1. Les vitamines

Université Mouloud MAMMERI - Faculté de Médecine - Laboratoire de Biochimie
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LES VITAMINES
I. GENERALITES :
Le terme « vitamine » vient du latin « vita » qui signifie
vie et du suffixe amine (toutes les vitamines ne
possèdent pas pour autant le radical amine).
Les vitamines ont été découvertes par le biochimiste
polonais Kazimierz Funk qui, le premier, isola la
vitamine B1 dans l'enveloppe de riz en 1912.
Une vitamine est une substance organique, sans valeur
énergétique propre, indispensable au métabolisme des
organismes vivants et donc de l'homme, et que
l'organisme en question ne peut pas synthétiser en
quantité suffisante à sa survie. Elle doit être apportée
régulièrement et en quantité suffisante par l'alimentation.
Chez l'être humain, trois vitamines sont synthétisées par des
bactéries intestinales : les vitamines K, B8 et B12.
Un apport insuffisant ou une absence de vitamine
provoquent respectivement une hypovitaminose ou une
avitaminose qui sont la cause de diverses maladies
[scorbut(vit C), béribéri(vit B1), rachitisme(vit D), etc…].
En revanche, un apport excessif de vitamines liposolubles
(A et D essentiellement) provoque une hypervitaminose,
très toxique pour l'organisme.
II. CLASSIFICATION :
On distingue, selon leur solubilité, deux groupes de
vitamines :
Vitamines liposolubles (insolubles dans l'eau) : A, D, E
et K
Sont stockables dans l'organisme car absorbées avec
les graisses et par conséquent leur élimination par
l’organisme est lente. Ainsi, une prise exagérée de ces
vitamines peut être nuisible pour l’organisme.
Vitamines hydrosolubles (solubles dans l'eau) : B1, B2, B5,
PP, B6, B8, B9, B12, C
Ne sont pas stockables et les apports excédentaires sont
éliminés par la voie urinaire. De ce fait, elles doivent être
apportées régulièrement par l’alimentation.
III. Conservation des vitamines :
La plupart des vitamines sont détruites par la chaleur,
l'air et les rayons ultraviolets . Par exemple, la cuisson
d'un aliment élimine environ 50 % des vitamines. Par
ailleurs, les vitamines hydrosolubles partent en grande
partie dans l'eau de cuisson. Ainsi, une soupe ou un
potage, pour lequel on garde l'eau, ou la cuisson à la
vapeur, avec laquelle les aliments ne trempent pas dans
l'eau, permettent de garder une plus grande quantité de
vitamines.

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IV. METABOLISME :
IV.1. Absorption :
Les vitamines sont principalement apportées par
l’alimentation. Elles sont libérées des aliments au niveau
de l’estomac puis absorbées au niveau de l’intestin grêle,
principalement au niveau du duodénum et du jéjunum.
Seules les vitamines C et B12 sont absorbées au niveau de
l’iléon. La vitamine K2 est absorbée au niveau du côlon.
L’absorption intestinale des vitamines peut se faire soit
par :
Diffusion passive selon un gradient de concentration
de la vitamine de part et d’autre de la membrane de
l’entérocyte. C’est le cas des vitamines D, E, B6 et le
bêta-carotène ;
Diffusion facilité l’absorption est facilitée par un
transporteur membranaire. C’est le cas pour la
vitamine B3 ;
Diffusion active à l’aide d’un transporteur localisé
au niveau de la membrane cellulaire contre un
gradient de concentration (consommation
d’énergie). C’est le cas des vitamines A, K, B1, B2,
B5, B8, B9, B12, C.
IV.2. Distribution :
Dans le plasma, les vitamines peuvent circuler sous
différentes formes :
Libre (vitamine C)
Liées à une protéine spécifique (A, D, B8, B12)
Liées à une protéine non spécifique comme
l’albumine (B9)
Liées aux lipoprotéines HDL ou LDL (E, K, bêta-
carotène)
A l’intérieur des globules rouges (B1, B2, B3, B5, B6)
IV.3. Stockage :
Les vitamines peuvent être stockées dans :
Le foie : vit A, E, B9 et B12
Les graisses : vit D et E
Les muscles : vit E
IV.4. Elimination :
Les vitamines peuvent être éliminées par les selles ou les
urines.
Les vitamines liposolubles sont préférentiellement
éliminées par les selles (la vitamine A peut être
également éliminé par les urines).
Les vitamines hydrosolubles sont majoritairement
éliminées par les urines sauf les vitamines B9 et B12 qui
sont éliminées par les selles.
V. Vitamines natives et vitamines actives
La plupart des vitamines, sauf les E, C et K4, doivent,
pour être actives, être transformées. Cette activation peut
avoir lieu dans tous les tissus (vitamines B2, B3, B8) ou
préférentiellement dans certains organes (foie et rein
pour la D).

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VI. Fonctions biochimiques des vitamines :
VI.1. Rôle plastique :
Certaines vitamines interviennent sur la composition et la
structure des tissus (réparation, durée de vie, fonctions)
et sur leurs caractéristiques physiques (élasticité,
souplesse…).
Par exemple, les vitamines C et D interviennent dans le
métabolisme de l’os. La vitamine C préserve l’intégrité et
l’élasticité de la peau, des muqueuses, des vaisseaux
sanguins. La vitamine A soutient le métabolisme des
tissus de la rétine, mais aussi de la peau et des
muqueuses.
VI.2. Rôle hormonal :
La vitamine D agit sur des cellules cibles par liaison à des
récepteurs, comme une hormone stéroïde. Par exemple,
la vitamine D liée à son récepteur permet la synthèse
d’une protéine spécifique de transport du calcium
appelée Calcium binding protein (CaBP). Ces CaBP
assurent la régulation du niveau de calcium dans l’os
mais aussi l’intestin, les reins...
La vitamine A a elle aussi un rôle hormonal sur la
différentiation cellulaire et le métabolisme des tissus
épithéliaux.
VI.3. Rôle de transporteurs :
Les vitamines interviennent dans des réactions qui
transfèrent de l’hydrogène sous forme de protons (H+) et
d’électrons (e-), d’un donneur à un accepteur. Plusieurs
vitamines jouent ce rôle : les vitamines E, K, B2, B3, B5 et
C.
Ainsi :
- Les vitamines E et C neutralisent les radicaux libres ;
- Les vitamines B2 et B3 interviennent dans la production
d’énergie.
Les vitamines interviennent aussi dans le métabolisme
des unités monocarbonées. Il s’agit du transfert de
radicaux comportant un atome de carbone dans leurs
structures, comme le groupe méthyle (CH3). Ce
processus intervient notamment dans le recyclage d’une
substance toxique lorsqu’elle est en excès,
l’homocystéine. Il est également nécessaire à la synthèse
et à la stabilisation du support du code génétique, l’ADN.
Lorsque le métabolisme des unités à un carbone est
perturbé, la réplication de l’ADN, sa réparation et la
régulation de l’expression génétique peuvent être altérés,
ce qui pourrait favoriser le cancer.
Les vitamines B6, B9, B12 ainsi que la choline (et son
produit de dégradation la bétaïne) interviennent dans ce
processus.
VI.4. Rôle de coenzyme :
Les vitamines A, K, B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9, B12 et C
jouent un rôle de coenzyme crucial pour le métabolisme
des macronutriments. Par exemple, les vitamines du
groupe B interviennent dans la dégradation des glucides,
des lipides et des acides aminés. La vitamine B6 à elle
seule intervient dans plus de 60 systèmes enzymatiques
qui concernent le métabolisme des protéines.

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VI.5. Rôle de protection :
Les vitamines C et E bloquent la synthèse de composés
cancérogènes appelés nitrosamines qui se forment
lorsqu’on inhale la fumée de cigarettes ou qu’on avale
dans certaines conditions des nitrates (eaux polluées) ou
des nitrites (ajoutés aux charcuteries).
Les vitamines C, E, B2 et les caroténoïdes ont des
propriétés antioxydantes. Elles neutralisent des
substances très agressives appelées radicaux libres, issues
du métabolisme de l’organisme, et qui se forment à tout
instant. Les radicaux libres peuvent aussi être favorisés
par les polluants (tabac, pesticides, médicaments,
ozone…). A ce titre, les vitamines antioxydantes
interviennent dans la prévention des maladies associées
au stress oxydant (athérosclérose, cancers, diabète…). La
vitamine E stabilise les membranes des cellules en
protégeant les acides gras qu’elles renferment de
l’oxydation.
Certains composés vitaminiques comme la B1 et la B6
pourraient s’opposer à la formation de substances
directement impliquées dans le vieillissement, qu’on
appelle produits de glycation avancés (AGE). Les AGE se
forment en partie dans l’organisme en présence de sucre
et de protéines ; une autre partie est apportée par certains
aliments transformés et chauffés. Des études
préliminaires suggèrent que les vitamines B1 et B6 aident
à contrôler le niveau des AGE.
VII. Etude des vitamines
VII.1. Vitamine A : (Rétinol)
La vitamine A est très sensible à l'oxydation, à la lumière,
et à l'air mais stable à la chaleur. Les provitamines A sont
beaucoup moins fragiles. La quasi totalité (90%) de la
vitamine A absorbée est stockée dans le foie.
La vitamine A existe sous deux formes : le rétinol et le bêta-
carotène
Elle existe sous forme d'ester de rétinol dans les aliments
d'origine animale, celui-ci est transformé dans l'intestin
en rétinol qui est la forme active de la vitamine A. Une
fois que le rétinol aura atteint les cellules cibles il sera
transformé en plusieurs dérivés actifs, les plus importants
étant le rétinal et l'acide rétinoïque.
La provitamine A désigne certains caroténoïdes dont le
bêta-carotène est le chef de file.
Il existe environ 560 caroténoïdes mais seule une dizaine
de ces caroténoïdes dont le bêta-carotène peuvent donner
naissance à la vitamine A (rétinol).
Ils ont pour la plupart ainsi que pour le bêta-carotène des
propriétés anti oxydantes que ne possède pas la vitamine A.
Rôle :
Favorise une bonne vision : en cas de carence en
vitamine A le sujet est atteint de xérophtalmie
(trouble de la vision qui entraîne la cécité) D'autre
part les caroténoïdes grâce à leur propriété anti-
oxydante protègent le cristallin et préviennent ainsi
les cataractes et les dégénérescences maculaires
La croissance des os .

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Elle préserve la santé de la peau et protège
l’organisme contre les infections.
Prévention des maladies cardiovasculaires grâce aux
propriétés anti- oxydantes (oxydation des LD L)
Effet anticancéreux : les sujets qui consomment plus de
bêta-carotène et vitamines A que la moyenne ont un
risque de cancer inférieur de 40% par rapport aux
autres.
VII.2. Vitamine D : (calciférol)
Elle est dégradée assez rapidement par la lumière,
l'oxygène et les acides.
Synthèse : une première hydroxylation (au niveau du
foie) sur le carbone 25 par la 25-hydroxylase donne
naissance au 25-hydroxy-cholécalciférol qui est la f orme
circulante inactive.
Une deuxième hydroxylation (au niveau du rein) sur le
carbone 1 catalysée par l’1-alpha-hydroxylase donne
naissance au 1,25 dihydroxy-cholécalciférol ou vitamine
D3 active : le calcitriol.
Rôle : La vitamine D est une hormone hypercalcémiante
et minéralisante.
Par ses différentes actions, elle va maintenir un pool
phosphocalcique disponible pour la minéralisation
osseuse.
- au niveau intestinal :
Elle entraine une augmentation de l'absorption intestinale
du calcium et du phosphore.
- au niveau osseux : les os et les dents
L'os contient 99 % du calcium présent dans l'organisme.
La vitamine D stimule la résorption osseuse (en stimulant
les ostéoclastes : les cellules qui remodèlent l'os) et
entraîne une minéralisation osseuse de façon indirecte
par augmentation de la calcémie (en stimulant les
ostéoblastes : les cellules qui construisent l'os).
-au niveau rénal :
Elle entraine une réabsorption dans les urines du
phosphore, et seulement 1 % du calcium filtré.
- au niveau du placenta :
La vitamine D contrôle le transport du calcium, ce qui
contribue au mécanisme de minéralisation du squelette
fœtal.
Pathologie :
Une carence en vitamine D provoque chez l’enfant
(6mois – 2 ans) le rachitisme et Chez l’adulte
l’ostéomalacie.
A forte dose, la vitamine D provoque une
intoxication à la vitamine D. L'intoxication à la
vitamine D résulte toujours de l'administration de
doses excessives de vitamines D ou de ses
métabolites (intoxication aiguë). La vitamine D étant
liposoluble, elle peut s'accumuler dans l'organisme
(intoxication chronique).