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VITAMINES Dr. MOHAMED EL HADI CHERIFI [email protected]  INTRODUCTION Ce sont des composés organiques de faible poids moléculaire, différents des glucides, lipides et protéines, indispensables au bon fonctionnement de l’organisme. Ce sont des moléculaires non énergétiques...

VITAMINES Dr. MOHAMED EL HADI CHERIFI [email protected]  INTRODUCTION Ce sont des composés organiques de faible poids moléculaire, différents des glucides, lipides et protéines, indispensables au bon fonctionnement de l’organisme. Ce sont des moléculaires non énergétiques qui contrôlent un très grand nombre de métabolismes : contrôle de plusieurs processus vitaux en agissant comme des coenzymes ou comme des substances anti oxydantes. Leur dosage se fait par plusieurs techniques : HPLC, EID, chimiluminescence, spectrométrie de masse,  INTRODUCTION Molécules non synthétisées par l’organisme ou insuffisamment synthétisées. Nécessaires en très faibles quantités. Ce sont des composés naturels produits par les végétaux, champignons et les microorganismes. Un apport insuffisant , absent ou excessif peut être à l’origine: » Hypovitaminose » Avitaminose » Hypervitaminose  INTRODUCTION Découverte par Kazimierz Funk Le premier à avoir isolé la vitamine B1 dans l’enveloppe du riz en 1912. Le terme vitamine provient du latin : « vita » = Vie « amine » = radical chimique Cependant toutes les vitamines ne 1884 - 1967 possèdent pas ce radical.  Classification Liposolubles Hydrosolubles A B1 ou thiamine D B2 ou riboflavine E B5 ou acide pantothénique K B6 ou pyridoxine B8 ou biotine B9 ou acide folique B12 cobalamine Vitamine C  PHARMACOCINETIQUE Le principal site où se fait l’absorption des vitamines est l’intestin grêle; Les vitamines liposolubles sont absorbées par le même mécanisme qui régit l’absorption des lipides; comme elles sont liposolubles , elles sont associées au niveau plasmatique à des protéines de transport à l’instar de la vitamine A , la vitamine D ou associées aux lipoprotéines. les vitamines liposolubles sont stockées au niveau du foie et des tissus adipeux; Passage passif pour les vitamines hydrosolubles; Pratiquement il n’existe pas de forme de réserve pour les vitamines hydrosolubles à l’exception de la vitamine B12  VITAMINES LIPOSOLUBLES  VITAMINE A (Rétinol ; Rétinal; Acide rétinoïque) Tous ces produits vitaminiques actifs dérivent directement des carotènes (alpha, béta, gamma) Le β-carotène se trouve dans certains fruits et végétaux : poivron, carotte, épinard, laitue, tomate, patate douce, brocoli, cantaloup, courge, abricot. La β carotène dioxygénase  PRINCIPALES CARACTERISTIQUES C’est une vitamine insoluble dans l’eau Très sensible à l’oxydation, à la lumière La presque totalité de la vitamine A (>90%) est stockée au niveau du foie sous forme d’ester de rétinol. L’additif alimentaire correspondant aux caroténoïdes est le E160 About 80% of the body stores of vitamin A are contained in the liver, in quantities sufficient to last the average adult about two years without the need for additional intake.  Principales Fonctions Rôle dans la croissance cellulaire; Protection des épithéliums; La vision; Antioxydants; Rôle dans l’immunité  Les rôles sur la croissance et la protection épithéliale sont mediés par l’acide rétinoïque qui module l’expression génique en activant des récepteurs nucléaires. Ces derniers sont de deux types: le récepteur RAR (retinoic acid receptor) et le récepteur RXR (retinoic X receptor); ces récepteurs se lient à des séquences spécifiques de l’ADN appelées RARE (retinoic acid response élements) le rétinal est responsable de la vision en s’associant au niveau de la rétine à une protéine l’opsine pour former la rhodopsine.  ALIMENTS RICHES EN VITAMINE A ET CAROTENES Le bêta-carotène ( provitamine A) est surtout présent dans les légumes et les fruits colorés (jaune, vert ou orange) suivants : La teneur en bêta-carotène des légumes et des fruits dépend de leur maturité et de la saison. - Légumes : carotte, bette, potimarron, épinard, fenouil, poivron rouge, oseille, céleri, poivron vert ou jaune, chanterelle, tomate, asperge. - Salades : pissenlit, mâche, cresson, chicorée frisée, laitue, pourpier. - Fruits secs : abricot, pruneau. - Fruits frais : mangue, melon, abricot, kaki, papaye. - Matières grasses : margarine au maïs, margarine au tournesol, beurre.  ALIMENTS RICHES EN VITAMINE A ET CAROTENES La vitamine A se trouve dans les aliments d'origine animale suivants : - Fromages : Parmesan, Roquefort, fromage de chèvre à pâte molle, Camembert, Gouda, Brie, Reblochon, fromage fondu à 23 % MG, Comté, Beaufort, Edam, Emmental. - Poissons gras : anguille, thon rouge, filet d'anchois à l'huile. - Viandes et abats maigres : foie d'agneau, foie de porc, foie de veau, foie de volaille, foie de génisse, rognon de boeuf, rognon d'agneau, rognon de veau. - Matières grasses : beurre. - Oeufs VITAMINE D  VITAMINE D CALCIFEROL ▪ C’est une vitamine liposoluble ▪ La vitamine plasmatique à une double origine endogène et exogène: La vitamine endogène c’est la vitamine D 3 ( cholecalciférol) ▪ La vitamine exogène et la vitamine D2 ( ergocalciférol) Ergocalciférol Cholécalciférol  ORIGINE ET DESTINEES DE LA VITAMINE D Le transport plasmatique se fait grâce à la VDBP; une Chylomicrons VDBP protéine spécifique du transport de la vit D La 1 alpha hydroxylation peut se faire dans d’autres tissus (os, placenta, adipocytes) La seule forme active de la VDBP VD est le calcitriol (1,25 di OH cholécalciférol = 1,25 di OH VD3) Vitamin D binding protein  ORIGINE ET DESTINEES DE LA VD L’hydroxylation hépatique se fait au niveau microsomal grâce aux systèmes enzymatiques représentés par la superfamille des cytochromes p450 L’hydroxylation rénale se fait au niveau mitochondrial toujours grâce aux cytochromes p450 L’excès de vitamine D est éliminé sous forme de dérivés hydroxylés principalement au niveau du carbone 24 grâce à d’autres cytochromes p450  Rôles de la vitamine D Sur l’homéostasie phosphocalcique Au niveau de l’intestin : elle augmente l’absorption du calcium et du phosphore Au niveau de l’os : elle a une double action : sur les ostéoclastes et sur les ostéoblastes. Autrement dit la résorption et la minéralisation osseuse Au niveau du rein : elle favorise la réabsorption du phosphore et d’une très petite quantité du calcium Régulation Autres fonctions de la VD  Quelle forme dose-t-on en cas de déficit? ❑1, 25 (OH)2 Vitamine D3 peut être normale, élevée ou basse; ❑ 25-OH Vitamine D3 ❑ 25-OH Vitamine D totale (D2/D3) +++ Il est désormais reconnu que le statut vitaminique D doit être évalué par la mesure de la 25-OH-D totale et non par la 1,25-OH-D Selon de très nombreux experts La concentration en 25-OH-D requise doit être > 30 ng/ml ( > 70 nmol/L). ng/ml x 2.5 = nmol/l Le but de tout traitement vitaminique est d’atteindre le seuil mentionné précédemment Sources de vitamines D Serum 25 OH Vitamin D concentrations APPORT JOURNALIER RECOMMANDE EN VITAMINE D able 2: Recommended Dietary Allowances (RDAs) for Vitamin D Age Male Female Pregnancy Lactation 0–12 400 IU 400 IU months* (10 mcg) (10 mcg) 1–13 years 600 IU 600 IU (15 mcg) (15 mcg) 1μg = 40 UI ou 14–18 years 600 IU 600 IU 600 IU 600 IU 1UI = 0.025 μg (15 mcg) (15 mcg) (15 mcg) (15 mcg) 19–50 years 600 IU 600 IU 600 IU 600 IU (15 mcg) (15 mcg) (15 mcg) (15 mcg) 51–70 years 600 IU 600 IU (15 mcg) (15 mcg) >70 years 800 IU 800 IU (20 mcg) (20 mcg)  CARENCES EN VITAMINES D Rachitisme carentiel Déficit en vitamine D qui touche le nourrisson et l’enfant Signes cliniques et radiologiques (crâne , thorax, poignets) ainsi qu’une hypotonie. Le traitement par la vitamine D évite l’apparition des déformations osseuses. Ostéomalacie L'ostéomalacie se traduit par des douleurs osseuses souvent violentes au niveau du bassin, du bas du dos et des jambes. TABLEAU BIOLOGIQUE DES CARENCES EN VITAMINES D Hypophosphorémie Hyperphosphaturie hyperparathyroidie secondaire calcémie normale ou basse Phosphatase alcaline élevée  SURCHARGE EN VITAMINE D L’intoxication à la vitamine D est toujours iatrogène car les aliments ne contiennent que de très faibles quantités en vitamine D. Par ailleurs, une exposition prolongée au soleil ne peut en aucun cas provoquée une intoxication. Signes cliniques : céphalées, problèmes digestifs, troubles neurologiques ( humeurs changeante, excitabilité, dépression) Signes biologiques: hypercalcémie, hypercalciurie, hyperphosphatémie et hyperphosphaturie  tocophérols La vitamine E est une vitamine liposoluble, constituée de deux familles de molécules les tocophérols et les tocotriénols. Tous sont des 6 OH chromanes substitués par l’isoprénoïde (tocols). La forme naturelle la plus abondante et la plus active biologiquement est l’alphatocophérol. Noyau chromane Ils correspondent aux additifs Chaîne isoprénoïde alimentaires : E306; E307; E308 et E309. Découverte en 1922  METABOLISME La vitamine E est absorbée au niveau de l’intestin en présence des lipides et des sels biliaires. Les esters de vitamine E sont hydrolysés puis assimilés par la paroi intestinale. Au niveau plasmatique elle est transportée dans un premier temps par les chylomicrons vers le tissu adipeux et le foie. Les autres lipoprotéines prennent le relai pour la distribution aux tissus périphériques. Elle est stockée au niveau des tissus adipeux; Au niveau cellulaire elle se fixe particulièrement aux membranes cellulaires et la membrane mitochondriale  Fonctions La vitamine E est considérée parmi les premières lignes de défense contre les agents oxydants qui sont responsables de la peroxydation des acides gras polyinsaturés. Les tocophérols sont des puissants antioxydants tout particulièrement l’α-tocophérol. La vitamine E agit en synergie avec les autres systèmes antioxydants en l’occurrence la vitamine C, la glutathion peroxydase à sélénium, la superoxyde dismutase et la catalase. Les carences sont très rares et généralement asymptomatiques.  ALIMENTS RICHES EN VITAMINE E ++ ++ +++ 130/100 mg/g 70/100 mg/g L’apport journalier recommandé est en moyenne de 30 mg  VITAMINE K La vitamine K est un groupe de composés ayant une structure similaire comportant la phylloquinone (vitamineK1) et les ménaquinones ( vitamines K2) La vitamine K1 est la principale vitamine K présente chez les végétaux. Les ménaquinones sont classées selon la longueur de leur chaîne latérale aliphatique et elles sont désignées par MK-n; ou n correspond au nombre de répétition de la chaîne isoprénoïde. Certaines ménaquinones sont d’origine bactérienne. Structure de la vitamine K1 et des ménaquinones  Métabolisme L’absorption de la vitamine K se fait en présence des lipides et des sels biliaires. Toutes anomalie hépato- intestinale perturbent l’absorption lipidique influence l’absorption des vitamines K. Le transport est réalisé par les chylomicrons Elle est stockée au niveau du foie, en très faibles quantités. Les carences en vitamines K sont rares chez l’adulte car une partie non négligeable est synthétisant par la flore bactérienne intestinale ( le microbiote).  LE MICROBIOTE INTESTINAL Notre tube digestif abrite pas moins de 1012 à 1014 micro- organismes, soit 2 à 10 fois plus que le nombre de cellules qui constituent notre corps ( source INSERM) Absorption et transport de la vitamine K  FONCTIONS DE LA VITAMINE K LA VITAMINE K EST NECESSAIRE A LA SYNTHESE DES FACTEURSDE LA COAGULATION SANGUINE: synthèse des facteurs II, VII, IX et X protéine C et S. La vitamine K interviendrait comme cofacteur de la carboxylase qui forme la γ carboxyglutamate dans les protéines de la coagulation. Cette Gla-protéine permet de fixer le calcium entraînant son activation ( permettant ainsi la coagulation). La vitamine K est une vitamine antihémorragique  FONCTIONS Ca2+ Les anticoagulants (antivitamine K) tel que le Warfarin inhibe la régénération de la vitamine K sous sa forme réduite.  Elle est utilisée dans les intoxications par les dicoumarols. Les découvertes récentes l’implique dans la synthèses des protéines osseuses à l’instar de l’ostéocalcine Carences en vitamine K: Peuvent être responsables d’hémorragies non spécifiques. les nouveaux nés peuvent présenter un syndrome hémorragique par déficit en vitamine K. En effet, le nouveau-né peut présenter un déficit en vitamine k secondaire à un défaut de passage de cette vitamine à travers le placenta et à l’absence d’une flore bactérienne intestinale.  VITAMINE B1 THIAMINE La vitamine B1 est une vitamine hydrosoluble; Elle est appelée aussi aneurine; Elle joue un rôle fondamental dans le métabolisme des glucides et des acides aminés ramifiés et donc elle a un rôle énergétique. Vitamine thermolabile dénaturée à Une fonction amine 100 °C. Un azote quaternaire Un atome de soufre  METABOLISME La thiamine est une vitamine absorbée selon un processus actif, cependant à très forte concentration elle peut traverser passivement la barrière intestinale. Elle ne nécessite aucun transporteur plasmatique Dans le sang, de fortes concentrations sont retrouvées dans les globules blanc et les globules rouges. Au niveau tissulaire c’est le cœur qui contient les plus fortes concentrations. L’élimination urinaire se fait sous forme pyrimidiques ou thiazoliques Aucun stock tissulaire n’existe pour la vitamine B1  METABOLISME La thiamine est active sous forme de Thiamine thiamine pyrophosphate. La pyrophosphate (TPP) phosphorylation de la thiamine se fait au niveau tissulaire grâce une thiamine diphosphotransférase dépendante de l’ATP.  ROLES DE LA VITAMINE B1 La vitamine B1 a un rôle de neurotransmetteur , elle potentialiserait les effets de l’acétylcholine. Elle est le cofacteur de plusieurs réactions enzymatiques: Décarboxylation oxydative des acides α cétonique; Transcétolisation  SOURCES ET BESOINS EN VITAMINE B1 Les sources naturelles les plus riches en thiamine, les péricarpes des fruits et les germes de céréales. Les besoins en vitamine B1 augmentent dans certaines conditions et donc risque de carence: la femme enceinte allaitement l’alcoolisme chronique la malabsorption les grands buveurs de thé  CARENCES EN VIATMINE B1 Le déficit en thiamine est responsable du béri-béri ( qui veut dire: je ne veux pas, je ne veux pas). Les signes cliniques : neuropathie périphérique, asthénie profonde et anorexie, puis l’évolution se fait vers l’œdème et la dégénérescence cardiovasculaire, neurologique et musculaire.  VITAMINE B2 C’est une vitamine nécessaire à la synthèse du FMN et du FAD. Ces derniers servent comme des groupements prosthétiques à des oxydoréductases.  Propriétés physico-chimiques ✓C’est un pigment coloré, fluorescent; ✓Stable à haute température ✓Résiste à la congélation ✓ additif alimentaire E101 ✓Dénaturée par la lumière visible  Mécanisme d’action de la riboflavine Cofacteurs prosthétiques des oxydoréductases , ils existent sous deux formes: réduite et oxydée. Cofacteurs de plusieurs réactions importantes du métabolisme (ex. chaîne respiratoire, désamination des acides aminés,etc.) Besoins et carences Elle est synthétisée par des plantes et micro-organismes mais jamais par les mammifères. La levure, le foie et les reins sont de bonnes sources. Largement répandue dans la nature et l’alimentation équilibrée couvre largement les besoins quotidiens. Le manque en riboflavine est à l’origine d’un syndrome général de carence non mortel ( signes cutanés, glossite, photophobie)  (Acide pantothénique) VITAMINE B5 ß-alalnine + Acide pantoïque L’acide pantothénique est le précurseur de la CoA et la protéine qui transporte les groupes acyle (ACP). L’origine de ce mot est grecque qui veut dire partout.  VITAMINE B5 La vitamine B5 n’est pas synthétisée par l’organisme et donc son origine est exclusivement alimentaire ou par les bactéries intestinales; Facilement absorbé par l’intestin Très répandue dans la nature La carence en cette vitamine est rare Vitamine B5(bleu) groupement prosthétique de l’ACP Vitamin B5 rich Food  VITAMINE B6 (Pyridoxine) Pyridoxine pyridoxal pyridoxamine Paul Gyorgy (1934) Phosphate de pyridoxal  Vitamine B6 La vitamine B6 active est le phosphate de pyridoxal Le phosphate de pyridoxal est la coenzyme de plusieurs enzymes du métabolisme des acides aminés: Transamination Désamination Décarboxylation Elle intervient dans le métabolisme des acides aminés soufrés, i.e. méthionine et homocystéine. Elle intervient aussi dans la glycogénolyse. C’est la coenzyme de plus de 160 réactions d’enzymatiques.  BESOINS ET CARENCES EN VITAMINES B6 Les besoins recommandés sont largement couverts par l’alimentation; Les éléments les plus riches sont les viandes, poissons, œufs, Des carences peuvent se voir en cas d’une contraception prolongée, les femmes enceintes, les alcooliques chroniques, lors de la thérapeutique antituberculeuse à base d’isoniazide, les hémodialysés chroniques. Parmi les signes cliniques secondaires au déficit de cette vitamine sont : retard de croissance, des signes neurologiques, une glossite, une dermite et une anémie.  VITAMINE B9 (ACIDE FOLIQUE) L’acide folique, ou folate est constitué d’une base la ptéridine, l’acide PAB (PABA) et le glutamate  Les folates sont des composés thermolabiles; apportés pratiquement exclusivement par les végétaux. Leur absorption se fait au niveau du jéjunum proximal sous forme de monoglutamyl; Les besoins quotidiens sont de 50 à 100 micg/J Les réserves sont surtout hépatiques, mais elles sont très faibles. Dans le foie l’acide folique est sous forme de conjugués pentaglutamyl.  La forme active du folate est le tétrahydrofolate (H4 folate) La majeur partie de H4 folate est formée au niveau des cellules intestinales grâce à la folate réductase. Cette dernière est inhibée par le méthotrexate. La sérine est la source principale du groupement méthyle du H4f  ROLES L’acide folique est un donneur de méthyle; il participe à la synthèse de la méthionine à partir de l’homocystéine; il intervient dans le catabolisme de certains acides aminés à l’instar de la sérine et l’histidine; intervient dans la synthèse des bases puriques et pyrimidiques  Méthotrexate Rôle de l’acide folique dans la synthèse des bases nucléotidiques comme donneur de méthyle  Carences en folates Une carence en apport provoque une anémie mégaloblastique Hyperhomocystéinémie Non fermeture du tube neuronal ou spina bifida, et de troubles neurologiques graves SPINA BIFIDA Dans quels cas il faut Augmenter les apports? Sujets agés plus de 75 ans Alccolisme chronique Femmes enceintes Allaitement maternel Apport insuffisant Malabsorption digestive En hémodialyse  VITAMINE B12 (Cobalamine) La vitamine B12 est exclusivement synthétisée par les microorganismes. Formée d’un cycle corrine au centre duquel un atome de cobalt C’est une vitamine hydrosoluble, qui résiste à l’oxydation  ABSORPTION-TRANSPORT PLASMATIQUE ET STOCKAGE L’absorption intestinale de la vitamine B12 est complexe; Dans un premier temps elle est libérée des protéines alimentaires grâce aux fortes concentrations du HCL gastrique et la pepsine. Libérée de son association, la cobalamine se fixe à une glycoprotéine synthétisée par la paroi gastrique et les glandes salivaires. Ces glycoprotéines appelées accepteurs R ou haptocorrine. Cette dernière protège la vitamine de l’attaque enzymatique et des bactéries intestinales Les cellules pariétales de l’estomac fabriquent également une glycoprotéine appelée facteur intrinsèque. Ce dernier permettra l’absorption par l’iléon terminal de la vitamine B12. Une fois absorbées la vitamine B12 est transportée au niveau plasmatique par une protéine spécifique la transcobalamine II. Au niveau du foie elle est stockée liée à la cobalamine I.  BESOINS ET ELIMINATION Les besoins quotidiens sont de l’ordre de 2 à 5 micg/J. Les réserves de l’organisme sont de 3 à 5 mg sont suffisantes pour 3 à 4 ans. Il existe un cycle entéro-hépatique pour la vitamine B12. Métabolisme de la cobalamine Fixation de l’ensemble par la cubuline METABOLISME DE LA COBALAMINE  FONCTIONS Chez les mammifères, B12 est le cofacteur de deux enzymes: … ✓ Méthionine synthase : enzyme nécessaire pour la synthèse de la méthionine à partir de l’homocystéine(cette réaction permet la régénération du H4f nécessaire à la synthèse de l’ADN). ✓ L.méthylmalonyl-CoA mutase: enzyme intervenant dans la production d’énergie et la synthèse de l’hémoglobine (production du succinylCoA à partir du propionate)  CARENCES EN VITAMINE B12 Régime végétariens Chez les sujets ayant subi des gastrectomies totales; Atrophies gastriques  CARENCES EN VITAMINE B12 Anémie mégaloblastique Atteinte neurologique( dégénérescence du système nerveux central)  VITAMINE C La vitamine C est une vitamine hydrosoluble. Il s’agit de l’acide l-ascorbique et de ses sels. La formule brute de cette vitamine est le C6H8O6. Elle peut être obtenue à partir du D-glucose et le D-galactose.  FONCTIONS La vitamine C est un important antioxydant Elle intervient dans la réduction de la proline en hydroxyproline. Ce dernier est un acide aminé important dans le collagène. Elle joue un rôle important dans la réduction du fer intestinal (Fe3+ vers Fe2+) afin de faciliter son absorption intestinale.  CARENCE EN VITAMINE C Le déficit en vitamine C cause le scorbut : c’est une maladie grave caractérisée par une forte asthénie, une anémie et des hémorragies gingivales purulentes. Ils peuvent présenter des perturbations de l’humeur et des troubles de la motricité. Le déficit en vitamine c peut se voir principalement lorsque il y a une forte cuisson des aliments et/ou lorsque les besoins augmentent chez certains patients comme par exemple en période post chirurgicale, traumatisme. Historique: Vasco de Gama , navigateur portugais perdit 100 de ces marins lors d’un voyage du Portugal aux indes en 1497 CONCLUSION Les déficits vitaminiques sont fréquents mais malheureusement ils sont souvent non diagnostiqués; il suffit d’y penser pour en détecter. Pour la plupart leur dosage est actuellement facilement réalisable.  About Reading Un lecteur vit mille vies avant de mourir, celui qui ne lit pas , ne vit qu’une seule fois.