Une
vitamine
est une
substance organique
, necessaire en quantite mineure (moins de 100 mg/jour - voir tableau ci-dessous) au
metabolisme
d'un
organisme vivant
, qui ne peut etre synthetisee en quantite suffisante par cet organisme. Chaque organisme a des besoins specifiques : une molecule peut etre une vitamine pour une espece et ne pas l'etre pour une autre. C'est par exemple le cas de la
vitamine C
indispensable aux primates mais pas a la plupart des autres mammiferes.
Molecules
organiques, les vitamines B et C sont majoritairement des precurseurs de
coenzymes
, molecules qui participent au site actif d'une enzyme, activent des substrats ou sont des substrats particuliers. Elles doivent etre apportees regulierement et en quantite suffisante par l'
alimentation
. Chez l'etre humain, deux vitamines sont synthetisees par des bacteries intestinales : les vitamines
K
et
B
8
. La
vitamine D
est un derive de
steroide
qui peut etre synthetise par la peau exposee au Soleil chez l'homme, et qui possede un role
hormonal
.
Un apport insuffisant ou une absence de vitamine provoquent respectivement une
hypovitaminose
ou une
avitaminose
qui sont la cause de diverses maladies (
scorbut
,
beriberi
,
rachitisme
, etc.). Un apport excessif de vitamines liposolubles (A et D essentiellement) provoque une
hypervitaminose
, tres toxique pour l'organisme, car l'exces de vitamines liposolubles ne peut etre elimine rapidement par les
reins
et est stocke dans le
foie
[
1
]
.
Ces vitamines ont ete decouvertes par le biochimiste polonais
Kazimierz Funk
qui, le premier, isola la
vitamine B
1
dans l'enveloppe de riz en
1912
. Le terme ≪ vitamine ≫ vient du latin ≪ vita ≫ qui signifie vie et du suffixe
amine
qui est le nom d'un radical en chimie (toutes les vitamines ne possedent pas pour autant le radical amine).
La necessite de manger certains aliments pour conserver une bonne sante a ete reconnue bien avant l'identification des vitamines. Les anciens Egyptiens savaient que consommer du
foie
aide une personne a lutter contre l'
hemeralopie
, maladie causee par la carence en
vitamine A
[
2
]
. A la Renaissance, le developpement des longs voyages sur les oceans a entraine des periodes prolongees sans
fruits
ni
legumes
frais, donc parmi les equipages des maladies dues aux carences en vitamines courantes, notamment le
scorbut
[
3
]
.
En 1747, le chirurgien ecossais
James Lind
a decouvert que les
agrumes
aidaient a prevenir le scorbut, une maladie particulierement mortelle qui se caracterise par un arret de la synthese du
collagene
, provoquant une mauvaise cicatrisation des plaies, des saignements des gencives, une douleur intense et la mort
[
2
]
.
En 1753, Lind publie son Traite sur le scorbut, qui recommande d'utiliser des citrons et des
limes
(citron vert) pour eviter le scorbut, ce qui est adopte par la
marine royale britannique
(d'ou le surnom
limey
pour les marins britanniques). Cependant, la decouverte de Lind n'a pas toujours ete acceptee par les explorateurs des expeditions arctiques de la Royal Navy au
XIX
e
siecle : on croyait generalement que le scorbut pouvait etre evite en pratiquant une bonne hygiene, en faisant regulierement de l'exercice et en maintenant le moral de l'equipage a bord, plutot que par un regime de produits frais
[
2
]
. En consequence, les expeditions dans l'Arctique ont continue de souffrir du scorbut et d'autres maladies de carence. Encore au debut du
XX
e
siecle, lorsque
Robert Falcon Scott
a effectue ses deux expeditions en Antarctique, la theorie medicale dominante etait que le scorbut etait cause par des aliments en
conserve
contamines
[
2
]
.
A la fin du
XVIII
e
siecle et au debut du
XIX
e
siecle, des etudes de privation alimentaire ont permis aux scientifiques d'isoler et d'identifier un certain nombre de vitamines. Les
lipides
de l'
huile de poisson
ont ete utilises pour guerir le
rachitisme
chez le rat, et le nutriment liposoluble a ete appele ≪ antirachitique A ≫. Ainsi, la premiere bioactivite ≪ vitaminique ≫ isolee, qui a permis de guerir le rachitisme, a ete initialement appelee ≪ vitamine A ≫. Cette vitamine a depuis ete renommee, devenant aujourd'hui la vitamine D
[
4
]
.
En 1881, le medecin russe Nikolai I. Lunin a etudie les effets du scorbut a l'
Universite de Tartu
. Il a nourri des souris avec un melange artificiel de tous les constituants separes du lait connus a l'epoque, a savoir les proteines, les graisses, les glucides et les sels. Les souris qui n'ont recu que les constituants individuels sont mortes, tandis que les souris nourries au lait lui-meme se sont developpees normalement. Il a conclu qu'≪ un aliment naturel tel que le lait doit donc contenir, outre ces ingredients principaux connus, de petites quantites de substances inconnues essentielles a la vie ≫. Cependant, ses conclusions ont ete rejetees par
Gustav von Bunge
[
5
]
. Un resultat similaire de Cornelius Pekelharing est apparu dans une revue medicale neerlandaise en 1905, mais il n'a pas ete largement diffuse
[
5
]
.
En
Asie de l'Est
, ou le riz blanc raffine etait l'aliment de base de la classe moyenne, le
beriberi
resultant d'un manque de vitamine B1 etait endemique. En 1884,
Takaki Kanehiro
, medecin britannique de la
marine imperiale japonaise
, a observe que le beriberi etait endemique parmi les equipages subalternes qui ne mangeaient souvent que du riz, mais pas parmi les officiers qui avaient un regime a l'occidentale. Avec le soutien de la marine japonaise, il a experimente en utilisant des equipages de deux cuirasses ; un equipage n'a recu que du riz blanc, tandis que l'autre a ete nourri avec de la viande, du poisson, de l'orge, du riz et des haricots. Le groupe qui n'a mange que du riz blanc a rapporte 161 membres d'equipage atteints de beriberi et 25 deces, tandis que l'autre groupe n'avait que 14 cas de beriberi et aucun deces. Cela a convaincu Takaki et la marine japonaise que le regime alimentaire etait la cause du beriberi, mais ils pensaient a tort que des quantites suffisantes de proteines permettraient d'empecher la maladie
[
6
]
. Le fait que des maladies puissent resulter de certaines carences alimentaires a ete etudie plus en detail par
Christiaan Eijkman
, qui a decouvert en 1897 que nourrir les poulets avec du riz non raffine au lieu de la variete raffinee aidait a prevenir une sorte de
polynevrite
equivalente au beriberi
[
7
]
. L'annee suivante,
Frederick Hopkins
a postule que certains aliments contenaient des ≪ facteurs complementaires ≫ - en plus des proteines, des glucides, des graisses, etc. - qui sont necessaires aux fonctions du corps humain
[
2
]
. Hopkins et Eijkman ont recu le
prix Nobel de physiologie
ou medecine en 1929 pour leurs decouvertes
[
8
]
.
En 1910, le premier complexe vitaminique a ete isole par le scientifique japonais
Umetaro Suzuki
, qui a reussi a extraire un complexe hydrosoluble de micronutriments du son de riz et l'a appele acide aberique (plus tard Orizanin). Il a publie cette decouverte dans une revue scientifique japonaise
[
9
]
. Lorsque l'article a ete traduit en allemand, la traduction n'a pas indique qu'il s'agissait d'un nutriment nouvellement decouvert, une allegation formulee dans l'article japonais d'origine, et sa decouverte n'a donc pas obtenu de publicite. En 1912, le biochimiste d'origine polonaise
Casimir Funk
, travaillant a Londres, a isole le meme complexe de
micronutriments
et a propose que le complexe soit nomme ≪ vitamine ≫. Elle devait plus tard etre connue sous le nom de vitamine B3 (
niacine
), bien qu'il l'ait decrite comme ≪ facteur anti-beriberi ≫ (qui serait aujourd'hui appele thiamine ou vitamine B1). Funk a propose l'hypothese que d'autres maladies, telles que le rachitisme, la pellagre, la maladie cœliaque et le scorbut pourraient egalement etre gueries par des vitamines. Max Nierenstein, son ami et lecteur de biochimie a l'Universite de Bristol aurait suggere le nom de ≪ vitamine ≫ (de ≪ amine vitale ≫)
[
10
]
,
[
11
]
. Le nom est rapidement devenu synonyme des ≪ facteurs complementaires ≫ de Hopkins et, au moment ou il a ete demontre que toutes les vitamines ne sont pas des amines, le mot etait deja omnipresent et n'a plus ete change.
En 1920,
Jack Cecil Drummond
a propose que le ≪ e ≫ final soit supprime pour mettre l'accent sur la reference aux ≪ amines ≫, apres que les chercheurs ont commence a soupconner que certaines ≪ vitamines ≫ (en particulier, la vitamine A) n'ont pas de composant amine
[
6
]
. En 1930,
Paul Karrer
a elucide la structure correcte du
beta-carotene
, le principal
precurseur
de la vitamine A, et a identifie d'autres
carotenoides
. Karrer et Norman Haworth ont confirme la decouverte d'
Albert Szent-Gyorgyi
de l'
acide ascorbique
et ont apporte des contributions importantes a la chimie des
flavines
, ce qui a conduit a l'identification de la lactoflavine. Pour leurs recherches sur les carotenoides, les flavines et les vitamines A et B2, ils ont tous deux recu le
prix Nobel de chimie
en 1937
[
12
]
.
En 1931,
Albert Szent-Gyorgyi
et un collegue chercheur Joseph Svirbely soupconnaient que l'≪ acide hexuronique ≫ etait en fait de la vitamine C, et a donne un echantillon a
Charles Glen King
, qui a prouve son activite anti-scorbutique dans son essai scorbutique de longue date sur le cobaye. En 1937,
Szent-Gyorgyi
a recu le prix Nobel de physiologie ou medecine pour sa decouverte. En 1943,
Edward Adelbert Doisy
et
Henrik Dam
ont recu le prix Nobel de physiologie ou medecine pour leur decouverte de la
vitamine K
et de sa structure chimique. En 1967,
George Wald
a recu le prix Nobel (avec
Ragnar Granit
et
Haldan Keffer Hartline
) pour sa decouverte que la vitamine A pourrait participer directement a un processus physiologique
[
8
]
. En 1938,
Richard Kuhn
a recu le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les carotenoides et les vitamines, en particulier B2 et B6
[
13
]
.
1950-1960 : le docteur Garnett Cheney dans les annees 1950 puis le docteur Dubarry et des tests cliniques dans les annees 1960 en France demontrent l'efficacite rapide de la consommation de choux sur certains ulceres. On identifie la vitamine U pour anti-ulcere.
Des 2012, l'
academie de medecine francaise
conseille la prise de vitamine D en cas de carence puis de nouveau en mai 2020 durant la crise covid
[
14
]
. La
vitamine D
, prescrite par un medecin, est remboursee par la securite sociale francaise. 80 % de la population francaise serait en carence de vitamine D dont 5 % en carence severe. La premiere source de vitamine D est le Soleil.
Generalement, on separe les vitamines en deux groupes : les vitamines
hydrosolubles
(solubles dans l'eau) et les vitamines
liposolubles
(solubles dans les graisses).
Les vitamines liposolubles sont absorbees avec les graisses et, comme celles-ci, sont stockables dans l'organisme (dans les graisses), il est donc difficile de s'en debarrasser. A l'inverse, les vitamines hydrosolubles (a l'exception de la
vitamine B
12
) ne sont pas stockables et les apports excedentaires sont elimines par la voie urinaire.
Les vitamines ont deux types de roles une fois transformees dans l'organisme :
- un role
coenzymatique
pour la plupart (coenzymes substrats, coenzymes de transfert de groupement, coenzymes activateurs de substrats) ;
- un role
hormonal
(pour la vitamine D et probablement A pour une part).
On peut definir l'action globale des vitamines selon leur interet comme le role dans l'hematopoiese (acide folique), la permeabilite cellulaire (acide ascorbique)…
Les acides gras
omega-3
ont initialement ete consideres comme des vitamines (F)
[
15
]
mais ne sont plus classes dans cette categorie aujourd'hui en medecine car la quantite d'apports journaliers necessaire ? entre deux et trois grammes par jour en moyenne pour l'adulte ? les rend plutot eligibles comme elements ordinaires de l'alimentation. Le terme de
vitamine F
reste utilise sur l'Internet en 2015 a des fins commerciales. Les omega-3 ayant depasse leur date de peremption ou mal conserves se degradent en elements presumes carcinogenes
[ref. necessaire]
.
Ils sont difficiles a etablir car ils varient avec l'age, la taille, le sexe, l'activite musculaire, la production par le
microbiote intestinal
. Ils augmentent pendant la croissance, pendant les maladies et les etats febriles, et en ce qui concerne les femmes, pendant la grossesse et l'allaitement.
Les Etats ont publie des recommandations sur les doses quotidiennes a ne pas depasser, afin d'assurer la securite des consommateurs.
Doses de securite dans differents pays
(1 μg = un millionieme de gramme).
Vitamine
|
UE
|
Royaume-Uni
|
Etats-Unis
|
Vitamine C
|
1 000 mg
|
1 000 mg
|
1 900 mg
|
Vitamine B
1
|
Pas de limite
|
100 mg
|
Pas de limite
|
Vitamine B
2
|
Pas de limite
|
100 mg
|
Pas de limite
|
Vitamine B
3
(acide nicotinique)
|
33 mg
|
17 mg
|
35 mg
|
Vitamine B
3
(nicotinamide)
|
33 mg
|
500 mg
|
35 mg
|
Vitamine B
5
|
Pas de limite
|
200 mg
|
Pas de limite
|
Vitamine B
6
|
23 mg
|
10 a 200 mg
|
98 mg
|
Vitamine B
8
(H)
|
Pas de limite
|
9 800 μg
|
Pas de limite
|
Vitamine B
9
|
600 μg
|
1 000 μg
|
600 μg
|
Vitamine B
12
|
Pas de limite
|
1 000 μg
|
Pas de limite
|
Vitamine D
|
25 μg
(1 000 UI)
|
25 μg
(1 000 UI)
|
45 μg
(1 800 UI)
|
Vitamine E
|
40 mg
|
727 mg
|
1 000 mg
|
Vitamine A
|
3 300 UI
(990 μg - 1 980 μg
[
16
]
)
|
Non etablie
|
7 800 UI
(2 340 μg - 4 680 μg
[
16
]
)
|
Les surdosages interviennent egalement en raison de la consommation de
complements alimentaires
et de pilules ≪ anti-vieillissement ≫ ou de
bronzage
. En effet, de nombreuses personnes consomment des vitamines sous forme de comprimes, en particulier pour leurs effets
antioxydants
et d'elimination des
radicaux libres
; cependant, certaines vitamines ont egalement un effet pro-oxydant en generant des radicaux libres, comme la vitamine C prise a hautes doses
[
17
]
,
[
18
]
. Selon une etude du
Journal of American Medical Association
[
19
]
, la surconsommation de
β-carotene
et de
vitamines A
et
E
, qui ne sont pas eliminees par les urines, augmente la mortalite de respectivement 7 %, 16 % et 4 %. S'il existe des carences de vitamine dans les populations defavorisees des pays industrialises, ce sont en revanche les personnes ne presentant pas de carence qui consomment des complements alimentaires. Rappelons que l'
Organisation mondiale de la sante
recommande la consommation de 5 a 10
fruits
et
legumes
frais par jour, et que cette consommation suffirait theoriquement a combler les besoins en vitamines sans risque de surdosage. Cependant, des legumes surgeles, stockes longtemps, cuits fortement et fortement modifies par l'industrie n'apportent pas autant de vitamines qu'un aliment cru, possedant encore sa peau ou faiblement cuit
[
20
]
. De plus, la teneur en nutriments des fruits et legumes a dramatiquement baisse entre 1950 et 2015 (
voir plus bas
).
La vitamine C est eliminee par les
reins
des qu'elle depasse un certain seuil, et une surdose etait donc consideree comme inoffensive. On estime cependant aujourd'hui que cette elimination, si elle est prolongee sur plusieurs mois, peut entrainer des calculs renaux chez certains sujets
[
21
]
.
Une etude montrerait que l'exces de vitamine A augmente les risques de fracture de la hanche. Cet effet dangereux est plus net avec le retinol (vitamine A proprement dite) qu'avec la
β-carotene
(provitamine A)
[
22
]
.
L’exces de vitamine B
6
peut causer une
neuropathie
[
23
]
.
Les effets nocifs de la surdose de vitamine D sont connus depuis longtemps : accidents renaux et cardiaques graves. Cependant, une surdose n'apparait qu'a partir d'une prise journaliere de quantite egale a plus de 100 fois l'apport journalier recommande et ceci sur plusieurs mois
[
24
]
. La surdose (rare) est definie pour une concentration superieure a 374 nmol/l de serum
[
25
]
.
Plus de 50 % des Americains prennent, d'une maniere ou d'une autre, des supplements vitaminiques et cette proportion tend a croitre
[
26
]
. Alors que certaines critiques affirment que ce sont les personnes en meilleure sante qui prennent le plus de supplements
[
27
]
et qu'il n'existe pas de preuves d'une efficacite de cette mesure quant a la prevention des
maladies chroniques
[
27
]
, l'etude de l'ensemble de la recherche indexee sur
PubMed
,
Embase
et
Cochrane
indique une grande variete de resultats selon les vitamines et mineraux choisis, les pathologies chroniques etudiees, les protocoles, etc.
[
28
]
. Il n' y a cependant aucun benefice demontre chez le patient non denutri en termes de mortalite globale ou de survenue de
maladies cardio-vasculaires
[
29
]
ou en prevention du declin cognitif
[
30
]
. Il pourrait exister une discrete diminution du risque de survenue d'un cancer mais uniquement chez les hommes
[
29
]
.
La prise de supplements de vitamines peut etre plus efficace que l'education a la bonne alimentation pour le maintien de la sante, par exemple chez des patients atteints de la
maladie d'Alzheimer
, pour prevenir la perte de poids et augmenter les parametres immunitaires, dans ce cas. En general, les populations agees semblent beneficier de differentes manieres des supplements de vitamines et mineraux, dans les etudes cliniques, bien que cette pratique soit encore relativement peu repandue (autour de 10 %) dans les faits
[
31
]
.
L'analyse des carences en vitamines via une prise de sang peut etre difficile. Elle est classique pour le vitamine D. Le soleil est la premiere source de vitamine D a privilegier hors avis medical.
Par defintition des vitamines, les carences doivent etre eliminees. Les valeurs definies dans les
ARJ
sont conseillees. Les vitamines hydrosolubles C,B,U doivent etre apportees, au corps, par l'alimentation, tous les jours tandis que les lyposolubles A,D,E,K sont stockees par le corps. Le surplus journalier de vitamines hydrosolubles est elimine journalierement. Cela sert donc peu de depasser les doses recommandees par les ARJ.
Causes ou symptomes, des dizaines de maladies sont correlees a des carences en vitamines.
Certaines des vitamines peuvent etre detruites soit par la chaleur (cuisson), soit par l'air (action de l'oxygene lors de la decoupe en petits morceaux) ou la lumiere (rayons
ultraviolets)
. Le sechage, la congelation, le rechauffage peuvent aussi entrainer des pertes de vitamine.
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 a la vapeur
, avec laquelle les aliments ne trempent pas dans l'eau, permettent de garder une plus grande quantite de vitamines.
Pertes
maximum
en vitamines comparees a l'aliment cru
[
32
]
Vitamines
|
Congelation
|
Sechage
|
Cuisson
|
Cuisson +
egouttage
|
Vitamine A, Retinol,
Alpha Carotene, Beta carotene,
Beta Cryptoxanthine, Lycopene,
Luteine+Zeaxanthine
|
5 %
|
50 %
|
25 % a 64 %
[
33
]
|
35 %
|
Vitamine C
|
30 %
|
80 %
|
50 %
|
75 %
|
Thiamine (B1)
|
5 %
|
30 %
|
55 %
|
70 %
|
Riboflavine (B2)
|
0 %
|
10 %
|
25 %
|
45 %
|
Niacine (B3)
|
0 %
|
10 %
|
40 %
|
55 %
|
Vitamine B6
|
0 %
|
10 %
|
50 %
|
65 %
|
Acide folique et Folates
|
5 %
|
50 %
|
70 %
|
75 %
|
Vitamine B12
|
0 %
|
0 %
|
45 %
|
50 %
|
Vitamine D
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Conditions de production, selection des semences et vitamines
[
modifier
|
modifier le code
]
Les conditions de production actuelles influeraient peut-etre a la baisse sur les concentrations de micronutriments des aliments mais une meta-analyse canadienne publiee en 2017
[
34
]
explique que les methodes de comparaison utilisees ne sont pas fiables et que les variations naturelles (terroir, meteo) sont beaucoup plus importantes que les variations historiques de certains elements. Cette etude est corroboree par une publication de l'
academie d'agriculture francaise
[
35
]
.
Liste des vitamines et pseudo-vitamines ou vitamines declassees
[
modifier
|
modifier le code
]
Historiquement, certaines substances ont ete classees comme vitamines puis declassees et/ou renommees.
Vitamines ou pseudo-vitamines
A
,
B
,
B1 a B15, hydrosolubles
dont la vitamine
B1
(pericarpe du riz) Christiaan Eijkman maladie:
beriberi
Nobel 1929 ,
dont la vitamine
B4
a pu designer jadis l'
adenine
.
dont la vitamine
B7
pour le
myo
-inositol
, principal
diastereoisomere
de l'
inositol
.
dont la vitamine
B10
, pour l'
acide para-aminobenzoique
et son sel de
sodium
(parfois appelees vitamines H2 et H3, ou B
x
) ;
dont la vitamine
B11
, pour la L-
Carnitine
, dite aussi vitamine B
T
.
C
,
C1 a C3, (orange) maladie :
scorbut
; choux brocoli, bruxelles ; hydrosoluble
D
,
D1 a D3 (soleil), maladie :
rachitisme
E
, 1922
F omegas-3 et/ou 6,
G (renommee
B2
), hydrosoluble
H (Coenzyme R renommee
B8
), hydrosoluble
J pour certains animaux non humains,
K
,
K1 a K3 (Koagulation apparente au Coenzyme Q10) choux brocoli, bruxelles
M (renommee
B9
), hydrosoluble
L
Acide anthranilique
precurseur de la
tryptophane
(lactation) L1,L2
P (
flavonoides
:
quercetine
; capres, liveche),
PP (renommee
B3
), hydrosoluble ; poulet ; saumon ; foie ; thon
Q
Coenzyme Q10
, ubiquinone 1957 US/58 UK Nobel 1978 ; boeuf ; poissons gras ; poulet ; huiles de soja, colza
U
(anti-
Ulcere
: choux brocoli, vert ; asperges) Docteurs Garnett Cheney US annees 50 Dubarry FR annees 60 ; hydrosoluble
liposolubles (A, D, E et K ; et pour les renommees Q )
hydrosolubles (B,C,U ; et pour les renommees G,H,M,PP)
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Vitamines : Fantasmes et verites
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