La chélation des minéraux, pourquoi ?
Qu’est-ce que la chélation ?
Dans la liste d’ingrédients d’un complément, on ne trouve jamais les minéraux sous forme « pure » d’atomes de fer, de zinc, de manganèse ou de magnésium. Ils sont systématiquement présents sous une forme dite de « sels » : sulfate de fer, oxyde de magnésium, bisglycinate de zinc, gluconate de fer, citrate de magnésium, picolinate de zinc, etc. Cette forme chimique de sels permet aux minéraux d’être facilement dissous et absorbés au niveau intestinal.
La chélation consiste à fixer un ou plusieurs groupements chimiques (soufre, acide gluconique, oxyde, acide citrique, glycine, acide picolinique…) sur un minéral (magnésium, fer, manganèse, calcium…) afin de le transformer en sels.
- Les groupements sulfate, malate, glycérophosphate, bisglycinate… sont appelés ligands.
- Ils forment avec les minéraux ce qu’on appelle des complexes.
- On dit des minéraux qu’ils sont chélatés.
Une fois dans le tube digestif, les minéraux chélatés vont progressivement être détachés de leurs ligands pour pouvoir être utilisés par les cellules de l’organisme.
Remarque : La chélation est parfois utilisée pour détoxifier l’organisme. Il s’agit d’utiliser des molécules capables de se fixer sur des métaux lourds (plomb, mercure, arsenic, etc.) et ensuite d’être éliminées.
A quoi sert la chélation ?
L’objectif principal de la chélation est, comme nous l’avons dit, de délivrer les minéraux sous une forme utilisable, absorbable, par l’organisme.
Selon la nature du ligand, le minéral d'un complément va avoir un comportement chimique et physiologique différent, qu’il s’agisse de :
- Vitesse de dissolution,
- Interaction avec les autres nutriments et composés alimentaires présents dans le tube digestif,
- Impact sur la physiologie et le fonctionnement du tube digestif,
- Modalité d’absorption par les cellules intestinales,
- Vitesse de passage vers la circulation sanguine.
La nature du ligand auquel est lié un minéral a donc une influence directe sur sa biodisponibilité, c’est-à-dire, in fine, sur la proportion de minéraux d’un complément qui sera réellement absorbé par l’organisme. C’est donc un critère fondamental pour évaluer l’efficacité d’un complément de minéraux.
On sait aujourd’hui que la nature du complexe de minéral présent dans un complément alimentaire informe davantage sur la qualité d’un produit que la teneur en ce minéral. Par exemple, pour le magnésium, la forme oxyde (oxyde de magnésium) contient 60 % de magnésium pur alors que la forme bisglycinate (bisglycinate de magnesium) n’en contient que 10 %. Pourtant, le bisglycinate sera bien plus disponible et donc efficace que l’oxyde de magnésium ; une dose moindre de magnésium suffira pour avoir les mêmes effets que la forme oxyde.
Une chélation de qualité doit pouvoir :
- Assurer une bonne dissolution et un passage du minéral sous forme ionique au moment le plus opportun ;
- Protéger et stabiliser le minéral lors de son trajet dans le tube digestif ;
- L’empêcher d’être piégé par d’autres molécules, notamment les antinutriments (les fameux « phytates »des végétaux) ;
- L’empêcher d’exercer des effets néfastes types « pro-oxydants » ;
- Assurer un acheminement contrôlé vers les sites d’absorption de la paroi intestinale ;
- Atténuer ou même supprimer les effets secondaires associés à la prise de minéraux (troubles digestifs).
Les principaux types de ligands utilisés pour chélater les minéraux
Comment les cellules intestinales absorbent-elles le magnésium ?
Quand ils ne sont pas sous forme bisglycinate, les sels organiques et inorganiques relâchent le magnésium sous forme ionisée dès leur entrée en contact avec l’acidité de l’estomac. À leur arrivée dans l’intestin, ces ions vont alors être pris en charge par les cellules intestinales grâce à deux mécanismes d’absorption :
- Une diffusion passive (appelée aussi « absorption paracellulaire ») qui se déroule dans le jéjunum, l’iléon et - en plus faible quantité - dans le côlon. Elle consiste en un transit des ions entre les cellules, à travers des protéines de jonction appelées « claudines ». Cette voie d’absorption est très dépendante des conditions d’acidité présentes dans l’intestin ;
- Une absorption active (appelée « absorption transcellulaire ») qui se déroule dans le duodénum et implique une dépense d’énergie (ATP). Cette voie est sollicitée uniquement quand les apports de magnésium sont faibles ; elle implique en effet des transporteurs qui sont saturables.
L’absorption du bisglycinate de magnésium emprunte une voie spécifique différente de celle des ions magnésium caractérisés par les canaux dipeptide. Ces canaux sont utilisés habituellement pour absorber les dipeptides issus de la digestion des protéines. Ils sont donc beaucoup plus nombreux que les transporteurs d’ions magnésium. Ceci permet une absorption plus rapide, plus intense et donc plus efficace du magnésium.
Il semblerait que le même type de mécanismes soit en jeu dans l’absorption du fer et du calcium.
Chélation par les acides aminés : le bisglycinate
Tous les types de minéraux chélatés ne valent pas, et certaines formes permettent une meilleure assimilation, une meilleure tolérance et une meilleure efficacité que d’autres. C’est le cas des minéraux sous forme de bisglycinate. Le bisglycinate est un ligand constitué de deux acides aminés identiques (la glycine) qui vont être fixés sur un minéral : magnésium, zinc, fer, manganèse, calcium ou cuivre. Les acides aminés sont les briques élémentaires constituant les protéines, et la glycine est la molécule la plus petite et la plus simple de ces acides aminés.
La fixation de deux glycines sous la forme de deux « cycles chélates » sur le minéral va former une sorte d’enveloppe protégeant le minéral et améliorant son assimilation par l’organisme.
Les molécules de glycine contiennent chacune un atome d’azote (N) comportant une paire d’électrons libres ayant une très grande affinité pour le magnésium. Ceci permet la formation de deux liaisons covalentes (minéral-N) relativement solides. Par ailleurs, les glycines possèdent chacune un groupement carboxyle-oxygène (C-O) qui interagit électriquement avec le minéral pour créer deux liaisons ioniques (Mg-O).
Ces quatre liaisons (covalentes et ioniques) aboutissent à la création de deux cycles chélates de cinq atomes formant, avec le minéral, un complexe stable et électriquement neutre.
Les liaisons formées entre le minéral et les glycines sont appelées liaisons de coordination « bidentes ». Elles sont beaucoup plus stables que celles de la majorité des autres formes de minéraux trouvées dans les compléments alimentaires.À la différence des minéraux issus des autres formes qui sont complètement séparés de leurs ligands dès qu’elles entrent au contact de l’eau, les minéraux bisglycinates résistent au clivage gastrique (acidité) et gardent leurs ligands jusqu’à leur pénétration dans les cellules intestinales.La présence des deux glycines offre ainsi une grande stabilité au minéral. La séparation des ligands ne se fera qu’une fois que le complexe aura pénétré dans les cellules intestinales.
La forme bisglycinate est qualifiée de chélation de seconde génération. Elle présente plusieurs avantages par rapport à d’autres formes : meilleure biodisponibilité même en présence d’anti-nutriments, plus haute tolérance intestinale, forte solubilité même à pH « physiologique »…Cependant, pour obtenir ces bénéfices, il convient d’utiliser un complément contenant des minéraux réellement chélatés et de bonne qualité. C’est le cas des minéraux de la marque Albion™ TRAACS®.
Chélater pour mieux mimer la nature
Les plantes surmontent les problèmes de réactivité des minéraux en créant naturellement des complexes minéraux chélatés. Lorsque l’homme consomme des plantes et des animaux, la plupart des minéraux ingérés se présentent sous la forme de chélates naturels. C’est la principale raison pour laquelle les minéraux naturels d’origine végétale sous forme organique sont beaucoup plus biodisponibles que les sels minéraux inorganiques.
Les chélates d’acides aminés, en imitant la forme naturelle des minéraux provenant de sources végétales ou animales, sont plus proches de la « forme naturelle » des minéraux que les sels minéraux inorganiques.
Le procédé TRAACS®
Une chélation brevetée
Albion Minerals est une entreprise américaine créée en 1956 par le Dr Ashmead. C’est en découvrant les mécanismes naturels de chélation en œuvre dans les organismes vivants qu’il met au point une technologie innovante de chélation des minéraux. C’est la première entreprise à réussir cet exploit.
D’abord commercialisés pour la santé animale, les compléments d’Albion Minerals vont, à partir de 1968, faire l’objet de plusieurs études cliniques (plus de 160 à ce jour), notamment chez l’homme. Celles-ci démontrent rapidement l’intérêt indéniable de la chélation par le bisglycinate pour améliorer la biodisponibilité et la tolérance des minéraux. Mais l’entreprise décide d’aller plus loin. Elle va associer son processus de chélation à une technique de spectroscopie à infrarouge permettant de vérifier la qualité des liaisons minéral-bisglycinate. Cette technique de spectrométrie infrarouge transformée de Fourier (Fourier Transform Infrared Spectométry,FT-IR) va être dénommée « TRAACS® », pour The Real Amino Acid Chelate System.
Celle-ci, brevetée en 2004, permet de s'assurer que 100 % des minéraux sont bien chélatés, et qu’il ne s’agit pas d’un mélange de différents complexes de minéraux, comme c’est parfois le cas pour les minéraux vendus sous forme bisglycinate. Aujourd’hui, Albion Minerals possède plus de 100 brevets concernant une large gamme de minéraux chélatés basés sur la technologie TRAACS®. Ces produits font partie des produits ayant la meilleure qualité du marché. Chaque minéral (zinc, fer, magnésium, calcium, manganèse, cuivre) a un process de fabrication qui lui est propre.
Lever l’ambiguïté sur la nature réelle des chélates d’un complément : la méthode TRAACS®
Comment savoir si tous les minéraux d’un complément de minéral bisglycinate sont bien chélatés et ainsi s’assurer que le produit exercera son effet de manière optimale ? Impossible pour un simple consommateur. En revanche, il existe une technique permettant de déterminer ce niveau de qualité de manière sûre : la méthode brevetée TRAACS®.
Principe : on expose le complément de minéraux à des rayons infrarouges et on analyse les longueurs d’onde des rayons que la (ou les molécules) absorbe(nt). Ensuite,on compare le spectre obtenu à celui de la glycine seule (donc sans minéraux bisglycinate chélatés), à celui d’un produit contenant 100 % de minéraux bisglycinate parfaitement chélatés (donc 0 % de glycine) puis à celles de différents mélanges :
- 50 % de minéraux chélatés-50 % de glycine,
- 60 % de minéraux chélatés-40 % de glycine,
- 70 % de minéraux chélatés-30 % de glycine
- 80 % de minéraux chélatés-20 % de glycine,
- 90 % de minéraux chélatés-10 % de glycine.
Cette comparaison va permettre de savoir à quelle courbe celle du produit analysé ressemble le plus ; on peut ainsi en déduire la véritable teneur en minéraux bisglycinate chélatés (100 % ou moins). C’est cette approche qu’Albion Minerals utilise pour maîtriser la qualité de ses produits et pouvoir assurer que les minéraux qu’ils contiennent sont 100 % chélatés. La présence de minéraux non chélatés est en effet un problème, car, présents sous la forme d’oxyde inorganique, ils sont beaucoup plus difficiles à assimiler.
Bénéfices des minéraux chélatés qualité TRAACS® par rapport aux autres formes de minéraux
La chélation avec des minéraux avec du bisglycinate présente plusieurs intérêts.
Stabilité accrue
En temps normal, les minéraux apportés par l’alimentation ou les compléments alimentaires sont susceptibles d’interagir et de se combiner à certaines molécules, notamment végétales, présentes dans le tube digestif : phytates, tanins, fibres, mais aussi phosphates alimentaires. Le problème avec ce type de réactions, c’est qu’une fois les complexes formés, les minéraux ne peuvent plus être absorbés par les cellules intestinales. Ils finissent par être éliminés par les fèces. Au contraire, les minéraux des complexes de bisglycinates, grâce aux liaisons qu’ils forment avec les acides aminés glycines, sont protégés de ce type d’interactions délétères. Grâce à leur forme stable, leur biodisponibilité et leur absorption restent optimales, quelles que soient les conditions de l’intestin.
Grâce à la forme bisglycinate, la quasi-totalité de la dose ingérée peut être absorbée au niveau du petit intestin, même après leur parcours dans le tube digestif.
Absorption optimisée
L’absorption par la paroi intestinale ne nécessite pas une séparation du minéral de son ligand, le complexe étant conçu pour rester intact jusqu’au moment de l’absorption intestinale. La présence des deux glycines va permettre aux minéraux bisglycinates d’emprunter une voie de transport actif impliquant des canaux particuliers dits canaux à dipeptide (dipeptide channels) présents à la surface des cellules du tube digestif. Le fait que le minéral n’ait pas besoin de passer par une forme ionisée rend par ailleurs l’absorption indépendante de degré d’acidité de l’intestin, ce qui n’est pas le cas pour de nombreux autres compléments de minéraux.
Par ailleurs, la plupart des sels de minéraux classiques sont connus pour entrer en compétition avec les minéraux déjà présents dans le tube digestif (notamment le calcium) et ainsi d’affecter leur absorption. Avec les formes chélatées au bisglycinate, notamment celle de magnésium bisglycinate, cette compétition n’existe pas ; leur voie d’absorption (canaux à dipeptide) est en effet indépendante de celles des autres minéraux, ce qui annule la concurrence. Plusieurs études montrent en effet que les minéraux chélatés avec des acides aminés sont mieux absorbés que de nombreuses autres sources de minéraux. [Heaney 1990, 34 ; Pineda 1994 ; Bovell-Benjamin 2000, 35].
Tolérance intestinale renforcée
L’arrivée dans le tube digestif de minéraux ionisés issus des formes classiques de compléments alimentaires entraîne, dans la plupart des cas, un appel d’eau dans l’intestin. Ce flux entrant est à l’origine des troubles intestinaux fréquemment observés avec la prise de minéraux (selles molles, diarrhées…), mais également d’une possible aggravation des carences (liée aux troubles intestinaux).
Les minéraux chélatés par le bisglycinate, en raison de leur neutralité électrique, n’entraînent aucun appel d’eau dans l’intestin (ils n’ajoutent pas de « pression osmotique »), ce qui permet de réduire drastiquement ces effets secondaires.
Par exemple, avec le bisglycinate de magnésium, les liaisons glycine-magnésium sont suffisamment solides pour résister à l’acidité de l’estomac et du duodénum (la partie de l’intestin qui fait directement suite à l’estomac). Le complexe arrive donc intact (non ionisé) dans le duodénum puis atteint le jéjunum où il est absorbé grâce aux canaux à dipeptides.Une étude a montré que la prise de 600 mg de magnésium sous forme de bisglycinate avait un effet laxatif beaucoup plus faible que la prise de 600 mg sous forme de citrate de magnésium. C’est un avantage certain pour les personnes sensibles à la diarrhée osmotique, surtout en cas de dosage élevé.
Apports substantiels en glycine
En plus d’assurer la stabilité et de permettre une excellente biodisponibilité et une plus grande tolérance, la glycine présente un intérêt nutritionnel non négligeable. Cet acide aminé intervient en effet dans de multiples processus physiologiques : synthèse du collagène, de la créatinine et du glutathion (un antioxydant naturel), implication de la production du GABA (messager « calmant » du cerveau), etc.
Les études indiquent que les apports alimentaires et la production naturelle de glycine ne permettent pas toujours de couvrir les besoins du corps. Ce déficit peut être aggravé lors de l’avancée en âge, mais aussi par la pratique de la musculation ou d’une activité physique intense, ainsi que par une alimentation végétalienne. Les compléments de bisglycinate, en fournissant des molécules de glycine, contribuent donc à corriger les déficits de glycine.
Faible poids moléculaire
Les molécules de glycine, on l’a dit, sont des molécules de très petite taille. Leur utilisation pour la chélation des minéraux permet d’obtenir des molécules ayant en même temps un faible poids (inférieur à 1000 Daltons) et une forte densité en minéraux.
Les différents minéraux TRAACS®
Albion Minerals commercialise différents minéraux chélatés avec du bisglycinate qualité TRAACS® validés par l’EFSA (Autorité européenne de sécurité des aliments) :
- Magnésium : Bisglycinate de magnésium chélaté (MetaMag®)
- Fer : Bisglycinate de fer chélaté (Ferrochel®)
- Calcium : Bisglycinate de calcium chélaté
- Manganèse : Bisglycinate de manganèse chélaté
- Cuivre : Bisglycinate de cuivre chélaté
- Zinc : Bisglycinate de zinc chélaté
De nombreuses études ont mis en évidence que les minéraux Albion étaient mieux absorbés que les minéraux provenant des autres types de compléments :
- Fer : Le bisglycinate de fer Ferrochel® permet une absorption de fer jusqu’à 5 fois plus importante que le sulfate de fer ;
- Magnésium : le bisglycinate de magnésium permet une absorption de magnésium jusqu’à 3 fois plus élevée que celle de l’oxyde de magnésium ou du citrate de magnésium ;
- Zinc : le zinc du zinc bisglycinate est 1,5 fois mieux absorbé que le gluconate de zinc ;
- Calcium : le bisglycinate de calcium permet une absorption de calcium jusqu’à 1,8 fois plus importante que le citrate de calcium ou le carbonate de calcium.
Exemple : les différentes qualités de magnésium bisglycinate du marché
Qualité de la chélation
Différentes marques proposent du bisglycinate de magnésium, mais toutes ne sont pas certifiées comme étant à 100 % du magnésium chélaté. Seule l’entreprise Albion Minerals certifie, grâce à sa méthode TRAACS®, que ses produits sont à 100% chélatés, purs et de haute qualité.
Dans un bisglycinate de magnésium non TRAACS®, la partie de magnésium non chélaté ne s’assimile pas de manière optimale.
- Prendre un bisglycinate de magnésium labelisé TRAACS®, c’est s’assurer d’avoir un magnésium 100% chélaté et donc 100% actif.
Différentes teneurs en magnésium élément
Il faut savoir que le bisglycinate de magnésium pur, c’est-à-dire exempt d’oxyde de magnésium ou d’autres formes moins qualitatives de sels de magnésium, est fabriqué avec les justes doses de glycine et de magnésium : 2 doses (moles) de glycine pour 1 dose (mole) de magnésium. Toutes les molécules du produit doivent être associées au ratio 2:1. La quantité de magnésium élément dans le bisglycinate de magnésium est de 10%. Pourtant, plusieurs produits appelés bisglycinate de magnésium affichent des teneurs en magnésium proches de 20%. Comment se fait-il ? Il arrive en effet parfois que, pour charger un complément en magnésium, on y ajoute de l’oxyde de magnésium. Une manière de « couper » le produit avec un minéral moins cher et de plus faible qualité. Mais cela permet aussi d’augmenter la dose de magnésium total, car l’oxyde contient plus de 50% de magnésium élément.
Si un produit X annonçant être du bisglycinate de magnésium pur apporte une dose supérieure à 10 % de magnésium élément, c’est forcément qu’il a été complété avec une autre forme de magnésium qui risque d’interférer avec l’absorption du magnésium issu de la forme bisglycinate.
- Un vrai magnésium bisglycinate contient 10% de magnésium élément. Les teneurs supérieures sont « coupées » avec d’autres formes.
La forme TRAACS® tamponnée
Le laboratoire Albion Minerals propose aussi une forme de bisglycinate de magnésium « tamponné » (« buffered » en anglais) qui présente une teneur en magnésium de 18 % au lieu de 10 %. Cette forme contient de l’oxyde de magnésium. On pourrait être surpris de cet ajout d’oxyde de magnésium puisqu’on a vu que celui-ci avait une faible biodisponibilité.
C’est vrai, son absorption est très dépendante du pH. Quand ce pH augmente, c’est-à-dire quand le contenu du petit intestin devient moins acide – ce qui est relativement fréquent –, les protéines claudines des jonctions serrées deviennent moins perméables (on dit qu’elles sont inhibées). Résultat : la diffusion passive de la voie d’absorption paracellulaire des ions diminue. En revanche, quand le pH diminue (et donc que l’acidité du petit intestin augmente), les protéines claudines sont à nouveau régulées positivement et le magnésium peut à nouveau être absorbé par la voie paracellulaire. En fait, la glycine du bisglycinate de magnésium est un puissant tampon : elle est capable de ralentir l’augmentation du pH du contenu intestinal. Sa présence favorise donc l’absorption paracellulaire de l’oxyde de magnésium.
En résumé, la glycine permettrait d’améliorer la biodisponibilité de l’oxyde de magnésium. Cette affirmation manque cependant d’études pour être complètement validée et mesurée. Ajouter de l’oxyde permet surtout d’augmenter la teneur en magnésium élément d’une gélule et de diminuer les coûts, ce qui est appréciable pour les marques. D’autre part, les consommateurs ont besoin de prendre presque 2 fois moins de gélules. Mais ce n’est pas du bisglycinate de magnésium dans la totalité de la formule, contrairement à ce que certains veulent laisser croire.
Magnésium bisglycinate chélaté de Dynveo,
- 100 % de magnésium bisglycinate, dont 10% de magnésium élément
- Magnésium 100% chélaté garanti TRAACS®
- Format poudre ou gélules
Sources
Dr. Stefan Siebrecht, Magnesium Bisglycinate as safe form for mineral supplementation in human nutrition - OM &Ernährung 2013, Nr. 144.
Bovell-Benjamin AC, Viteri FE, Allen LH. Iron absorption from ferrous bisglycinate and ferric trisglycinate in whole maize is regulated by iron status. Am J Clin Nutr. 2000 Jun;71(6):1563-9. doi: 10.1093/ajcn/71.6.1563. PMID: 10837299.
Jennifer W Hartle, Shane Morgan, Tanoya Poulsen. Development of a Model for In-Vitro Comparative Absorption of Magnesium from Five Magnesium Sources Commonly Used as Dietary Supplements, FASEB Journal, 01 April 2016. https://doi.org/10.1096/fasebj.30.1_supplement.128.6
DiSilvestro, Robert A, Elizabeth Joseph, Brooke E Starkoff, and Steven T Devor. Magnesium Glycinate Supplementation in Bariatric Surgery Patients and Physically Fit Young Adults. The FASEB Journal 27, no. S1 (2013): lb 291–lb291. https://doi.org/10.1096/fasebj.27.1_supplement.lb291
Heaney RP, Recker RR, Weaver CM. Absorbability of calcium sources: the limited role of solubility. Calcif Tissue Int. 1990 May;46(5):300-4. doi: 10.1007/BF02563819. PMID: 2110852.
Uberti F, Morsanuto V, Ruga S, Galla R, Farghali M, Notte F, Bozzo C, Magnani C, Nardone A, Molinari C. Study of Magnesium Formulations on Intestinal Cells to Influence Myometrium Cell Relaxation. Nutrients. 2020 Feb22;12(2):573. doi: 10.3390/nu12020573. PMID: 32098378; PMCID: PMC7071389.
Schuette SA, Lashner BA, Janghorbani M. Bioavailability of magnesium diglycinate vs magnesium oxide in patients with ileal resection. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1994 Sep-Oct;18(5):430-5. doi: 10.1177/0148607194018005430. PMID: 7815675.
Razak MA, Begum PS, Viswanath B, Rajagopal S. Multifarious Beneficial Effect of Nonessential Amino Acid, Glycine: A Review. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:1716701. doi:10.1155/2017/1716701
Graff DJ, Ashmead H, Hartley C: Absorption of minerals compared with chelates made from various protein sources into rat jejunal slices in vitro. Proc Utah Academy Arts 1970.
Gandia P, Bour D, Maurette JM, Donazzolo Y, Duchène P, Béjot M, Houin G. A bioavailability study comparing two oral formulations containing zinc (Zn bis-glycinate vs. Zn gluconate) after a single administration to twelve healthy female volunteers. Int J Vitam NutrRes. 2007 Jul;77(4):243-8. doi: 10.1024/0300-9831.77.4.243. PMID: 18271278.
Coplin M, Schuette S, Leichtmann G, Lashner B. Tolerability of iron: a comparison of bis-glycino iron II and ferrous sulfate. Clin Ther. 1991 Sep-Oct;13(5):606-12. PMID: 1799918.
