Vitamines et micronutriments - l2bichat2017 … · – Coenzyme de la glutathion réductase : défense antioxydante – Purines : hypoxanthine xanthine. 37 Vitamines Hydrosolubles

Vitamines et micronutriments

L2 – Module Nutrition (UE8)

Thibaud [email protected]

Introduction

• Nutriments : Macronutriments + Micronutriments

– Macronutriments : Protides, Lipides, Glucides �� CALORIES

– Micronutriments : Vitamines + oligoéléments

• Etudes des micronutriments :

Progrès dans la connaissance du fonctionnement des enzymes, de l’hormonologie, de l’immunologie et de la biologie moléculaire

Molécules organiques

Minéraux

• Micronutriments – définitions :

– Définition quantitative : Apports de faibles quantité (mg, ug) – Indispensables à la vie – Troubles de la nutrition :

quantitatif (calories) + qualitatif (carences)� Micronutriments : pas de valeurs énergétiques

– Non synthétisés ⇒ apport exogène : alimentation– Rôles biologiques : cofacteurs enzymatiques, structure

moléculaire, messagers (hormones, facteurs de transcriptions …)

• Signes de carence � fonctions

� Place dans biochimie et la physiologie de l’organisme

Introduction

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Les Vitamines

Ethymologie = « Amines Vitales »

• Apportées par l’alimentation

(synthèse endogène pour certaine pas suffisante)

• Hétérogénéité de structures (souvent très complexes)

• Précurseurs des coenzymes + autres rôles

• Besoins quotidiens : µg à mg

Deux groupes : - Vitamines hydrosolubles

(C, B1, B2, B6, B9, B12, PP, …)- Vitamines liposolubles

(A, D, E, K, …)

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Les Vitamines

• Métabolisme :

– Absorption : mécanismes +/- spécifiques (vit hydrosolubles)

– Distribution : transport

– Stockage : peu (C, B1) ou important (B12)

– Métabolisme : précurseurs de formes actives (dans le tissus, foie, intestin (entérocytes))

– Elimination : selon hydro/liposolubilité

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Université de Nantes

Coenzyme/cofacteur

Transport de protons/électrons

Antioxydant/stabilisateur de membrane

Messager

(Hormone/Facteur de transcription)

Vitamines :

Rôles biologiques

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Vitamines - Carences

• Rare dans les pays industrialisés (�� états subcarentiels)• Iatrogènes

• Facteurs de risques des carences vitaminiques• Personnes âgées, nourrissons • Pathologie intestinale, malabsorption chronique

– Intégrité de la muqueuse intestinale– Absorption des graisses

• Alcoolique chronique : malabsorption + métabolisme hépatique• Nutrition parentérale (ne pas oublier les vitamines)• Patients sous diurétiques (vit hydrosolubles)• Divers : Chirurgie gastrique, SIDA, grossesse…• Changement d’alimentation imposé dans pays en voie de

développement• Régime particulier (ex : végétarien et B12…)• …

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Vitamines : des molécules complexes

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Relation structure / métabolisme

Les vitamines hydrosolubles

C B1

B2

PP

B6

B12

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Relation structure / métabolisme

Les vitamines liposolubles

A

D

E

K

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Relation structure / Fonctions

Echanges d’électrons

C

B2

PP

A

E

Intermédiaires activés

(métabolisme)

Lutte contre le stress oxydant

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Vitamines hydrosolubles

Origine alimentaire

– Acide Ascorbique (C): Fruits frais +++ choux, épinard, pomme de terre

– Thiamine B1 : La 1ere vitamine découverte isolée de la cuticule de riz

– Vitamines groupe B : levures, céréales, tissus animaux (foie, abats …), champignons …

– Flore intestinale : B2, B8, B9

– B12 : origine animale uniquement (Attention : régime végétalien stricte + allaitement nouveau-né)

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Vitamines liposolubles

Origine

– Vitamine A (rétinol):

• Végétale : β-carotène (pro-vitamine A)

(carottes, choux, épinards, etc…)

• Animale : ester de rétinol

(foie, beurre, lait, œufs, huiles, poissons, etc…)

– Vitamine D : Origine alimentaire et endogène

• Animale : cholécalciférol (D3) (huile de foie de morue, poissons gras, foie, jaune d’œuf, lait…)

• Végétale : ergocalciférol (D2)

• Synthèse endogène (60-70%) : synthèse à partir du cholestérol dans cellule profonde de l’épiderme

Photolyse du 7-déhydrocholestérol sous l’action des UV

– Vitamine E : Huiles végétales, Céréales, Légumes verts, Poissons gras

– Vitamine K : Légumes verts, Tissus animaux (foie)

+ synthèse par flore bactérienne (non négligeable)

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Vitamines hydrosolubles

Métabolisme

• Absorption par transporteur actif des cellules intestinales

• Acquisition forme active dans les tissus (dans le foie)Ex: Thiamine pyrophosphate (B1), Phosphate de Pyridoxal (B6)

• Réserve souvent limitée : risque d’hypovitaminose

• Excrétion rénale sous forme inchangée ou métabolites : Pas de risque d’hypervitaminose

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Exemple :Vitamine C

Métabolisme

–Absorption intestinale : – transport actif « Sodium Vitamin C Transporter 1 et 2 »

– diffusion passive (Dihydroascorbate – DHA)

–Métabolisme :– Pénètre dans la cellule activement (SVCT1 et 2)

– Transferts transmembranaires : Glut

–Elimination :– Rénale

– Forme inchangée et métabolites (acide oxalique)

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Exemple : Vitamine B1

Métabolisme

–Absorption dans le duodénum et grêle – transport actif (+ diff passive)

– Cellule intestinale : phosphorylation et déphosphorylation

–Métabolisme :– Transformée dans cellules (hépatique ++) en Thiamine

Pyrophosphate (thiamine diphosphate = forme active) ou Thiamine TriPhosphate (thiamine pyrophosphokinase)

– Réserves très limitées (prédominance dans foie, cerveau, reins et cœur)

–Elimination – rénale

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Particularités

Métabolisme

–Vitamine B3 ou PP (Niacine)– synthèse endogène dans le foie à partir du tryptophane

(dépendant de B6)

–Vitamine B12• Prise en charge dans TD par facteur intrinsèque (estomac)

• Absorption intestinale via Cubuline/amnionless (endocytose)

• Circulation : transcobalamine II

• Stockage hépatique (réserve pour 3 ans)

• Métabolisme intracellulaire :

– Methylcobalamine (MeCbl) : cofacteur de la Méthionine synthase

– 5’désoxycobalamine (AdoCbl) intramitochondriale : cofacteur de la MéthylmalonylCoA mutase

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Vitamines liposolublesMétabolisme

• Vitamine A (rétinol) :• Absorption :

– Incorporation dans les micelles lipidiques

– Transport actif

– Dans l’entérocyte : CRBP II (cellular retinol binding protein II) puis trans-estérification en palmitate

• Distribution :– Via chylomicron, VLDL → foie

– Rétinol-Binding-Protein (RBP)

– Stockage hépatique (90%) (attention aux pathologies hépatiques)

– Libération : excrétion rétinol-RBP dans la circulation et liaison à la préalbumine

– L’ensemble rétinol-RBP-préalb se fixe sur récepteur membranaire → internalisation

• Elimination– Oxydation, glucuro-conjugaison et excrétion biliaire

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Vitamines liposolublesMétabolisme

Absorption et digestion étroitement liée à celle des lipides : Risque d’hypovitaminose

Elimination Biliaire : Risque d’hypervitaminose

• Vitamine D :–Foie : Hydroxylation sur C25 → 25-OH Vitamine D

–Forme circulante majoritaire : 25(OH)D3

–Rein : Hydroxylation en C1 → 1,25 (OH)2 VitD = calcitriol

• Vitamine E :–Absorption et digestion étroitement liée à celle des lipides

–Phase micellaire nécessaire

–Circulation via chylomicrons

–Distribution à tous les tissus (foie+++, tissu adipeux, hypophyse, surrénales, utérus et testicules)

• Vitamine K–Liaison aux lipoprotéines plasmatiques (VLDL)

–Cycle entéro-hépatique +++

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Modes d’action

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Vitamine C (acide ascorbique ) et dérivés :

Vitamines Hydrosolubles

– Rôle : Anti-oxydant (+++) et cofacteur de réactions d’hydroxylation

Active plusieurs voies métaboliques (tissus conjonctifs, vaisseaux sanguins, …)

Intégrité des membranes cellulaires

– Carence : Scorbut

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• Vitamine C (Acide ascorbique) : ROLES

– Action anti-oxydante

• Piège les espèces réactives dérivées de l’oxygène : °OH, O°2-

• Piège les espèces réactives dérivées de l’azote

• Régénère d’autres molécules anti-oxydantes :

Glutathion et la vitamine E

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– Réactions d’hydroxylation

• Synthèse du Collagène : hydroxylysine et hydroxyproline

� stabilisation de la triple hélice

• Synthèse des catécholamines (cofacteur avec le Cu de la Dopamine hydroxylase � Noradrénaline)

• Synthèse des corticostéroïdes (VitC +++ dans corticosurrénales)

• Synthèse de la carnitine

• Catabolisme de la phénylalanine et de la tyrosine

Hydroxyphénylpyruvate dioxygénase et homogentisate dioxygénase (Cu)

• Activation des hormones peptidiques

• Hydroxylases dpdtes du CYP450 : Détoxification

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– Autres :• Réponse immunitaire :

– Synthèse d’anticorps : besoin de cystéines réduites

– mobilité et protection des leucocytes

• Métabolisme du fer :– Absorption intestinale et répartition dans l’organisme

• Métabolisme de l’histamine

• Métabolisme des nitrosamines : inhibition de leur formation

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• Vitamine C (Acide ascorbique):

Pathologie : carence– Scorbut de l’adulte :

• Lésions cutanées (papules hyperkératosiques, érythème, purpura…), saignements gingivaux, déchaussement des dents

• Hémorragies sous-cutanée et intramusculaires, oedèmes des membres inférieurs, neuropathie et hémorragie cérébrale

– Scorbut infantile (maladie de Barlow) :

• Très rare

• Perte d’appétit, chute de poids, apathie

– Hypovitaminose : asthénie, amaigrissement, sensibilité aux infections…

Sujets à risque :

– Alcooliques chroniques, personnes âgées, nourrissons sous alimentation artificielle, grossesse

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Vitamines B = précurseurs de coenzymes

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Vitamine B1 (Thiamine) :


Noyau pyrimidique Noyau thiazole

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• Vitamine B1 (Thiamine) :

• Fonction :–TPP : cofacteur enzymatique � métabolisme énergétique

• Voie des pentoses : transcétolase (Mg2+)

• Décarboxylases des acides α-cétoniques (complexes multienzymatiques –E1, E2 et E3)

– Pyruvate deshydrogénase

– α-cétoglutarate déshydrogénase

– déshydrogénase des AA ramifiés (Val, leu, Ile)

Décarboxylases des acides α-cétoniques

Déhydrogénases des acides α-cétoramifiés

Décarboxylases des acides α-cétoniques

Mécanisme d’action de la PDH TPP-dépendante

PyruvateCH3-CO-COOH

CO2

TPP

TPP

CH3- C - OHHydroxyéthyl

Lipoamideoxydé

SS

R

Acétyl-lipoamide

E1

Lipoamideréduit

RSHSH

RSHS

AcétylCH3-CO

E2

CoA-SH Acétyl-S-CoA

FAD

FADH2

E3

NAD+

Dr Feugeas

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• Fonction :–TPP : cofacteur enzymatique � métabolisme énergétique

• Voie des pentoses : transcétolase (Mg2+)

• Décarboxylases des acides α-cétoniques (complexes multienzymatiques –E1, E2 et E3)

– Pyruvate deshydrogénase

– α-cétoglutarate déshydrogénase

– déshydrogénase des AA ramifiés (Val, leu, Ile)

–TTP : Neuromodulation

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• Carence : � Béri-béri– Diminution d’ATP + accumulation de lactate

– Troubles neurologiques + atteinte cardiovasculaire (ou dissociés)

+ Fatigue, Fonte musculaire, Perte d’appétit, Amaigrissement

� Encéphalopathie de Gayet Wernicke

– Atteinte neurologique avec évolution irréversible sans traitement

Attention : Coma inexpliqué sous nutrition parentérale

– Thiaminase : Certains poissons (crus)

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Vitamine B2 (Riboflavine) :


Rôle : Précurseur des coenzymes d’oxydo-réduction « FAD » et « FMN »

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• Vitamine B2 (Riboflavine) :

– Rôles biologiques :

– Réaction redox et transport d’électrons (flavoprotéines)

CK, Chaîne respiratoire, béta-oxydation des acides gras, catabolisme des AA ramifiés…

Deshydrogénases (ex : succinate déshydrogénase)

– B6 et B9 � formes actives

– Coenzyme de la glutathion réductase : défense antioxydante

– Purines : hypoxanthine � xanthine

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– Rôles physiologiques et physiopathologiques:

• Développement fœtal

• Hématopoïèse : mobilisation du Fer

• Dvpt gastro-intestinale

• Neurodégénérescence

• Cancer

• Maladies cardiovasculaires (rôle anti-oxydant)

• Vision

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– Carence : en 3 – 4 mois d’apports très faibles• Signes cutanéo-muqueux (dermite séborrhéique, chéliite, perlèche…)

• Signes oculaires (larmoiement, photophobie, cataracte, opacification cornéenne…)

• Anémies

– Maladies héréditaires du métabolisme : illustration du rôle du FAD

Cas du déficit multiple en acyl-CoA déshydrogénase à FAD (déficit en Electron Transfer Flavoprotein)

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• Nicotinamide (vitamine PP ou B3= niacine) :

– Rôle : Précurseur des coenzymes d’oxydo-réduction « NAD+ » et « NADP+ »

– Carence : � « Pellagre »

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Vitamines Hydrosolubles• Vitamine PP (niacine) :

– Rôle Biologique : Réactions d’oxydoréduction

NAD : accepteur d’H+ (et d’e-)

Catabolisme énergétique mitochondrial : glycolyse, b-oxydation, Krebs

Beaucoup de deshydrogénase

NADH,H+ : donneur d’H+ (et d’e-) Pouvoir réducteur ++++

Donneur d’électrons à la chaîne respiratoire mitochondriale

NADP/NADPH

Surtout cytoplasmique

Donneur d’H+ dans les réactions d’anabolisme (ex : biosynthèse d’AG, de cholestérol)

Stress oxydant, protecteur des membranes (régénération du glutathion réduit)

Régénération en NADPH par la voie des pentoses

� Reflet de l’équilibre Redox de la cellule

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• Vitamine PP (niacine) :

– Carence en Vit PP : La Pellagre (PP=Pellagra Preventive)

– Asthénie, anorexie, amaigrissement, vertiges, céphalées, troubles psy

– Dermite avec desquamation (peau brunâtre, sèche rugueuse)

– Troubles digestifs, stomatite, glossite, gastralgie

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• Vitamine B5 ou Acide pantothénique :

– Rôle : précurseur du coenzyme A

précurseur de l’Acyl Carrier Protein : synthèse d’acides gras

Intermédiaires métaboliques activés (liaison thioester) :Acétyl-CoA (� malonyl-CoA, Acétoacéyl-CoA)

Propionyl-CoA

Succinyl-CoA

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– Acétyl-CoA

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Pas de carence spécifique en acide panthoténique

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Vitamine B6 (Pyridoxine) et dérivés :


– Rôle : Précurseur du coenzyme « Phosphate de pyridoxal », et dérivés

– Carence : (rare) �Troubles neurologiques (crises convulsives, névrites)

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Forme active

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(FMN) (FMN)

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• Vitamine B6 (pyridoxine) :

– Rôle biologique : cofacteur d’enzymes « PLP-dépendante »• Transaminases (ALAT, ASAT, OAT, TAT…)

• Décarboxylases - ex : synthèse du GABA (neurotransmetteur inhibiteur)

acide glutamique acide γ-amino butyrique(GABA)CO2

Semi-aldéhyde du succinate

Acide succiniqueGlu décarboxylase

PLP PLP

Autres décarboxylases : Décarboxylase des AA aromatiques (amines biogènes)

Métabolisme du tryptophane : synthèse de sérotonine

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– Rôle biologique : cofacteur d’enzymes « PLP-dépendante »• Désaminase

– Catabolisme des AA - ex : sérine � acide pyruvique

• Transsulfurase

– ex : Cystathionine β-synthase � accumulation d’homocystéine

• Transférase (ex : hydroxyméthyl transférase (B9))

• Synthétase (ex : acide δ-aminolévulinate synthétase ALAS– métabolisme de l’hème)

• Etc…

Différents acides aminés GABA

CCL : implication du PLP dans de multiples métabolismes

Amines biogéniques Hème

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– Carence : généralement fruste• Neuropsychiatrique (fatigue, apathie, état dépressif,…+ convulsions,

polynévrites…)

• Dermatologique

• Hématologique (anémie, lymphopénie…)

• Métabolique (augmentation d’acide oxalique � lithiase rénale)

– Médicaments antivitaminiques B6 : INH, D-penicillamine …


Convulsions pyridoxino-sensibles : GABA (LCR)• Déficits enzymatiques (maladies héréditaires du métabolisme) :

– Pyridox(am)in 5 P oxydase (PNPO)

– Antiquine (α-AASA desHase)� accumulation de métabolites qui piège le PLP

Tt : B6 à forte dose

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• Vitamine B8 (H) : la Biotine

– Métabolisme :

• Biotine majoritairement liée aux protéines par liaison covalente (résidu lysine)

• Biotinidase libère la biotine de la biocytine (biotine-lysine) dans l’intestin

• Transport actif Na-dépendant au niveau intestinal

• Distribution dans les tissus

– Rôle : coenzyme de carboxylases

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– Rôle biologique :Carboxylation dans le métabolisme énergétique:

– Propionyl-CoA carboxylase : anaplérose du cycle de Krebs

(propionyl –CoA �� méthlmalonyl-CoA � succinyl-CoA)

– β-méthylcrotonyl-CoA carboxylase : catabolisme de la leucine � acétylCoA et corps cétoniques

– Pyruvate carboxylase : néoglucogénèse via oxaloacétate

– Acétyl-CoA carboxylase : synthèse des acides gras (anabolisme)

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– Carence : exceptionnelle

• Signes cliniques– Généraux : asthénie, anorexie, amaigrissement

– Cutanéo-muqueux

– Neuro-psychiatriques

– Digestifs

• Cas des maladies héréditaires : aciduries organiques– Déficit en biotinidase

– Déficit en holocarboxylase

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Vitamine B9 (Acide folique ) et dérivés (= « folates) » :


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• Acide folique et dérivés : folates (Vitamine B9)

Rôle biologique :• Transport de radicaux carbonés (acides aminés)

• Impliqués dans réaction de transméthylation (reméthylation de la méthionine)

• Synthèse des purines et pyrimidines


Action couplée avec Vitamine B12


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– Carence : • Troubles de l’hématopoïèse : anémie mégaloblastique (idem B12)

• Troubles neuropsychiatriques

• Risque cardiovasculaire (homocystéine)

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Vitamine B12 (cobalamine) :Vitamines Hydrosolubles

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• Vitamine B12 (cobalamine) :

– Rôle biologique :• Reméthylation de la méthionine

• MethylmalonylCoA � Succinyl CoA

= Catabolisme Val et Ile � cycle de Krebs

– Carence en B12 :• Rare : Stock # 3ans

• Végétaliens stricts (attention nouveaux-nés allaités)

• Atteinte hématologique (anémie mégaloblastique) + atteinte neurologique

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Vitamines Liposolubles (ADEK)

• ADEK• Absorption dépendante des sels biliaire et des lipides alimentaires

(émulsions, micelles)• Rôles et mécanisme d’action variés :

– facteur de transcription (A, D)– hormone (D)– antioxydant (A, E)– cofacteur enzymatique (K)

• Pathologie :– Risque de Carence (état sub-carentiel) :

• Malabsorption : tout régime, thérapeutique ou pathologie altérant l’absorption des graisses (insuffisance ou rétention de la sécrétion biliaire, pathologies chronique, chirurgie, etc…)

• Patients à risque (nouveau-né, alcoolique chronique, etc…)– Hypervitaminose : Attention !!!

• Excrétion biliaire• Toxicité

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RETINOL (vitamine A) :

Vitamines Liposolubles

rétinol

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• Vitamine A (rétinol) :

–Rôle: -Essentiel pour la vision

-Essentiel pour la croissance et la différenciation cellulaire de l’épithélium

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• Vitamine A (rétinol) :Mécanisme d’action :

• Rétinol lié à CRBP (cellular retinol binding protein) → acide tout-trans rétinoïque

• Acide rétinoïque lié à CRABP (cellular retinoic acid binding protein → pénètre dans noyau

• Récepteurs nucléaires de l’acide rétinoïque:

– « tout trans » : RAR (retinoic acide receptor)

– 9-cis : RXR (retinoic X receptor)

Se dimérisent (homodimère ou hétéro-dimère)

→ régulateur de transcription (interaction avec ADN : RARE)

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• Vitamine A (rétinol) :– Fonctions biologiques

• Vision : synthèse à partir du 11-cis-rétinal– Rhodopsine (cellules en batônnet : vision crépusculaire)

– Iodopsine (cellules en cône :formes et couleurs)

• Reproduction : spermatogénèse (gycosylation de protéines), développement fœtal et embryonnaire

• Immunité (prolifération lymphocytes, synthèse d’Ig)

• Peau : renouvellement et différentiation cellulaire, photoprotection, cicatrisation

• Anti-oxydant (caroténoïdes)

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• Vitamine A (rétinol) :– Hypovitaminose A :

• Atteinte oculaire (xérophtalmie), cécité (nocturne : 1er signe)

• Retard de croissance

• Sensibilité accrue aux infections (surtout respiratoires)

• Atteinte cutanée (déssèchement, hyperkératose, etc…)

• Anémie (carence martiale)

– Hypervitaminose A : (par automédication prolongée)• Aiguë : lassitude, céphalées, vertiges, hyperkératose

• Chronique : asthénie, anorexie, troubles digestifs, signes cutanés

– Propriété tératogène : contraception obligatoire pour traitement à base de dérivés de Vitamine A (ex : Roaccutane ® - isotrétinoïne)

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• Vitamine D :

–Famille des stéroïdes :

Dérivés hydroxylés : Hormones régulatrices de l’ homéostasie

phospho-calcique

Vitamine D3

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• Vitamine D :

–Mode d’action du Calcitriol• Interaction avec récepteur nucléaire : modulation de

l’expression génique• Intestin : stimule absorption du Ca

• Rein : stimule réabsorption du P et du Ca

• Os : favorise la minéralisation osseuse

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Vitamine E (Tocophérols) :

Noyau chromanol Chaîne isoprénique

3C* : stéréo-isomères RRR majoritaires

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• Vitamine E (Tocophérols)

– Rôle : Anti-oxydant => protection contre l’inflammation

– Carence : � Vieillissement accéléré

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• Vitamine E (Tocophérols) :– Mécanisme d’action : Antioxydant => protection contre l’inflammation

• Protection des lipides, bases nucléotidiques (ADN) et protéines

• Protection des membranes cellulaires

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• Vitamine E (Tocophérols) :

– Rôles biologiques :

• Important dans conditions de stress oxydant : LDL et athérogénèse

• Rôles non anti-oxydants

– Interaction avec des enzymes, protéines de transfert et de transport

– Pathologie :

• Carence : Hématologique (hémolyse), neuromusculaire et ophtalmologiques

• Apport de Vit E : effet AVK de la Vit E (risque hémorragique) + effet potentialisateur de l’aspirine

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Vitamine K (Quinones) :


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• Vitamine K : (« Koagulation »)

– Rôle : Active les enzymes de la coagulation plasmatique

• Carence : �Troubles de la coagulation

(Rare, en raison de sa synthèse par les bactéries intestinales)

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Vitamines Liposolubles• Vitamine K : (« Koagulation »)

– Mécanisme d’action : Activation de facteurs de coagulation

• Gamma-carboxylation des résidus glutamate des facteurs de coagulation Vit K-dépendant (Zymogènes de sérines protéases) :

– II, VII, IX, X →→→→ fibrinoformation

– Protéine C et S : inhibiteurs de la fibrinoformation

Glu Gla

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V.Siguret, Hématologie2006

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Vitamines Liposolubles• Vitamine K :

– Hypovitaminose K :• Carence alimentaire exceptionnelle (Rare, en raison de sa synthèse par les

bactéries intestinales)

• Apport restreint chez le nouveau-né allaité : supplémentation nécessaire

• Personne âgée

• Cause : – Surdosage en AVK (anti-vitaminique K)

– Malabsorption, cholestase (DD avec Insuffisance Hépato-Cellulaire si TP bas chez nouveau-né)

– Antibiothérapie au long cours (destruction de la flore intestinale)

• Biologie : – TP diminué avec V normal (II, VII, X )

– Suivi des AVK : INR = (TP/TP témoin)ISI

• Clinique : syndrome hémorragique

• Rq : Action antivitaminique K de la Vit E (en surdosage)

– Pas de toxicité

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• Application thérapeutique : les antivitaminiques K

– Dérivés de la coumarine et de l’indanedione

– Empêche la régénération de la Vit K

– Diminution de l’activation des facteurs Vit K-dpdts

→ diminution de la génération de thrombine

– Suivi biologique : INR

– Complications dues au surdosage : hémorragie (antidote : vit K)

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Oligo-éléments

• Minéraux : Na, K, CL, Ca, Mg + Fe + Zn, Cu, I, Se …

Oligoéléments : < 1mg/kg

• Capacité de fixation sur protéines

� modifie les propriétés des protéines

• Essentiels

• Toxiques

• Oligo-éléments essentiels à risque de carence :

I, Cu, Zn, Se, Cr, Mo, (+ Fe)

DOSE

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Oligo-éléments

• Mécanismes d’action

– Liaison métal-protéine• Liaison ionique : surtout minéraux macro-éléments (Na, K, Ca…)

• Liaison de coordination : ordre 4 ou 6 (métaux)– Maintient de la structure (fonction)

– Ex : Zn et alcool déshydrogénase

– Cofacteurs d’enzymes• Changement de conformation � module la vitesse de réaction

• Grande place dans le métabolisme des macronutriments (cf enzyme)– Ex : Zn dans 200 métallo-enzymes

– Structure des vitamines• Ex : Co dans la B12

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Oligo-éléments


– Expression des signaux hormonaux• Cofacteur d’enzyme de synthèse d’hormone

Ex : Zn dans le métabolisme de la testostérone et des prostaglandines

• Structure moléculaire de l’hormone– ex : Iode des hormones thyroïdienne

• Fixation de l’hormone à son récepteur

Ex : Protéine à doigt de ZincOuvre la double hélice pour permettre l’interaction avec l’ADN (hélice α) : facteurs de transcription

Cas des récepteurs des stéroïdes, de l’acide rétinoïque….Rôle du Zn dans la prolifération et ladifférenciation cellulaire +++

(Université de Nantes)

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Oligo-éléments


– Oligo-éléments et stress oxydant• Toxicité des métaux libres : formation d’espèces radicalaires de

l’oxygène (RLO)

• Participent aux mécanismes de lutte contre les RLO : cofacteurs– Superoxyde dismutase (Cu, Zn, Mn)

– Catalases (Fe)

– Glutathion peroxydase (Se)

– Rôle structural• Fluor : os et dent

• Silicium : tissus conjonctifs

– Réponse immunitaire

Protection contre les radicaux libres le l’oxygène

O2

O2°-

H2O2

HO°

AutooxydationCYP450PhagocytoseUV, métauxDiverses oxydases

SuperOxyde Dismutases (Zn, Cu, Mn)

H2O

Catalase (Fe)

Glutathion peroxydase (Se)

Peroxydase (NADH)

Vit C, E, β-carotène

Glutathion

Lipides, Protides, Acides nucléiques

Métaux libres Liaison à protéines

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Oligo-éléments


– Oligo-éléments et stress oxydant• Toxicité des métaux libres : formation d’espèces radicalaires de

l’oxygène (RLO)

• Participent aux mécanismes de lutte contre les RLO : cofacteurs– Superoxyde dismutase (Cu, Zn, Mn)

– Catalases (Fe)

– Glutathion peroxydase (Se)

– Rôle structural• Fluor : os et dent

• Silicium : tissus conjonctifs

– Réponse immunitaire

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Oligo-éléments

• Métabolisme des oligo-éléments

– Absorption• Métaux liés aux protéines ou complexés• « Hôte-vecteur » (molécules organiques)

– Transport :• Complexés à petites molécules (AA, vitamines…)• Fixés sur protéines non spécifiques (albumine)• Fixés à protéines spécifiques (transferrine, transcobalamine,

nickeloplasmine…)

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Oligo-éléments

• Métabolisme des oligo-éléments

– Stockage• Hépatique : le + souvent• Protéines spécifiques : ferritine• Protéines non spécifiques : métallothionéines

– Excrétion• Biliaire majoritairement : cycle entéro-hépatique�Risque de toxicité (peu d’élimination)�Carence quand troubles digestifs• Urinaire : quand métal séquestré (ex : Co dans B12)

ConclusionMicronutriments

• Essentialité

• Rôles biologiques très diverses– Rôles cellulaires

– Rôles physiologiques (organisme entier)

• Importance illustrée par états de carence– Malnutrition

– Malabsorption (atteinte intestinale)

– DD : maladies métaboliques (certaines vitamino-sensibles)


• Certains organes sont particulièrement sensibles au carences :– Dermatologie : vitamines et oligoéléments

– Lignée érythroïde (anémie)

– Neurologie : A, B (1, 2, 3, 6, 9, 12), C, D, E

• Implication dans le stress oxydant• SOD (Cu-Zn et Ma), catalase (Fe), gluthation peroxydase (Se)

• Vit C, NADH, NADPH, E, caroténoïdes (A), B2 (régénération GSH)

Tissus à renouvellement cellulaire important


• Pathologies et micronutriments– Malabsorption des lipides :

mucoviscidose, maladie de Crohn, maladie coeliaque, pancréatite, pathologies hépatobiliaires…

– Diabète (→ stress oxydant)• Vanadium, Cr, Mg, Zn, Se, Cu, Ma

• Vit E, C, PP, B2

– Cancer• Méthylation de l’ADN : B9 (+B12)

• Facteurs carcinogènes → Radicaux libres

• Facteurs de transcription et signalisation : doigt de Zn, acide rétinoïque, Vit D, Vit E

• Immunité anti-tumorale : C, E, SOD, catalase

• Physiologie : vieillissement, grossesse, prématurité

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Vitamines et micronutriments - l2bichat2017 … · – Coenzyme de la glutathion réductase : défense antioxydante – Purines : hypoxanthine xanthine. 37 Vitamines Hydrosolubles