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ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Généralités sur les vitamines I. Introduction L’alimentation est basée sur l’ingestion d’aliments et de boissons. Les aliments sont un assemblage de nutriments divisés en 2 groupes distincts : - Macronutriments (rôle énergétique) : glucides, lipides et protides -...

ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Généralités sur les vitamines I. Introduction L’alimentation est basée sur l’ingestion d’aliments et de boissons. Les aliments sont un assemblage de nutriments divisés en 2 groupes distincts : - Macronutriments (rôle énergétique) : glucides, lipides et protides - Micronutriments (absence de rôle énergétique) • Vitamines : hydrosolubles (B, C) et liposolubles (A, D, E, K) • Minéraux : minéraux majoritaires (Na, Cl, K, Ca, P, Mg) et oligo-éléments (Fe, I, Zn, Cu, Se, Mn) 1. Définitions Les vitamines sont des substances organiques, sans valeur énergétique propre, qui sont nécessaires à l’organisme et que l’homme ne peut synthétiser en quantité suffisante. Elles doivent être fournies par l’alimentation. Caractéristiques vitamines : - Composés organiques contenant du carbone réduit - Substances de faible poids moléculaire (C, H, O et certaines de N) - Structure proche d’autres composés organiques • Sucres pour la vitamine C • Cholestérol pour la vitamine D • Porphyrines pour la vitamine B12 Les vitamines sont des amines nécessaires à la vie. Ceci est vrai pour les vitamines du groupe B (contenant de l’azote) et faux pour les vitamines C, A, D, E et K qui ne contiennent pas d’azote. Les vitamines ne sont pas synthétisables par l’organisme humain. Ceci n’est pas tout à fait vrai dans le sens ou certaines vitamines peuvent être synthétisées par l’organisme comme par exemple la vitamine K2 ou la vitamine D. Par le biais des fermentations bactériennes coliques, la vitamine K2 peut être synthétisée dans le côlon et passer dans la circulation sanguine. La vitamine D peut être synthétisée par l’action des UVB du soleil par les cellules de la peau de l’épiderme qui contiennent de la pro-vitamine D. Ces UVB transforme le D-hydrocholestérol (pro-vitamine D) en cholécalciférol (vitamine D ayant des actions sur le métabolisme phosphocalcique). Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS 2. Nomenclature Chaque vitamine possède un nom usuel et un code basé sur une lettre de l’alphabet. Pour les vitamines du groupes B on rajoute un numéro qui différencie toutes les vitamines de ce groupe. Les unités représentées dans les tableaux correspondent aux unités utilisées lorsqu’on donne des repères nutritionnels d’apports dans la population (conseil d’ingérer des quantités de vitamines pour avoir une réponse à nos besoins). Certaines vitamines ont besoin d’avoir des apports plus importants que d’autres. On peut sous-classer les vitamines en vitamines hydrosolubles et vitamines liposolubles. 3. Classification - - II. Vitamine liposoluble (soluble dans les graisses) • Absorption en même temps que les graisses • Stockage (foie et adipocytes du tissu adipeux) Vitamine hydrosoluble • Pas de stockage de manière prolongée (sauf B12 stockage dans le foie) • Excrétion urinaire si apports excédentaires Principales fonctions et signes de carences Chacune de ces vitamines correspondent à des coenzymes et participent donc à la catalyse enzymatique. Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Les vitamines B1, B2 et B3 participent à des réactions de déshydrogénation et des réactions d’oxydoréductions qui sont très importantes pour le métabolisme énergétique. La vitamine B5 est un constituant du coenzyme A (métabolite carrefour du métabolisme énergétique). La vitamine B6 est impliquée dans le métabolisme des acides aminés. Les vitamines B8, B9, B12 sont impliquées dans des réactions à l’origine du transfert de groupements carbonés et CO2. Le béri béri (carence en B1) est caractérisé par une grande fatigue, une perte de poids, des problèmes neurologiques (troubles émotionnels, altération des perceptions), une faiblesse et une douleur dans les membres et un rythme cardiaque irrégulier et des œdèmes fréquents. La pellagre (carence en B3) est caractérisée par une diarrhée chronique, un syndrome démentiel et une atteinte cutanée avec hyperpigmentation. Le scorbut (carence en vitamine C) est caractérisé par des douleurs osseuses, des hémorragies gingivales et une forte anémie. 1. Fonctions et signes de carence La xérophtalmie (carence en vitamine A) est la conséquence d’un état de sécheresse oculaire avec atrophie de la conjonctive bulbaire entraînant l’opacité de la cornée, la perte plus ou moins complète de la vision et parfois aboutissant à la kératomalacie. Le rachitisme est une maladie de la croissance et de l’ossification observée chez le nourrisson et le jeune enfant. Elle se caractérise par une insuffisance de calcification des os et des cartilages. III. Absorption et métabolisme 1. Absorption digestive des vitamines Ici figure les principaux sites d’absorption des vitamines hydrosolubles. Ils sont localisés dans l’intestin grêle et plus particulièrement dans les parties hautes du duodénum et du jéjunum. La vitamine C est absorbée tout au long de l’intestin grêle. La vitamine B1 est absorbée uniquement au niveau du duodénum. La vitamine B6 est absorbée au niveau de la partie haute du jéjunum et la vitamine B12 au niveau de l’iléon terminal principalement. Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Pour les vitamines liposolubles, leur site d’absorption se situe aussi au niveau de l’intestin grêle. Cette absorption se fait avec l’arrivée, au niveau de l’intestin grêle, d’émulsifications lipidiques au niveau de micelles mixtes créées par le brassage stomachal et la sécrétion des sels biliaires. L’entérocyte exprime au niveau de la bordure en brosse plusieurs transporteurs de vitamines liposolubles : - SRB-1 : vitamine E et D - NPNC1L1 : vitamine E et D - CD36 : vitamine D - Autres transporteurs inconnus Les vitamines liposolubles peuvent aussi, à droite de l’entérocyte, diffuser de manière facilitée à travers la membrane plasmique de l’entérocyte. Dans l’entérocyte, un transporteur cytosolique peut être présent pour prendre en charge ces vitamines, sauf pour la vitamine K. La suite de l’absorption à l’intérieur de l’entérocyte se fait par estérification. Les vitamines A, E, D et K sont estérifiées à du cholestérol ou à des acides gras et sont sécrétées sous forme de chylomicrons avec d’autres acides gras qui rejoignent le compartiment lymphatique puis le foie. Les vitamines E et A pourraient éventuellement diffuser par d’autres transporteurs directement à travers la membrane apicale de l’entérocyte (via ABC1A et ABCG1) et pourraient être présentes dans les lipoprotéines HDL. 2. Forme active des vitamines Le métabolisme des vitamines B conduit à la formation de plusieurs formes appelées vitamères (isomères des vitamines). Plusieurs de ces formes peuvent être biologiquement actives et d’autres inactives. La vitamine B9 existe sous de nombreuses formes de vitamères dont la forme active est le FH4. Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Les 3 formes de vitamines A ont un rôle biologiquement actif. Pour la vitamine D, elle est activée sous forme de calcitriol (doublement hydroxylé). Les sources de vitamines D peuvent être endogène et exogène (animale D3 et végétal D2). Toutes deux ont les mêmes activités : régulation métabolisme phosphocalcique et régulation pléiotropique au niveau des muscles et du système immunitaire. La vitamine E possède plusieurs vitamères dont le plus actif est l’alpha-tocophérol. La vitamine K est active sous sa forme hydroxylée. 3. Métabolisme des vitamines : vitamères Exemple : La vitamine E est une vitamine liposoluble recouvrant un ensemble de 8 molécules organiques, 4 tocophérols et 4 tocotriénols. La forme biologiquement la plus active est l’α-tocophérol, la plus abondante dans l’alimentation étant le γtocophérol. Exemple : La vitamine D Le 7-déhydrocholestérol est transformé sous l’action des UVB en vitamine D3 (cholécalciférol). Cette vitamine vient également de l’alimentation (D3 animal et D2 végétal). Le foie transforme la vitamine D 25-hydroxylase en 25-OH vitamine D (forme de stockage). La 25(OH)D est un marqueur circulant n’ayant pas d’activité biologique. Le rein transforme en 1,25(OH)D ou calcitriol (forme active). Deux hydroxylations sont nécessaires à l’activation de la vitamine D. Exemple : activation vitamine B1 (thiamine) L’activation de la vitamine B1 est possible via l’hydrolyse d’une molécule d’ATP en AMP par la TPP synthétase. Dans ce cas là, un double groupement phosphoryl, nommé pyrophosphate inorganique, est greffé à la thiamine. Sous cette forme active, la thiamine pyrophosphate pourra jouer un rôle dans les réactions d’oxydoréductions. IV. Seuil plasmatique et repère nutritionnel pour la population 1. Taux circulants et RNP Les références nutritionnelles pour la population (RNP) correspondent aux apports qui couvrent les besoins de la quasitotalité (97,5%) de la population concernée (hommes, femmes, enfants, personnes âgées, sportifs, femmes enceintes). L’apport satisfaisant (AS) est utilisé lorsque les connaissances actuelles ne permettent pas de calculer précisément une RNP pour un nutriment donné. Schématiquement, il s’agit de l’apport pour lequel on n’observe aucun effet négatif de surdose ou de carence au sien d’une population en bonne santé. Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 BIOCHIMIE L2AS Les taux normaux circulants pour les vitamines sont difficiles à interpréter car ces taux peuvent varier selon la méthode de dosage du laboratoire. Donné à titres informatifs. ER = équivalent rétinol Rédigé par Camille PHERE, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES