Par Kevin Beck Mis à jour le 30 août 2022
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Six éléments du tableau périodique – le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore et le soufre – constituent 97 % du corps humain. Leur abondance dans la Voie lactée n’est pas une coïncidence; nous sommes littéralement de la poussière d’étoiles, et ces éléments sont les éléments constitutifs de la vie. L'acronyme CHNOPS aide à les mémoriser, même s'ils ne sont pas répartis uniformément :certains se concentrent dans des tissus et des organes particuliers.
Le carbone est l'épine dorsale de la chimie organique. Sa capacité à former des liaisons covalentes simples, doubles et triples lui permet de se connecter avec pratiquement tous les autres éléments. Cette polyvalence fait du carbone le principal composant structurel des acides aminés, les éléments constitutifs des protéines. Par conséquent, les protéines riches en carbone forment la charpente des muscles, des enzymes, des neurones et de pratiquement tous les tissus.
L'hydrogène, l'élément le plus léger, ne forme qu'une seule liaison covalente mais participe à un éventail impressionnant de molécules organiques. Il fait partie intégrante des glucides, des lipides et des protéines et constitue, avec l'oxygène, la majorité de l'eau, la substance qui constitue plus des deux tiers de la masse humaine.
L’azote, bien qu’en grande partie invisible sous forme de gaz diatomique dans l’atmosphère, est essentiel à la vie. C'est un constituant clé des acides aminés et des acides nucléiques. Le groupe amine (-NH2) qui définit chaque acide aminé contient de l'azote. Dans les protéines, la catalyse pilotée par l'azote entraîne les réactions biochimiques qui construisent et maintiennent les tissus.
L'oxygène est indispensable à la respiration cellulaire et est également présent dans l'eau, les protéines et les lipides. Au cours de l'histoire de la Terre, l'oxygène atmosphérique est passé de quantités infimes à environ 21 % de l'air, soulignant son rôle essentiel dans le maintien de la vie.
Le phosphore est vital pour les membranes cellulaires et le transfert d'énergie. Il forme la bicouche phospholipidique qui définit la structure cellulaire et constitue l’épine dorsale de l’ATP, la monnaie énergétique universelle. Le phosphore contribue également à la minéralisation osseuse.
Le soufre est un élément mineur mais essentiel, présent dans les acides aminés cystéine et méthionine. Il soutient la stabilité structurelle des protéines grâce à des liaisons disulfure et est essentiel au métabolisme microbien, y compris la photosynthèse à base de soufre.
Ensemble, ces six éléments sous-tendent toutes les fonctions biologiques, depuis l'ADN qui transporte notre code génétique jusqu'à l'ATP qui alimente nos cellules. Comprendre CHNOPS offre une fenêtre sur la chimie qui rend la vie possible.