L’acide oxalique, également appelé acide éthanedioïque, est un composé organique naturellement présent dans de nombreux végétaux et dans certains tissus animaux. Il appartient à la famille des acides dicarboxyliques et possède la formule chimique C₂H₂O₄.
Dans l’organisme, l’acide oxalique se trouve principalement sous forme d’oxalate, son ion conjugué. L’oxalate peut se lier à différents minéraux, notamment au calcium. Lorsque des concentrations élevées d’oxalate et de calcium sont réunies dans les voies urinaires, il peut se former des cristaux d’oxalate de calcium, qui constituent la principale composante de nombreux calculs rénaux.
L’acide oxalique possède également des applications dans différents domaines industriels et scientifiques.
1. Structure chimique
L’acide oxalique est le plus simple des acides dicarboxyliques. Sa molécule possède deux groupes carboxyle (-COOH) reliés directement entre eux.
Sa formule moléculaire est C₂H₂O₄ et sa formule structurale peut être représentée simplement par :
HOOC–COOH
L’acide oxalique peut exister sous forme anhydre ou sous forme dihydratée, notamment dans certaines préparations commerciales et applications industrielles.
2. Oxalate dans l’organisme
Dans les conditions physiologiques, l’acide oxalique est principalement présent sous forme d'ion oxalate.
L'oxalate est un produit du métabolisme humain, mais il provient également de l'alimentation. Il est éliminé principalement par les reins.
La concentration d'oxalate dans l'urine dépend notamment de la production endogène, des apports alimentaires, de l'absorption intestinale et de la capacité des reins à l'éliminer.
3. Présence dans les végétaux
L'acide oxalique et les oxalates sont naturellement présents dans de nombreux végétaux.
Parmi les aliments pouvant contenir des quantités relativement importantes d'oxalates figurent notamment :
- les épinards ;
- la rhubarbe ;
- les feuilles de betterave ;
- certaines noix ;
- certaines légumineuses ;
- le cacao ;
- plusieurs autres végétaux.
La quantité d'oxalate varie considérablement selon l'espèce végétale, la partie de la plante, les conditions de culture et les méthodes de préparation.
4. Oxalate de calcium
L'oxalate peut se combiner avec le calcium pour former de l'oxalate de calcium, un sel peu soluble dans l'eau.
Cette faible solubilité est importante sur le plan biologique. Lorsque la concentration d'oxalate et de calcium dans l'urine devient suffisamment élevée, des cristaux peuvent apparaître.
Ces cristaux peuvent s'agréger et contribuer à la formation de calculs rénaux.
5. Calculs rénaux
Les calculs d'oxalate de calcium représentent la forme la plus fréquente de calculs rénaux.
Leur formation, appelée lithiase urinaire, dépend de nombreux facteurs, notamment :
- la concentration d'oxalate dans les urines ;
- la concentration de calcium ;
- le volume urinaire ;
- le pH urinaire ;
- la présence de substances qui inhibent ou favorisent la cristallisation ;
- certains facteurs génétiques et médicaux.
Une consommation insuffisante d'eau augmente également la concentration des substances présentes dans l'urine et peut favoriser la formation de calculs.
6. Hyperoxalurie
L'hyperoxalurie correspond à une excrétion excessive d'oxalate dans les urines.
Elle peut être primaire, lorsqu'elle résulte d'une maladie génétique rare affectant le métabolisme de certaines molécules, ou secondaire, lorsqu'elle est liée notamment à certains troubles digestifs, à une alimentation particulière ou à une absorption intestinale excessive d'oxalate.
Une hyperoxalurie importante peut favoriser la formation répétée de calculs rénaux et, dans les formes sévères, endommager les reins.
7. Absorption intestinale
Une partie de l'oxalate alimentaire est absorbée par l'intestin tandis qu'une autre partie est éliminée dans les selles.
Le calcium alimentaire peut se lier à l'oxalate dans l'intestin et former de l'oxalate de calcium, relativement peu absorbable. Ce mécanisme peut réduire la quantité d'oxalate disponible pour être absorbée.
Par conséquent, une alimentation extrêmement pauvre en calcium n'est pas nécessairement bénéfique pour les personnes sujettes aux calculs d'oxalate de calcium.
8. Microbiote intestinal
Certaines bactéries intestinales peuvent dégrader l'oxalate.
Une bactérie particulièrement étudiée est Oxalobacter formigenes, capable d'utiliser l'oxalate comme source d'énergie.
Le rôle du microbiote intestinal dans la régulation de l'absorption de l'oxalate et dans le risque de calculs rénaux fait encore l'objet de recherches.
9. Cuisson et préparation des aliments
Certaines méthodes de préparation peuvent modifier la quantité d'oxalate consommée.
La cuisson dans l'eau et l'ébullition, suivies de l'élimination de l'eau de cuisson, peuvent réduire la quantité d'oxalates solubles dans certains végétaux.
L'efficacité de cette réduction varie selon l'aliment et la méthode de préparation. La cuisson ne permet donc pas nécessairement d'éliminer tous les oxalates.
10. Oxalate et alimentation
Pour la majorité des personnes en bonne santé, la présence d'oxalates dans les aliments ne constitue pas un problème particulier.
Une restriction importante des aliments contenant des oxalates peut cependant être recommandée dans certaines situations médicales, notamment chez les personnes présentant certains types de calculs rénaux ou une hyperoxalurie.
Les recommandations alimentaires doivent être adaptées à la cause des calculs et au profil métabolique de la personne.
11. Hydratation et prévention des calculs
Une hydratation suffisante constitue l'un des moyens les plus importants de réduire le risque de formation de calculs urinaires.
Une consommation adéquate d'eau permet de produire davantage d'urine et de diminuer la concentration des substances susceptibles de cristalliser.
Chez les personnes ayant des antécédents de calculs rénaux, la prévention peut également nécessiter des modifications spécifiques de l'alimentation ou un traitement médical, selon la composition des calculs et les analyses réalisées.
12. Symptômes des calculs d'oxalate de calcium
Un petit calcul peut parfois être éliminé sans provoquer de symptômes importants. Lorsqu'un calcul obstrue les voies urinaires, il peut provoquer une colique néphrétique.
Les symptômes peuvent notamment comprendre :
- une douleur intense au flanc ou au dos ;
- une douleur pouvant se déplacer vers l'abdomen ou l'aine ;
- du sang dans les urines ;
- des nausées ou des vomissements ;
- une envie fréquente d'uriner.
Une fièvre associée à une obstruction urinaire peut constituer une urgence médicale et nécessite une évaluation rapide.
13. Métabolisme de l'acide oxalique
L'oxalate peut être produit naturellement par le métabolisme de plusieurs substances présentes dans l'organisme.
Le foie joue un rôle important dans plusieurs voies métaboliques pouvant conduire à la production d'oxalate.
Dans certaines maladies héréditaires rares, des anomalies enzymatiques entraînent une production excessive d'oxalate. Ces maladies peuvent provoquer une accumulation progressive d'oxalate et des lésions rénales importantes.
14. Applications industrielles
L'acide oxalique possède plusieurs propriétés chimiques qui permettent son utilisation dans différentes applications industrielles.
Il peut notamment être utilisé pour :
- certaines opérations de nettoyage ;
- l'élimination de dépôts minéraux ;
- le traitement de certaines surfaces métalliques ;
- certaines applications de blanchiment ;
- diverses opérations de laboratoire et de synthèse chimique.
Son utilisation dépend de sa concentration et de la formulation du produit.
15. Acide oxalique et métaux
L'acide oxalique peut réagir avec différents ions métalliques et former des oxalates métalliques.
Cette propriété est exploitée dans certaines applications chimiques et dans des procédés de traitement de surfaces.
Les réactions avec les métaux dépendent notamment du métal concerné, du pH et des conditions de réaction.
16. Toxicité
L'acide oxalique concentré est une substance corrosive et toxique. L'ingestion de quantités importantes peut provoquer des lésions du tube digestif et une perturbation grave de l'équilibre calcium-oxalate.
Une intoxication importante peut notamment entraîner une diminution dangereuse du calcium sanguin et une atteinte rénale.
Les produits concentrés contenant de l'acide oxalique doivent donc être manipulés conformément aux consignes de sécurité et conservés hors de portée des enfants.
17. Recherche scientifique
L'acide oxalique et les oxalates font l'objet de recherches notamment dans les domaines de la néphrologie, de la nutrition, de la biochimie et de la microbiologie.
Les chercheurs étudient notamment les mécanismes de formation des calculs rénaux, le rôle du microbiote intestinal, les maladies génétiques responsables d'hyperoxalurie et les nouvelles stratégies permettant de réduire l'excrétion d'oxalate.
Conclusion
L'acide oxalique est un composé organique naturellement présent dans de nombreux végétaux et produit également par l'organisme. Dans les conditions physiologiques, il est principalement présent sous forme d'oxalate.
Son interaction avec le calcium est particulièrement importante sur le plan médical, car elle peut contribuer à la formation de cristaux d'oxalate de calcium, principale composante de nombreux calculs rénaux.
Pour la plupart des personnes, les oxalates alimentaires ne représentent pas un danger particulier. Chez les personnes prédisposées aux calculs rénaux ou atteintes d'hyperoxalurie, leur métabolisme et leur absorption peuvent toutefois devenir des facteurs importants.
Au-delà de son rôle biologique, l'acide oxalique possède également diverses applications industrielles et chimiques. Sa forme concentrée doit néanmoins être manipulée avec précaution en raison de sa toxicité et de son caractère corrosif.
Sources
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- Siener, R. (2021). Nutrition and Kidney Stone Disease. Nutrients, 13(6), 1917. https://doi.org/10.3390/nu13061917
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