À la fois vitamine et hormone, la vitamine D est essentielle pour le développement harmonieux des os et des dents. Mais ces dernières années, de nombreuses études ont mis en évidence un rôle majeur de la vitamine D dans le bon fonctionnement de plusieurs organes tels que le cœur, le tissu adipeux, le pancréas ou encore le cerveau. Un mauvais apport en vitamine D peut ainsi contribuer à la mise en place de pathologies métaboliques, cardiaques ou nerveuses.

La découverte de la vitamine D est liée au rachitisme qui perturbe la croissance et l’ossification des enfants des régions pauvres et faiblement ensoleillées. C’est en 1920 que deux chercheurs, Mac Collum et Mellanbourg, font la relation entre l’efficacité de l’huile de foie de morue dans la prévention et le traitement du rachitisme, et la présence dans cette huile d’une substance qu’ils nomment vitamine D. La première synthèse de la vitamine D a été réalisée à Harvard, en 1952, par Woodward qui reçut le prix Nobel en 1965.

La vitamine D appartient à la famille des stérols comme le cholestérol. La vitamine D, aussi appelée calciférol qui vient du latin « qui porte le calcium », est présente sous 4 principales formes dans l’organisme : l’ergocalciférol, le cholécalciférol (forme initiale et majoritaire), le calcidiol ou la 25-hydroxyvitamine D (forme circulante dans le sang) et le calcitriol ou la 1,25-dihydroxyvitamine D (forme active). Le terme « vitamine », à savoir un produit « vital » que l’organisme ne peut produire, ne s’applique pas vraiment à la vitamine D. En effet, à la différence des autres hormones, la vitamine D est à la fois d’origine endogène et exogène. La synthèse endogène de vitamine D se déroule au niveau de la peau qui est capable de la produire en grande quantité, après une exposition aux fameux rayonnements ultraviolets B ou UVB fournis par le soleil. On considère que 80 % à 90 % de la vitamine D de l'organisme provient de l'exposition solaire. Elle est ainsi plus faible l'hiver que l’été du fait de la plus faible quantité de rayons UVB. La synthèse est maximale entre 10 heures et 15 heures. Environ 5 à 15 minutes d'exposition, sans crème solaire, de 20 % de la surface corporelle par jour de mai à septembre permettent une synthèse suffisante. L’origine exogène de la vitamine D provient de l’alimentation. Les végétaux fournissent de l’ergocalciférol alors que la nourriture d’origine animale apporte le cholécalciférol. On trouve essentiellement le cholécalciférol dans les huiles de foie de poissons, dans certains poissons gras (saumons, sardines, harengs, maquereaux, espadons), dans le jaune d’œuf ou encore dans le foie de bœuf. La référence nutritionnelle pour la population (RNP) en vitamine D a été définie en prenant en compte le fait que la production endogène cutanée était nulle afin de couvrir le besoin de la quasi-totalité de la population française. La RNP est ainsi de 15 µg/jour pour les hommes et les femmes adultes. Le niveau sanguin de calcidiol total est l’indicateur de référence du statut en vitamine D. Les autorités médicales en France ont fixé les taux sanguins de calcidiol à 30 ng/mL (75 nmol/L). Comme évoqué ci-dessus, la vitamine D agit au niveau de plusieurs organes mais son rôle principal est d’augmenter l'absorption de calcium et de phosphore par l'intestin et de favoriser la formation et la minéralisation des os. Chez l’enfant, la carence en calcidiol peut entraîner des défauts de formation des os et du rachitisme. Un apport adéquat en vitamine D chez le nourrisson et l’enfant est donc indispensable.  Chez l'adulte, le déficit en vitamine D se traduit par une déminéralisation de l'os et une fonte du muscle pouvant conduire à l'ostéoporose et se traduire par des convulsions ou de la tétanie. Chez les personnes âgées, la carence en vitamine D constitue un terrain favorable à la perte osseuse et donc à l’ostéoporose entraînant ainsi un risque plus important de chutes. Inversement, il n’est pas bon d’avoir un excès en vitamine D qui peut entraîner un taux élevé de calcium dans le sang (hypercalcémie), dans les urines (hypercalciurie) et favorise la formation de calculs rénaux. Une anorexie, des nausées et des vomissements peuvent également se développer lors d’une hypervitaminose D. Outre son rôle sur les os, il est clairement établi que la vitamine D a de multiples effets et ceci sur différents organes. En effet, il a été montré que le récepteur qui permet de lier la vitamine D et de permettre son action est présent dans de nombreux organes (cerveau, cœur, pancréas, tissu adipeux…). En accord avec cette découverte, il été montré qu’à long terme, un défaut d'apport en vitamine D pourrait favoriser le déclin des fonctions cognitives comme dans la maladie d’Alzheimer et le risque de survenue de certaines pathologies (cancers, maladies cardiaques et métaboliques).

Au niveau nerveux, la vitamine D est essentielle pour un développement harmonieux du cerveau. Dans un modèle murin (souris et rat), Il a été montré que des souriceaux issus de mères carencées en vitamine D avant et pendant la gestation présentaient des malformations du cerveaux et des ventricules, cavités qui contiennent le liquide céphalo-rachidien, plus larges. Les travaux des docteurs Eyles et Féron ont suggéré que ces défauts de développement du cerveau pourraient être imputables à une mauvaise communication (via les synapses) entre les neurones. Dans une autre série d’expériences menée chez des souris transgéniques qui ne produisent pas le récepteur de la vitamine D, il a été observé un défaut d’adaptation à un nouvel environnement comme dans des pathologies telles que l’autisme ou la schizophrénie. Pour faire écho à cette étude chez la souris, il a été montré que les personnes avec un déficit en vitamine D étaient environ 2 fois plus souvent schizophrène que ceux avec des taux normaux de vitamine D. Dans une étude parue en décembre 2018, des chercheurs ont montré que les bébés nés avec une carence en vitamine D avaient un risque plus élevé (44%) d’être diagnostiqués schizophrène à l’âge adulte. Par ailleurs, de nombreuses études épidémiologiques menées dans différents pays ont montré une association entre un faible taux sanguin de vitamine D et un déclin des fonctions cognitives plus importants chez les personnes âgées. De plus, il a été rapporté en 2014 que des faibles niveaux de vitamine D sont liés à des troubles de la mémoire et des fonctions exécutives comme l’organisation et la planification d’un travail ou encore la résolution d’un problème. L’ensemble de ces études laisse penser que la vitamine D pourrait jouer un rôle dans la maladie d’Alzheimer.

Des liens entre vitamine D et cancer ont également été rapportés par les chercheurs. En particulier, il a été montré sur des modèles cellulaires et animaux que la vitamine D diminuait et prévenait la progression tumorale. Chez l’Homme, plusieurs études épidémiologiques ont montré qu’un faible taux sanguin de vitamine D est associé à l’apparition du cancer colorectal, du sein et de la prostate. Ceci laisse penser que la vitamine D pourrait avoir une fonction « anti-cancéreuse ». Toutefois, des essais de prise de vitamine D n’ont malheureusement pas montré de résultats très concluants. Par exemple, un essai de très grande envergure (36 282 femmes), durant lequel les participantes ont été supplémentées en vitamine D et suivies durant 7 ans, a montré qu’un nombre similaire de femmes ont souffert d’un cancer colorectal.

Il a également été rapporté qu’une carence en vitamine D était associée à un risque plus important de maladies cardiovasculaires. Même si ce lien est encore ouvert à discussion et polémiques, des études épidémiologiques mais également de supplémentation ont montré que la vitamine D pourrait réduire le durcissement et le dysfonctionnement vasculaires qui contribuent aux troubles cardiovasculaires.

Les chercheurs se sont également intéressés aux rôles de la vitamines D dans les maladies métaboliques. Dans le cas du diabète de type 2, on pense que la vitamine D pourrait stimuler la sécrétion de l’insuline et améliorer aussi l’effet de cette hormone qui permet de diminuer la quantité de sucre dans le sang. Mais les avancées majeures concernent les liens entre la vitamine D et l’obésité. En effet, le tissu adipeux, impliqué dans la mise en place du surpoids et de l’obésité, est le site majeur de stockage de la vitamine D dans l’organisme. De plus, de nombreuses études ont rapporté de faible taux de calcidiol chez les personnes en surpoids ou obèses. L’ensemble de ces observations suggéraient que la vitamine D pourrait jouer un rôle dans la biologie du tissu adipeux. Cette hypothèse a été validée par de nombreux groupes dont celui du Dr Landrier à Marseille qui, à l’aide d’un modèle de souris sous un régime riche en graisse, a montré qu’une supplémentation en vitamine D réduit la prise de poids et la résistance à l’insuline observées dans ce modèle et ceci en limitant l’expansion du tissu adipeux. Des études de supplémentation en vitamine D chez des sujets obèses ou en surpoids ont montré une amélioration de la résistance à l’insuline sans toutefois diminuer de manière significative le poids. Néanmoins, le statut optimal en vitamine D chez la personne obèse ou en surpoids est essentiel compte tenu de l’impact d’une carence sur les paramètres métaboliques.  

La vitamine D est connue depuis plus d’un siècle pour son action antirachitique et c’est sur cette base qu’ont été définis les apports recommandés. Cependant, les résultats des études montrent un lien entre vitamine D et santé extra-squelettique et les observations indiquent des apports généralement insuffisants. De plus, de nombreuses études confirment que le statut en vitamine D doit être optimal pendant la grossesse tant pour la mère que l’enfant afin de prévenir certaines maladies nerveuses et métaboliques. Actuellement, les réflexions s’intensifient sur la nécessité de revoir les recommandations à la hausse pour la population générale mais également pour les femmes en âge de procréer.

Lourdes Mounien
Lourdes Mounien

Dr Lourdes Mounien est enseignant-chercheur à l'Université d'Aix-Marseille. Il mène ses recherches au sein du groupe 3M (Micronutriments et Maladies Métaboliques) dans l'équipe "Micronutrition Humaine" du Centre de recherche en CardioVasculaire et Nutrition (C2VN) de Marseille. Il est également membre actif de l'association ValBioMe.

Dr Lourdes Mounien est enseignant-chercheur à l'Université d'Aix-Marseille. Il mène ses recherches au sein du groupe 3M (Micronutriments et Maladies Métaboliques) dans l'équipe "Micronutrition Humaine" du Centre de recherche en CardioVasculaire et Nutrition (C2VN) de Marseille. Il est également membre actif de l'association ValBioMe.

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