Objectifs : Illustrer le rôle de la vitamine D dans le corps , risque de carence et supplementation.

Sommaire :

1- La vitamine D, c’est quoi ?

La vitamine D est une vitamine liposoluble qui est stockée dans le foie et les tissus adipeux  , elle est fabriquée suite au contact des rayonnements UV du soleil avec la peau. Un minimum d’exposition au soleil est ainsi nécessaire pour sa synthèse. Elle existe sous deux formes : D₂ (ergocalciférol); ou D₃ (cholécalciférol) , elle  intervient dans l’absorption du calcium , du magnésium et du phosphore. Elle joue un rôle essentiel dans la minéralisation des os et dans plusieurs autres processus physiologiques comme : la régulation de la pression artérielle, le fonctionnement du système immunitaire. 

Chez l’enfant, la carence en vitamine D entraîne le rachitisme. Cette atteinte apparaît lorsqu’il n’est pas assez exposé aux rayons du soleil ou lorsque les  apports alimentaires  en vitamine D sont insuffisants. La carence chez les adultes est corrélée avec une altération du fonctionnement du système immunitaire et une augmentation de la susceptibilité aux infections et à l’ostéoporose. Une étude récente a montré que 70 pourcent des patients atteint de Covid-19 et  qui ont développé des complications souffrent de carence en vitamine D [1].

2- La synthèse de la vitamine D :

La synthèse de la vitamine D s’effectue selon plusieurs étapes :

Étape 1 : la conversion de 7 dehydrocholestérol  (une molécule présente dans les tissus de l’épiderme de la peau) en pro vitamine  D ou vitamine D3 appelé cholécalciférol.

Étape 2 : la vitamine D3 cholécalciférol est transportée vers le foie  par l’intermédiaire d’un transporteur spécifique (vitamine D binding protein)  pour former la calcidiol ( 25 hydroxyvitamine D) . Cette conversion se fait grâce à une enzyme appelée :  (hydroxylase CYP27A1).

Étape 3 : la calcidiol ( 25 hydroxyvitamine D) est transporté vers les reins pour former 1α,25-dihydroxyvitamin D. c’est la forme active de la vitamine D connue sous le nom de calcitriol  . La synthèse de cette forme active est régulée par plusieurs processus dans le corps qui sont influencé par les hormones parathyroïdiennes, l’apport en calcium et en phosphore et par l’enzyme (1-hydroxylase (CYP27B1 ) [2].

Schémas expliquant le processus de synthèse de vitamine D [autres sources].

3- Les sources de vitamine D et comment satisfaire les besoins recommandés :

 Il existe deux formes de vitamine D : la forme D₂ (ergocalciférol) et D₃ (cholécalciférol) qui peuvent être obtenu à partir de l’alimentation. Ces deux formes sont absorbées par les intestins et transportées vers le sang par les chylomicrons. Ils sont biologiquement inactifs jusqu’à leur conversion en 25 hydroxyvitamine D.

Plusieurs études ont montré que la forme vitamine D3 est plus biodisponible que celle de la forme vitamine D2. Une méta-analyse récente publiée en 2012 a montré que la consommation de la forme de  vitamine D3 a provoqué une augmentation dans les concentrations sériques de 25 hydroxyvitamine D d’une manière plus significative que la forme vitamine D2 [3].

Les aliments les plus riches en vitamine D sont : les jaunes d’œufs, le beurre et le foie, les poissons gras ( saumon , sardines) et surtout les huiles extraites du foie de certains poissons (morue). Les champignons, lait et produits laitiers fortifiés avec la vitamine D, céréales fortifiées [4].

 Les apports journaliers recommandés [5]  :

Une étude récente publiée dans le journal de Nutrition remet en question l’apport journalier recommandé en vitamine D qui est selon les auteurs sous-estimés  600 UI par jour n’arrive pas à atteindre la concentration de 50 nmole de 25 hydroxyvitamine D qui permet de prévenir contre l’ostéoporose et contre la perte de la densité osseuse [6]. Les auteurs affirment que des doses de 4000 UI par jour sont tolérables ils exercent un effet protecteur contre l’ostéoporose.

4- Rôle de la vitamine D dans le corps :

4-1. La découverte des récepteurs de vitamine D :

Les récepteurs de vitamine D ont été découverts en 1967. Il s’agit des protéines de liaison à la forme active de vitamine D calcitriol ou (1,25(OH)2D)) . Sa structure tridimensionnelle est formée par des régions de liaison à l’ADN qui inclut 2 molécules de zinc. Et une région avec une plus grande affinité pour la liaison a à la forme active de vitamine D cité précédemment. Il a été démontré que ce récepteur est dépendant de la concentration en magnésium et la carence provoque une  carence en 1.25 hydroxyvitamine D circulante [7].

Les modèles animaux ou le récepteur est altéré par mutagenèse ciblée (du gène qui code pour sa synthèse) ont présenté  des signes d’une carence sévère. Certains  polymorphismes génétiques qui affectent la structure du récepteur VDR comme le polymorphisme Fok2 est associé à une augmentation dans la prévalence de la perte de densité minérale osseuse [8]. 

4-2. Rôles dans la régulation génétique :

La vitamine D est une hormone stéroïdienne qui influence la transcription de plus de 900 gènes dans le corps humain. C’est à peu près 5 pourcent des protéines codées par le génome. Elle exerce son action en se liant aux récepteurs au niveau de la cellule, cette activation implique un autre récepteur appelé rétinoide X receptor [9]. 

Ces gènes incluent des gènes qui contrôlent la prolifération des ostéoblastes, le métabolisme des acides biliaires, la dégradation des xénobiotiques , et la différenciation des kératinocytes dans la peau, même le développement des follicules de cheveux, et la différenciation des cellules du système immunitaire inné et adaptatif [10].

4-3. Rôle dans le système immunitaire :

La vitamine D joue un rôle crucial dans le fonctionnement du système immunitaire. En effet, le récepteur de vitamine D est exprimé à la surface des lymphocytes B (producteurs d’anticorps) de lymphocytes T (régulateur de la réponse immunitaire adaptative) et dans les cellules dendritiques (présentatrice d’antigènes). L’immunité innée joue un rôle important dans la défense contre les agents microbiens. Ce type d’immunité est assurée par les macrophages qui reconnaissent les antigènes bactériens par les récepteurs toll like receptor, ce qui active la formation des peptides antimicrobiens comme les bétadéfensines et les cathélocidine.  La liaison de récepteur toll aux antigènes provoque l’activation de l’hydroxylase qui va synthétiser la 1.25 (OH) hydroxyvitamine D, puis la fixation de cette dernière sur les récepteurs VDR à la surface des macrophages augmente la transcription des gènes qui codent pour les peptides antimicrobiens ce qui va assurer une réponse immunitaire, innée, efficace et optimale [11].

En plus, la vitamine D active les lymphocytes T régulateur et favorise leur maturation et inhibe la production des cytokines inflammatoires comme IL1, IL6, IL8 , TNF alpha. Elle inhibe aussi la production des cytokines par les monocytes et les cellules dendritiques. Ces effets ont un rôle préventif contre le déclenchement de processus d’auto-immunité. En effet, une étude in vitro  sur des lymphocytes B isolés à partir des patients atteints de lupus a montré que l’incubation de ces cellules avec la  vitamine D inhibe  la production des anticorps anti-ADN [12]. 

 La carence en vitamine D est associée avec une augmentation de la prévalence des maladies auto-immunes et augmente le risque de développement des infections [13]. En effet, une étude d’observation qui inclut plus de 19000 sujets a montré que des niveaux sériques bas de 25 hydroxyvitamine D (inférieure à 30 nmole/ ml) est associé avec une augmentation de risque d’infections respiratoires [14].

Une étude clinique récente publiée dans American journal of clinical nutrition a montré que  l’administration d’une dose thérapeutique de  1200 UI/ jour de vitamine D pendant l’hiver est associée avec une réduction de 42 pourcent du risque de développer l’infection à influenza chez 167 enfants [15].

4-4. Rôle dans la santé des OS et dans l’homéostasie du calcium :

La vitamine D joue un rôle important dans le métabolisme du calcium. Elle favorise son absorption dans les intestins et sa fixation dans les OS.  Quant le niveau de calcium est bas dans le sang, les glandes parathyroïdiennes sécrètent la PTH qui favorise la réabsorption du calcium dans les reins. La PTH favorise aussi la synthèse de la forme active de vitamine D 1, 25 (OH) D3 qui va augmenter l’absorption intestinale du calcium. Ce processus est assuré par les récepteurs de vitamine D localisés au niveau des cellules épithéliales intestinales [16]. La calcitonine est une autre hormone sécrétée par la glande thyroïde qui favorise la migration de calcium des OS vers le sang en cas de diminution de taux sériques de calcium. 

La vitamine D assure aussi l’absorption du phosphore et du magnésium qui constituent avec le calcium les minéraux essentiels impliqués dans le maintien de la densité osseuse. Ce qui confère à la vitamine D un rôle protecteur contre le développement des maladies osseuses comme l’ostéoporose et l’ostéomalacie). Une revue récente qui résume plusieurs études cliniques randomisées a montré que la supplémentation avec la vitamine D  augmente d’une manière remarquable la densité minérale osseuse et la supplémentation avec la vitamine D associé au calcium réduit l’incidence des fractures. Cependant, des doses élevées de vitamine D peuvent avoir des effets négatifs surtout chez les patients atteints d’ostéoporose et traités avec le bisphosphonate [17]. 

Une étude publiée dans le journal de endocrinology Review a montré que la carence en vitamine D sur une longue période entraîne une déminéralisation osseuse [18]. 

Le maintien de la densité osseuse atteint un pic pendant l’âge jeune.  Durant le vieillissement, l’altération du métabolisme de calcium conduit à des conditions comme l’hyperparathyroïdie qui se caractérise par une perte du calcium osseux et une altération de la fonction de la conversion de la vitamine D en sa forme active par l’hydroxylase [19]. 

4-5. Rôle dans le système nerveux et l’équilibre psychologique :

• Rôle de la vitamine D dans le système nerveux :

La vitamine D intervient dans plusieurs processus biochimiques qui régulent le fonctionnement du système nerveux y compris : la synthèse des neurones (la modulation de la synthèse de BDNF brain derived neurotrophic factor) , la neuroplasticité et la synthèse des neurotransmetteurs.  Il a été démontré que les récepteurs de vitamine D se trouvent également dans la membrane des cellules nerveuse dans différentes  régions du cerveau (hypothalamus, essentiellement au niveau des neurones dopaminergiques du substantia nigra) [20]. En plus, il a été démontré que les récepteurs de vitamine D et l’enzyme (hydroxylase) se trouvent dans le système nerveux central au niveau des cellules gliales. La forme active de vitamine D (calcitriol)  est impliquée dans la production de facteurs neurotrophiques comme le NGF (nerve growth factor )  et GDNF ( glilal celle derived neurotrophic factor )[21]. Ces facteurs exercent un rôle protecteur contre le développement des maladies neurodégénératives ( démence, Alzheimer, sclérose en plaque). 

• Rôle de la vitamine D dans la synthèse des neurotransmetteurs :

Des études récentes soutiennent l’hypothèse que la vitamine D intervient aussi dans la synthèse de neurotransmetteurs. La forme active ( 25 hydroxyvitamine D)  est impliquée dans l’activation du gène ( acétyltransférase ) responsable de la synthèse de neurotransmetteur acétylcholine(impliqué dans la concentration, la mémoire et la contraction musculaire). En plus, elle active l’expression des gènes impliqués dans la synthèse de neurotransmetteur GABA (gamma amino butyrique acide) et les catécholamines [21]. 

La vitamine D est impliquée dans la conversion de 5 hydrox tryptophane en sérotonine par l’enzyme tryptophane hydroxylase. La sérotonine joue un rôle essentiel dans la régulation de l’humeur. Elle favorise l’activation du système nerveux parasympathique qui assure la relaxation et le bien-être. C’est pourquoi qu’une carence en vitamine D peut vous rendre triste. Ou parfois expliqué par le phénomène de dépression saisonnière ( manque de soleil en hiver). La perturbation dans la production du neurotransmetteur sérotonine est impliquée dans la physiopathologie de plusieurs maladies neuropsychiatriques comme (le trouble bipolaire, la schizophrénie et le trouble obsessionnel compulsif) [22].

Une étude publiée dans le journal de Amercian society of expérimental biology  a montré que les acides gras oméga 3 et la vitamine D contrôlent ensemble la synthèse et le recaptage de la vitamine D dans l’espace synaptique entre les neurones [22 ].

• La vitamine D et la dépression : 

Une étude clinique randomisée a montré que l’administration d’une dose de 300,000 IU de vitamine D par voie intraveineuse à des patients atteint de la colite ulcéreuse provoque une réduction significative dans les scores de dépression ( Beck dépression inventory ) après 3 mois de l’injection [23]. 

Une autre étude clinique randomisé qui porte sur 68 patients diabétiques a montré que le groupe traité ( n= 32) par une dose de 4000 UI de vitamine D par jour pendant 3 mois a présenté une réduction du score de dépression de 27 pourcent contre 10,8 pourcent pour le groupe placébo [24].

Une revue récente qui résume les résultats de plusieurs études cliniques randomisées qui ont exploré l’effet de traitement par des doses de 2800 à 50000 IU durant 8 semaines à deux ans sur les symptômes dépressifs. Les résultats ont montré une amélioration positive dans les symptômes de dépression et une neuroprotection contre les troubles psychologiques liés à une altération de la synthèse de la sérotonine [25]. 

• La vitamine D et la schizophrénie : 

Une étude clinique randomisée publiée dans le journal de Biomedicine a exploré l’effet de l’administration d’une dose thérapeutique de 14000 IU  de vitamine D par voie intraveineuse sur les symptômes de psychose , de dépression , de cognition et de paramètres métaboliques chez 23 patients atteint de schizophrénie. Les résultats ont montré qu’après 4 semaines de traitement. Les symptômes de dépression et de psychose n’ont pas été amélioré d’une manière significative par rapport au contrôle. Cependant, le groupe traité a présenté une amélioration notable dans les paramètres cognitifs.  

4-6. La synergie entre la vitamine D et la vitamine K :

Il existe des preuves qui montrent que la vitamine K (vitamine K1 et vitamine K2)  possède un effet synergique avec la vitamine D. La vitamine K est une vitamine liposoluble impliquée dans la coagulation sanguine . Elle intervient aussi dans le métabolisme osseux. Il existe deux formes de vitamine K, la vitamine K1 ( phylloquinone) et la vitamine K2 (menaquinones). La vitamine K1 est synthétisée par les plantes. La vitamine K2 est synthétisé essentiellement par les bactéries du microbiote intestinal et elle se trouve dans plusieurs aliments fermentés( Miso , kombucha, choucroutes).

Il a été démontré que la vitamine D active la production de plusieurs protéines qui doivent être carboxylé par la vitamine K (protéines dépendant de la vitamine K). Parmi ces protéines, on peut citer l’ostéocalcine et la matrix GLA protéine. L’ostéocalcine est impliqué dans le maintien de la densité minérale des OS et des dents.  La protéine GLA est impliqué dans la protection contre la calcification des artères qui est un processus impliqué dans les maladies cardiovasculaires et rénales[27],[28].  

4-7. La vitamine D et la grossesse :

La vitamine D est cruciale pour le bon déroulement de la grossesse. Elle joue un rôle protecteur contre le développement de complications comme la pré éclampsie et les malformations congénitales. Elle permet de réduire le risque de développement de plusieurs maladies comme diabète néonatal, l’autisme et les troubles d’attention chez le nouveau-né . La carence est associée avec un risque de la perte de la densité minérale osseuse et le développement d’Hypoplasie de l’émail qui augmente le risque de caries et de dommages dentaires [29]. 

 Il est recommandé que La mère pendant la grossesse prenne des doses de 1000 à 4000 UI de vitamine D par jour.

Note : Toujours consultez votre médecin avant de prendre des compléments à base de vitamine D. 

5- Conseils pour avoir un niveau suffisant de vitamine D :

Pour obtenir des niveaux optimaux de vitamine D il faut au minimum une exposition au soleil de  10 à 30 minutes 

Par jour à Midi de (11 heures à 3 heures ) plusieurs fois par semaine. Plusieurs facteurs peuvent affecter la capacité de votre peau de synthèse de vitamine D. Plus la peau est sombre, plus la capacité de production diminue. 

Votre position géographique affecte aussi le niveau de vitamine D obtenue à partir du soleil. Plus vous êtes éloigné de l’équateur. Plus les rayonnements UV sont faibles et par conséquence, vous avez besoins d’encore plus de temps d’exposition. 

Il faut noter que les rayonnements UV du soleil ne peuvent pas passer à travers les vitres de verre. C’est pourquoi qu’il est indispensable de profiter directement des rayonnements de soleil à l’extérieur de votre bureau de travail  ou votre appartement. 

Durant les mois d’octobre à Mars : les niveaux des rayonnements UV sont très faibles dans certaines régions ( Europe , canada). Ces niveaux sont insuffisants pour garantir une synthèse optimale. C’est pourquoi il est nécessaire de fournir de la vitamine D en supplément dans les pays faiblement ensoleillés en hiver, soit sous forme de médicament, soit par enrichissement d’un lait par exemple ou de l’huile d’olive (voir Autres sources).

Références :

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Autres sources :

Jean-François Landrier, Vitamine D : sources, métabolisme et mécanismes d’action, Cahiers de Nutrition et de Diététique, Volume 49, Issue 6, 2014, Pages 245-251, ISSN 0007-9960, https://doi.org/10.1016/j.cnd.2014.07.008.

https://www.nhs.uk/live-well/healthy-body/how-to-get-vitamin-d-from-sunlight/

Auteurs

DR. Ben Rejeb Charfeddine

MD , Nutritionist, Naturopathe, Fondateur Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).

Chibani Salim

Chercheur en biologie moléculaire et cellulaire

Ecole Panafricaine de Naturopathie Holistique Integrative (EPN).