, fémorale en céramique etc.).
C / L’OS MINÉRAL AU POINT DE VUE FONCTIONNEL
L’os est une forme d’aggloméré de « cristal » réactif qui absorbe ou qui rejette des composés présents dans sa structure ou environnement. Nous aurions envie de dire que l’os avec son cristal d’hydroxyapatite est comme une sorte de « litière pour chat ». En effet, les litières sont composées de sable, d’argile ou de zéolithe, c'est-à-dire des cristaux absorbant les mauvaises odeurs et les déchets. L’os, c’est « la même chose », il absorbe des ions, des substances toxiques (plomb, aluminium). Il échange également des ions avec le sang en fonction des besoins (calcium ou phosphate) sous l’effet de certaines hormones, c’est donc également une réserve de nutriments.
L’os est une espèce « d’absorbeur » protecteur, tout comme la litière nous protège des mauvaises odeurs et expansion de déchets. Il le fait grâce à sa structure d’hydroxyapatite plus malléable que l’on ne pense. Il fait partie des systèmes tampons d’après nos livres de physiologie. Ce rôle d’échangeur, d’absorbeur s’appelle la « fonction de substitution ionique », très étudiée par les bioprothésistes. Ces derniers ont besoin de créer des prothèses qui se soudent bien à l’os et donc de bien connaître cette fonction d’échange de l’hydroxyapatite.
D / LA NOTION ESSENTIELLE DE SUBSTITUTION
L’os est capable de substituer jusqu’à 10 % de sa masse en ions d’autres natures que le calcium ou le phosphore. Le plus remarquable dans tous ceci : c’est la possibilité d’échanger des ions positifs ou des ions négatifs et ceci dans une large gamme (les chercheurs disent quasiment la moitié des éléments connus de la table périodique). C’est ainsi que tous les éléments ioniques du sang peuvent se retrouver avec des concentrations diverses incrustés dans l’os (dans le cristal d’apatite). Ces substitutions peuvent également à la manière d’une « litière de chat » absorbées des substances toxiques (comme le plomb ou l’aluminium) [7]. Cette large gamme de substitution permet une certaine « souplesse » et ceci notamment pour les fonctions biologiques de libération de calcium ou de phosphate dans le sang.
C’est ainsi que les bioprothésistes pensent à mettre du strontium, du magnésium, du calcium ou bien du cuivre dans les prothèses (dentaires, orthopédiques) pour favoriser sa fixation dans l’os et sa croissance. Répétons-le, ils peuvent le faire grâce à la substitution.
E/ CONSÉQUENCES PRATIQUES DE LA NATURE MÉTALLIQUE DE L’OS
Les nutritionnistes et les bioprothésistes ont un point commun : le besoin d’un os solide.
Les nutritionnistes veulent fabriquer un os solide pour éviter l’ostéoporose, l’ostéomalacie et autres maladies de l’os.
Les bioprothésistes veulent un os solide afin que les prothèses puissent se fixer correctement. Ils fabriquent des prothèses avec des nutriments ou des « stimulants ».
Cette transversalité de deux disciplines est intéressante, car les bioprothésistes ne peuvent qu’agir localement et les nutritionnistes doivent trouver la bonne « soupe » pour nourrir l’os.
Les deux professions sont obligées de tenir compte que l’os est un tout : la partie organique permet d’assurer l’élasticité de l’os afin qu’il ne se rompe pas comme du verre et la partie non organique permet d’assurer la dureté de l’os. Focalisons nous sur la nature métallique de l’os et son effet sur la solidité, objet de notre article [6, 9].
1 / L’ion métallique calcium
Avant de donner un ion métallique comme le calcium, les nutritionnistes insistent que le cristal formé de calcium et phosphate (hydroxyapatite) doit d’abord se déposer sur l’os non minéral normalement constitué (l’os mou). Donc, il faut FAIRE DE L’OS MOU (protéine) avant de faire de L’OS DUR (phosphate de calcium).
La stratégie globale des nutritionnistes repose sur l’égalité suivante :
FAIRE UN OS SOLIDE = FAIRE UN OS MOU (organique) AVANT DE FAIRE UN OS DUR (non organique).
Le calcium (500 à 1000 mg/j) est à prendre avec la vitamine D et du magnésium. Le Dr. Curtay insiste sur le fait d’associer le calcium avec le magnésium (sinon, il y a risque de calcification de tissus mous, valve cardiaque). Les nutritionnistes associent également la prise de calcium avec la vitamine K de type 2.
2 / Les autres ions métalliques
* Zinc, favorable aux réactions d’anabolisme (construction et stimulation des cellules), il en faudrait 15 mg / j. Les personnes âgées sont en constant déficit en zinc. Le Dr. Curtay, dans sa revue sur l’ostéoporose, indique qu’il est indispensable à la construction osseuse. C’est également un cofacteur clé pour le bilan acide, car l’anhydrase carbonique en a besoin pour limiter l’acidité du sang. Un sang acide fait perdre du calcium aux os.
PAS DE ZINC = PAS D’ESPOIR DE RECONSTRUCTION OSSEUSE
* Magnésium, incontournable lui aussi, avec un apport recommandé à 400 mg/ jour. 50 % du magnésium de l’organisme est stocké dans l’os. Incorporé dans l’os, il favorise sa stabilité (par substitution ionique).
Le manganèse, cuivre, bore et strontium sont favorable à la construction de l’os, mais d’après les nutritionnistes, leurs déficits sont peu fréquents.
Les ions métalliques à éviter :
* l’aluminium qui est contenu dans certains médicaments pour les troubles gastriques,
* le fluor,
* le lithium à long terme contenu dans certains médicaments pour la psyché.
F / LE SUBSTITUTION CHEZ LES PROTHESISTES
* Le cobalt
Prenons le cas du cobalt, il a des effets sur la synthèse des vaisseaux sanguins, c’est pourquoi on pense l’ajouter aux composants des prothèses pour favoriser l’ossification. Mais d’autres part, il a des effets contraires sur les cellules fabriquant de l’os (un véritable casse-tête, pour les fabricants de prothèse pour trouver le bon dosage, la bonne fixation métallique en chrome-cobalt, etc…).
* Le strontium
Les patients ayant pris du protelos (Médication par voie orale contenant l’ion métallique strontium pour le traitement de l’ostéoporose), ont un « peu » servi de « cobaye ». Cette molécule a vu beaucoup d’effets indésirables. Elle fait même partie des médicaments à éviter dans la revue « prescrire » des médecins (février 2017) et le laboratoire Servier a arrêté sa commercialisation en mars 2017 [5]. Devant cette expérience acquise, on pense maintenant en mettre dans les bioprothèses pour faire un relargage « in situ ». Il y a un enjeu économique important dans la connaissance de cette physiologie osseuse des ions métalliques, rien qu’en 2011, 150 000 prothèses de hanches ont été posées. Et nous ne parlons pas des prothèses dentaires …
G / LA SUBSTITUTION EN MEDECINE
* Les ions métalliques radioactifs
Les chercheurs sont « pleins espoirs » pour l’utilisation d’autres molécules similaires au calcium pour développer de nouvelles thérapies ciblant l’os (notamment les cancers des os, les métastases osseuses). C’est le cas du radium, du technétium, ce sont des ions métalliques radioactifs connus dans le milieu de la radiologie [8]. Reste à savoir si c’est sans risque…Le but est de créer une « radioactivité locale » au sein de l’os pour détruire la métastase…
* Le phosphore
Il faut se méfier des médicaments contre l’ostéoporose. C’est le cas par exemple des biphosphonates : leur principe de fonctionnement est louable, mais dans la réalité clinique du patient, il y a beaucoup d’incertitudes (fracture paradoxale au bout de 5 ans, des cas rares mais grave nécrose de la mâchoire). Dans ce médoc, on donne du phosphore pour stimuler la minéralisation. Pour finir, l’efficacité statistique est beaucoup contestée (Si 1000 femmes atteintes d’ostéoporose prennent de l’alendronate pendant 1 an, approximativement 3 fractures de la hanche seront évitées. Donc, 997 femmes auront été médicamentées sans effet [6]). Cela fait quand même 1000 clients en plus, n’est-ce pas ?
CONCLUSION
Dans cet article, nous nous sommes focalisé sur les ions métalliques. L’os est en partie métallique et cristallin, il est vivant. Bien sûr, la stratégie pour avoir un os dur et lutter contre l’ostéoporose est globale : activité physique, équilibre, vitamine (B6, C, D, K), phyto-œstrogène et éventuellement supplémentation en DHEA. Faire un os mou en apportant du collagène, de la silice et des vitamines, ensuite apporter le nécessaire pour faire un os dur, c'est-à-dire du calcium, du magnésium, du zinc. L’os organique (mou) avec ses protéines permettra la fixation et le développement l’hydroxyapatite, c'est-à-dire le développement de l’os dur minéral.
Je vous invite à lire également ces deux articles complémentaires écrits dans ce blog de Mr. Joubert sur l’ostéoporose. Celui-ci insiste notamment sur l’apport de potassium pour éviter de perdre du calcium : http://santenature.over-blog.com/article-l-osteoporose-102288317.html
http://santenature.over-blog.com/article-13878518.html
Dr Paulcarl
RÉFÉRENCES ET NOTES
[1] Julien Combes, Etude de l’adhésion d’ostéoblastes sur substituts apatitiques par microscopie à force atomique. Thèse de l’école des mines de Saint Etienne, 2009.
[2] Florencio-Silva R et coll. Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells. Biomed. Res Int. 2015.
[3] Détail du calcul : 40 x 100 / 69 = 57
[4] Glenske K et coll. Applications of Metals for Bone Regeneration. Int J Mol Sci. 2018 March.
[5] Pour mieux soigner, des médicaments à écarter : bilan 2017. La revue Prescrire, Février 2017, Tome 37 N° 400, page 137. http://www.prescrire.org/Fr/3/31/52988/0/NewsDetails.aspx
[6] BOSTON WOMEN’S HEALTH BOOK COLLECTIVE (BWHBC). Our Bodies, Ourselves, Menopause, New York, Simon & Schuster, 2006, 350 p. (source reprise d’après le document suivant: Notre soupe aux cailloux. Réseau québécois d’action pour la santé des femmes (RQASF), 2009.
[7] des ions Na +, Pb 2+, Ba 2+, Sr 2+, HPO, CO 3, Cl -, F etc.
[8] Weekes DM et coll. Harnessing the bone-seeking ability of Ca (II)-like metal ions in the treatment of metastatic cancer and resorption disorders. Chem Soc Rev. 2016.
[9] Dossier ostéoporose, magazine alternatif bien être, mai 2015, n°104.
[10] Von Euw S, Biominéralisation osseuse : de la caractérisation structurale du minéral à son organisation 3