VITAMINES

Dr D.DAHMANI

DEFINITION• Le mot 'vitamine' vient de la contraction de deux mots :

• vitale = vie• Amine = molécule organique

• Découvertes par le biochimiste polonais Kazimierz Funk qui isola la vitamine B1 dans l'enveloppe de riz en 1912.

• Substances organiques de faible PM, sans valeur énergétique propre, indispensables pour l'organisme , exceptées la vitamine D1 synthétisée par la peau et les vitamines B8 et K dont une partie est synthétisée par la flore bactérienne du gros intestin.

• 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.

CLASSIFICATION• Les vitamines sont classées en deux groupes selon leur

solubilité: 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.

METABOLISMEAbsorption:• Les vitamines sont 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.

METABOLISME

Distribution: ≠ formes circulantes

• 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)

METABOLISME

Stockage:• Le foie : vit A, E, B9 et B12

• Les graisses : vit D et E

• Les muscles : vit E

METABOLISME

Elimination : selles ou urines.• Les vitamines liposolubles sont éliminées

par les selles (la vitamine A peut être également éliminé par les urines).

• Les vitamines hydrosolubles sont éliminées par les urines sauf les vitamines B9 et B12 qui sont éliminées par les selles.

CONSERVATION

La plupart des vitamines sont détruites par la chaleur, l'air et les rayons UV. 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.

ROLE DES VITAMINES

Rôle pastique

Rôle hormonal

Rôle plastique 

Rôle de coenzyme

Rôle de protection 

ROLE PLASTIQUE

• Certaines vitamines interviennent sur la composition et la structure des tissus (réparation, durée de vie, fonctions) et sur leurs caractéristiques physiques (élasticité, souplesse…).

Exp: 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.

ROLE 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.

ROLE TRANSPORTEURLes 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:

• - 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.

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.

ROLE 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 les 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 VITAMINES LIPOSOLUBLES

VITAMINE A (= rétinol)Structure: • 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 β-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 β-carotène des propriétés anti- oxydantes que ne possède pas la vitamine A.

VITAMINE A

• Propriétés:Soluble dans solvants organiques

(chloroforme, éther et acétone) La vitamine A est très sensible à: l'oxydation, la lumière, l'air mais stable à la chaleur. NB: Les provitamines A sont beaucoup

moins fragiles.

VITAMINE ARôle: • 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.

• 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 risue de cancer inférieur de 40% par rapport aux autres. 

VITAMINE D

• Elle est très soluble dans l'éther et le chloroforme, légèrement soluble dans les huiles et les graisses mais insoluble dans l'eau.

• Elle est dégradée assez rapidement par la lumière, l'oxygène et les acides.

• La vitamine D sous forme cristallisée est assez stable à la chaleur. Par contre en solution huileuse il se produit une isomérisation.

• Contrairement aux autres vitamines liposolubles la vitamine D n'est pas stockée dans le foie.Les principaux sites de stockage sont le tissu adipeux et les muscles.

VITAMINE D

Synthèse:• une première hydroxylation (au niveau

du foie) sur le C 25 par la 25-hydroxylase donne naissance au 25-hydroxy-cholécalciférol qui est la forme circulante inactive.

• Une deuxième hydroxylation (au niveau du rein) sur leC 1 catalysée par l' 1-alpha-hydroxylase donne naissance au 1,25 dihydroxy-cholécalciférol ou vitamine D3 active: le calcitriol.

VITAMINE DRôle: hypercalcémiante et minéralisante.

- au niveau intestinal : Elle entraine une augmentation de l'absorption intestinale du calcium et du phosphore.

- au niveau osseux : les os et les dentsL'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.

VITAMINE DPathologie:Une carence en vitamine D provoque : chez l’enfant (6mois – 2 ans) le rachitisme 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).

• L'intoxication par la vitamine D ne peut être dû, ni à une exposition solaire excessive (la synthèse endogène est régulée en fonction des besoins), ni à une alimentation trop riche.

VITAMINE E (=tochophérol)

• Plusieures formes de vitamine E dont la plus active biologiquement est l’α-tocophérol.

• La vitamine E est peu sensibles à la chaleur, à la lumière et aux acides mais très sensibles à l'oxydation et aux bases.

• Le principal effet de la vitamine E est son action anti-oxydante: contribue à neutraliser les radicaux libres qui peuvent s'accumuler dans les tissus gras de l'organisme

VITAMINE E

VITAMINE K

Propriétés:• Insoluble dans l'eau, peu soluble dans

l'alcool et facilement soluble dans l'éther, le chloroforme, ainsi que dans les graisses et dans les huiles.

• Elle est lentement dégradée par l'oxygène de l'air et plus rapidement par la lumière.

• Elle est stable à la chaleur mais dégradée par les alcalins

VITAMINE K

Rôle: La vitamine K est un facteur

antihémorragique ou de coagulation. En effet quatre facteurs de la coagulation

sont vitamine K-dépendants: le facteur II ou Prothrombine, le facteur VII ou proconvertine, le facteur IX ou antihémophilique B; le facteur X ou Stuart.Pathologie:Carence en vit K = hemorragie

VITAMINES HYDROSOLUBLES

VITAMINE B1 (Thiamine)• Hydrosoluble et thermolabile; et dénaturée à 100°C

• Forme active: thiamine de pyrophosphate « TPP »

• Rôle de coenzyme dans: Les réactions de décarboxylation oxydative des

acides a-cétoniques ( transformations de l'acide pyruvique en acétyl-CoA, de l'a-cétoglutarate en succinyl-CoA, de la leucine en isovaléryl-CoA et de la valine en isobutyryl-CoA).

Les réactions de transcétolisation des sucres, qui consiste en un échange de deux groupes carbonés entre 02 sucres . 

VITAMINE B2 (Ribovlavine) Précurseur de deux (02) coenzymes : • FAD: flavine adénine dinucléotide • FMN: flavine mononucléotide

La vitamine B2 joue un rôle important dans la transformation des aliments simples (GLUCIDES, LIPIDES et PROTEINES) en énergie : les réactions d'oxydoréduction (= transfert d'électrons ou d'hydrogène) menant à la synthèse d'ATP.

Fonction anti- oxydante et participe à la régénération du glutathion, le détoxifiant majeur de l'organisme.

Résiste à la chaleur (Pasteurisation, cuisson, stérilisation), à la congélation et au salage. Cependant elle est dénaturée par les ultraviolets.

VITAMINE B3 (PP) Résiste à la chaleur, à la lumière et à

l'oxydation. PP: (preventive pellagre factore) = acide nicotinique et nicotinamide

Précurseur de deux coenzymes :• NAD (nicotinamide adénine dinucléotide) • NADP (nicotinamide adénine dinucléotide

phosphate) .

VITAMINE B3

La vitamine B3 a une action vasodilatatrice périphérique.

Elle intervient dans le mécanisme de réparation de l'ADN endommagé par des rayonnements, des polluants, des toxiques, des médicaments, des radicaux libres.

Un déficit en vit B3 est responsable de la pellagre.

VITAMINE B5 (acide pantothénique)

• La vitamine B5 est le précurseur du coenzyme A

• Elle est nécessaire au métabolisme des glucides , lipides et protéines et participe à la synthèse de certaines hormones stéroïdes.

• La vitamine B5 est impliquée dans le développement et le fonctionnement du système nerveux central.

• Ses propriétés hydratantes, sont utilisées en cosmétologie capillaire car la B5 accroît l'élasticité des cheveux et contribue à contrer leur chute.

VITAMINE B6 (pyridoxine) Résiste à la chaleur et aux acides et à

l'oxydation Détruite par les alcalins et la lumière Soluble dans l'eau

Précurseur du phosphate de pyridoxal, un coenzyme impliqué dans plusieurs systèmes enzymatiques liés au métabolisme des acides aminés: R° transamination, racémisation et décarboxylation.

VITAMINE B8 (biotine)• Connue aussi sous le nom de vitamine H.

• Stable à la chaleur et en solution aqueuse, elle est peu sensible à l'oxydation.

• Détruite par les rayons ultraviolets.

• Coenzyme qui participe au métabolisme des AG des glucides et AA et à la synthèse des vitamines B9 et B12.

• Coenzyme des carboxylases: enzymes chargées d'incorporer le gaz carbonique(CO2) principalement dans la réaction de carboxylation du pyruvate en oxaloacétate (cycle de KREBS) et transformation de l’acétyl COA en malonyl COA (biosynthèse des acides gras).

VITAMINE B9 (acide folique)

• Détruite par la chaleur, l'oxydation

• La forme active: THF substrat commun à plusieurs coenzymes qui participent au transfert des groupements monocarbonés.

• Elle intervient dans : la biosynthèse des bases puriques et

pyrimidiques la biosynthèse de la méthionine à partir

l’homocystéine (méthylation) le catabolisme de l’histidine

VITAMINE B9Un déficit en acide folique se traduit par:• des troubles hématologiques «anémie

mégaloblastique » • anomalie de la division cellulaire au cours de

l’hématopoïèse • divers troubles neurologiques peu spécifiques• des troubles digestifs.• chez la femme enceinte augmente le risque

d'avortement ou de malformations du tube neural notamment (spina bifida) et de décollement

supplémenter durant 4 premières semaines.

VITAMINE B12 (cobalamine)• Sensible à la lumière, détruite à la chaleur en milieu

acide ou basique mais résiste à la chaleur en milieu neutre.

• Résiste à l'oxydation.

• Cofacteur de deux types de réactions enzymatiques : - isomérisation. - la transméthylation Ces réactions sont importantes dans:• La réplication • L'hématopoïèse • L'intégrité du système nerveux • L'efficacité du système immunitaire• La synthèse de méthionine à partir de l’homocystéine • Transformation du méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA

VITAMINE B12

La carence en vitamine B12 a deux causes principales: un apport alimentaire insuffisant une mal absorption digestive

Manifestations cliniques: anémie macrocytaire atteinte neurologique

VITAMINE C (acide ascorbique)

• Extrêmement sensible à l'oxygène de l'air, aux températures élevées (cuisson, vapeur), pasteurisation (lait enrichi), à la lumière, à l'ionisation et au pH neutre ou alcalin

• La vitamine C est un puissant anti- oxydant : elle bloque la production de radicaux libres, et protège les acides gras insaturés de la membrane des cellules, en agissant directement à l'intérieur des cellules et indirectement en régénérant la vitamine E, principal anti- oxydant de la membrane cellulaire.

• La vitamine C stimule la synthèse et l'entretient du collagene

• Participe à la synthèse de certains neurotransmetteurs comme la noradrénaline.

• Le déficit en vit C provoque le scorbut