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BTS diététique Vitamines hydrosolubles

Titulaire d'un doctorat en physiologie de la nutrition humaine et formateur en biologie et BTS diététique je vous invite ici à découvrir la structure, le rôle et les effets des vitamines hydrosolubles

1  sur  47
Franck Rencurel, 2019 1
Coenzymes
et
vitamines hydrosolubles
Franck Rencurel, PhD
BTS diététique
Franck Rencurel, 2019 2
La plupart des enzymes nécessitent pour leur activité la présence
d’un coenzyme ou d’un cofacteur (groupement prostéthique)
Un cofacteur peut-être un cation:
•Le zinc (Zn 2+) (aldolase, anhydrase carbonique)
•Le fer (Fe 2+) (cytochromes de la chaine respiratoire)
Magnesium (Mg 2+)
•Le calcium (Ca 2+) (lipase)
•Sélenium (Se 2+) (glutathion peroxydase)
Ces métaux contribuent à la stabilité de l’enzyme
Certains coenzymes prennent en charge un atome ou groupement
d’atomes pour les transférer sur le substrat (exemple NAD, FAD)
Généralités
Franck Rencurel, 2019 3
Les vitamines du groupe B
La vitamine B1 (Thiamine)
Thiamine pyrophosphate
Synthèse endogène intestinale mais
insuffisante pour couvrir les besoins
journaliers
Aliments d’origine végétale
(céréales, champignons)
Aliments d’origine animale
(viandes, produits laitiers)
Franck Rencurel, 2019 4
La vitamine B1 (Thiamine)
Absorption dans le grêle (duodénum et jéjunum). La TPP (thiamine
pyrophosphate) est déphosphorylée dans l’entérocytes puis
distribuée sous cette forme aux autres tissus où elle sera
phosphorylée (c’est sa forme active)
La vitamine B1 n’est pas stockée, apports journaliers
Elle est éliminée par les reins.(1mg/24h)
C’est un coenzyme de transfert (décarboxylation des acides a-
cétoniques, décarboxylation de certains AA).
La carence en Thiamine conduit au Béribéri (troubles nerveux,
circulatoires et intestinaux)
Franck Rencurel, 2019 5
La vitamine B1 (Thiamine)
Acide lipoïque
Pyruvate AcétylCoA
CoA-SH
CO2
NAD NADH, H+
Synthèse lipides
Glycolyse
Franck Rencurel, 2019 6
Extrêmement sensible à la chaleur en milieu humide , la cuisson
diminue la teneur de 10 à 40% , surtout en jetant l’eau de cuisson
(préferer la cuisson pilaf).
Besoins:
Dépendent du poids corporel, du niveau d’activité physique, de
l’intensité du métabolisme
.
En moyenne 330mg/1000 Kcal mais avec une marge de sécurité et
en cas de forte utilisation des glucides (sportifs),
les apports sont de 1,3 à 1,5mg/j et 1,8mg/j chez la femme enceinte
La vitamine B1 (Thiamine)

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  • 1. Franck Rencurel, 2019 1 Coenzymes et vitamines hydrosolubles Franck Rencurel, PhD BTS diététique
  • 2. Franck Rencurel, 2019 2 La plupart des enzymes nécessitent pour leur activité la présence d’un coenzyme ou d’un cofacteur (groupement prostéthique) Un cofacteur peut-être un cation: •Le zinc (Zn 2+) (aldolase, anhydrase carbonique) •Le fer (Fe 2+) (cytochromes de la chaine respiratoire) Magnesium (Mg 2+) •Le calcium (Ca 2+) (lipase) •Sélenium (Se 2+) (glutathion peroxydase) Ces métaux contribuent à la stabilité de l’enzyme Certains coenzymes prennent en charge un atome ou groupement d’atomes pour les transférer sur le substrat (exemple NAD, FAD) Généralités
  • 3. Franck Rencurel, 2019 3 Les vitamines du groupe B La vitamine B1 (Thiamine) Thiamine pyrophosphate Synthèse endogène intestinale mais insuffisante pour couvrir les besoins journaliers Aliments d’origine végétale (céréales, champignons) Aliments d’origine animale (viandes, produits laitiers)
  • 4. Franck Rencurel, 2019 4 La vitamine B1 (Thiamine) Absorption dans le grêle (duodénum et jéjunum). La TPP (thiamine pyrophosphate) est déphosphorylée dans l’entérocytes puis distribuée sous cette forme aux autres tissus où elle sera phosphorylée (c’est sa forme active) La vitamine B1 n’est pas stockée, apports journaliers Elle est éliminée par les reins.(1mg/24h) C’est un coenzyme de transfert (décarboxylation des acides a- cétoniques, décarboxylation de certains AA). La carence en Thiamine conduit au Béribéri (troubles nerveux, circulatoires et intestinaux)
  • 5. Franck Rencurel, 2019 5 La vitamine B1 (Thiamine) Acide lipoïque Pyruvate AcétylCoA CoA-SH CO2 NAD NADH, H+ Synthèse lipides Glycolyse
  • 6. Franck Rencurel, 2019 6 Extrêmement sensible à la chaleur en milieu humide , la cuisson diminue la teneur de 10 à 40% , surtout en jetant l’eau de cuisson (préferer la cuisson pilaf). Besoins: Dépendent du poids corporel, du niveau d’activité physique, de l’intensité du métabolisme . En moyenne 330mg/1000 Kcal mais avec une marge de sécurité et en cas de forte utilisation des glucides (sportifs), les apports sont de 1,3 à 1,5mg/j et 1,8mg/j chez la femme enceinte La vitamine B1 (Thiamine)
  • 7. Carences: Béribéri avec trois formes: Neurologique :fatigabilité, lourdeur des jambes, raideur musculaire (membres inférieurs puis mâchoire) flexion du pied (extenseur du pied atteint). Cardiopathique: Insuffisance cardiaque droite (répond bien à vitaminothérapie), œdémateuse suite à la forme cardiaque. La vitamine B1 (Thiamine) Franck Rencurel, 2019 7
  • 8. Besoins accrues de Thiamine en raison d’un métabolisme actif pour l’élimination de l’alcool. La personne alcoolique a aussi des déficits d’apports (alimentation plutôt riche et grasse). Troubles amnésiques, apathie, amaigrissement, atteinte de l’équilibre Selon la gravité, des injections intramusculaires seront nécessaires puis complémentation per os jusqu’à 250mg/j Café et alcool diminuent l’absorption intestinale La vitamine B1 (Thiamine) Franck Rencurel, 2019 8
  • 9. La vitamine B2 (Riboflavine) Résulte de la condensation d’une flavine et du ribitol d’où le nom riboflavine Flavine Ribitol Site de phosphorylation Site actif: accepteur de protons et d’électrons Franck Rencurel, 2019 9
  • 10. Franck Rencurel, 2019 10 La vitamine B2 (Riboflavine) La riboflavine entre aussi dans la composition de deux coenzymes d’oxydoréduction Le FAD (Flavine Adénine Dinucléotide, et le FMN (Flavine Mononucléotide) FMN: chaine respiratoire FAD: cycle de Krebs, Chaine respiratoire Catabolisme des AA
  • 11. NB: l’adjonction de riboflavine peut diminuer l’activité de certains antibiotiques (Streptomycine, Tétracycline érythromycine) La vitamine B2 (Riboflavine) Biosynthèse intestinale mais insuffisante pour couvrir les besoins Absorption dans la partie haute de l’intestin grêle (duodénum, jéjunum) , rapide (pic plasmatique en 90min). Capacité d’absorption maximum avec une dose optimum de 10 à 12mg. Besoins: 1,2 mg/j adulte, 1,5mg/j femme, 2 mg/j femme enceinte, 2,5 mg femme allaitante. Complémentation dans le cas de résection intestinale, d’insuffisance hépatique Franck Rencurel, 2019 11
  • 12. Sources: Principalement dans les aliments d’origine animale: les viandes: 2 à 4mg/100g ( bœuf surtout) Les farines de blé: 0.1 à 4 mg/100g Grains de blé: 3 à 5mg/100g Germes de blé: 1 à 4mg/100g Levure de boulanger: 2 à 3mg/100g Les champignons :1 mg/100g La vitamine B2 (Riboflavine) Les carences sont rares avec des symptômes peu spécifiques (problèmes cutanés, vomissements, nausée..) Franck Rencurel, 2019 12
  • 13. Franck Rencurel, 2019 13 La vitamine B2 (Riboflavine) Les formes libres FMN et FAD (non liées à une enzyme) sont mieux absorbées. Dans l’entérocyte la vitamine B2 est phosphorylée en FMN Transport plasmatique liée à l’albumine ou aux hématies. La cellule acceptrice phosphorylera le FMN en FAD, la forme principale utilisée par la cellule (80% de la vit B2 sous cette forme dans l’organisme) La biosynthèse de FAD est sous le contrôle de l’hormone thyroïdienne (++) Le cœur, le foie, les reins peuvent contenir suffisamment de Vitamine B2 pour 2 semaines
  • 14. Franck Rencurel, 2019 14 Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique (niacine) La vitamine B3 existe sous deux formes: l’acide nicotinique et le nicotinamide NicotinamideAcide nicotinique
  • 15. Franck Rencurel, 2019 15 Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique (niacine) Le nicotinamide entre dans la composition de deux coenzymes d’oxydoréduction très importants: le NAD et le NADP NADP
  • 16. Franck Rencurel, 2019 16 Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique (niacine) Synthèse endogène possible mais dépendante du Tryptophane, un AA essentiel (apport alimentaire obligatoire). Synthèse qui ne couvre pas les besoins. Dans l’alimentation, surtout présente sous forme de NAD et NADP. Ces formes coenzymatiques sont hydrolysées (enzymes digestives) pour pouvoir être absorbées par l’intestin grêle (tout). Le transport plasmatique se fait grâce aux hématies. Le NAD et FAD sont transformés dans le cytosol ou la matrice intracellulaire dans toutes les cellules La transformation du Tryptophane en NAD nécessite de la vitamine B6 (pyridoxine) On estime que 60mg de tryptophane permet d’obtenir 1mg de NAD (noté parfois 1 équivalent niacine)
  • 17. Sources: fruits et légumes, viandes et poissons Levure de bière fraiche: 36 mg/100g Thon rouge en boite: 10 mg/100g Bœuf: 5mg/100g Cacahuètes: 16mg/100g Riz non décortiqué: 5mg/100g Noisettes:5mg/100g Petits pois frais: 2mg/100g Lentilles:2mg/100g Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique (niacine) Franck Rencurel, 2019 17
  • 18. Franck Rencurel, 2019 18 Carences: La pellagre fréquente chez les mangeurs exclusifs de céréales comme le maïs, sorgho, millet (Afrique et Inde). Erythèmes cutanés, desquamation, peau sèche: traitement par dose orale de 100 à 500mg. Le millet riche en leucine qui augmente l’élimination urinaire de la vitB3 Carence fréquente chez l’alcoolique mais souvent associée à d’autres carences vitaminiques. Même si le foie et les muscles en sont riches, il n’y a pas de stockage réel. Elimination par les reins. Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique (niacine)
  • 19. Vitamine B5 (Acide pantothénique) b-alanineAcide pantoîque Acide pantothénique Entre dans la composition du Coenzyme A (noté CoA-SH) qui est un coenzyme de transfert Franck Rencurel, 2019 19
  • 20. Vitamine B5 (Acide pantothénique) Le Coenzyme A correspond à l’association entre une molécule d’acide pantothénique, d’un ATP et d’une cystéamine (cystéine décarboxylée) (CoA-SH) Cystéamine Fonction Thiol Franck Rencurel, 2019 20
  • 21. Franck Rencurel, 2019 21 Vitamine B5 (Acide pantothénique) La fonction Thiol peut se condenser avec un substrat, souvent une fonction carboxyl pour former une liaison Thioester fortement énergétique. Notez également que l’un des 3 P de l’ATP est isolé des 2 autres Liaisons Liaison thioester possible ici
  • 22. Franck Rencurel, 2019 22 Vitamine B5 (Acide pantothénique) La vitamine B5 est présente dans l’alimentation (Foie, viandes, céréales, jaune d’œuf) sous la forme de CoA-SH. Une hydrolyse est nécessaire pour libérer l’acide pantothénique et permettre son transport (actif) dans l’intestin grêle. L’Ac. Pantothénique est distribué aux tissus (voie plasmatique) sous forme libre puis transformé en CoA-SH dans le cytosol et matrice mitochondriale des cellules utilisatrices. Le CoA-SH ne franchit pas les membranes. Pas de stockage possible Elimination par les urines sous forme libre
  • 23. Pas de carence connue car présente dans tous les aliments Les besoins de 7 à 10 mg/j sont facilement couverts par une alimentation «normale». Les rares cas de carences sont révélateurs d’un état de dénutrition globale Utilisé aussi dans le traitement des escarres, ulcères variqueux, affections ORL, entérocolites (200mg à 1g/j) Vitamine B5 (Acide pantothénique) Franck Rencurel, 2019 23
  • 24. Vitamine B6 (Pyridoxine) Le terme vitamine B6 regroupe 3 formes vitaminiques: la pyridoxine, Le pyridoxal et la pyridoxamine. La vitamine B6 joue le rôle de Coenzyme de transfert sous la forme de phosphate de pyridoxal Pyridoxal phosphate Franck Rencurel, 2019 24
  • 25. Intervient dans la synthèse protéique et métabolisme des AA transamination). Les besoins vont donc dépendre de la quantité de protéines dans la ration. Pour une ration comportant 100g de protéines les besoins sont estimés à 1,25mg. La dose recommandée est de 2mg/24h Rappel: La vitamine B6 est indispensable à la transformation du tryptophane en acide nicotinique (vit B3). Vitamine B6 (Pyridoxine) Franck Rencurel, 2019 25
  • 26. Franck Rencurel, 2019 26 Source: végétaux (céréales, légumineuses, fruits..) sous forme de pyridoxamine, moins bien absorbée que la forme phosphate de pyridoxal majoritairement présente dans les aliments d’origine animale (viande, poisson, oeufs)..) Absorption au niveau du jéjunum sous forme déphosphorylée. Vitamine B6 (Pyridoxine)
  • 27. Carences: Œstrogènes, la pilule, interfèrent avec l’absorption intestinale. Une inflammation, maladie infectieuse activant le système immunitaire est consommatrice de vitamine B6 Maladie congénitale du cycle de l’homocystéine (voir vitB9), l’apport en vitamine B6 (500mg/j) améliore le traitement. L’administration de vit B6 est déconseillée lors d’un traitement de Parkinson avec Levodopa. La pyridoxine stimule la transformation périphérique de lévodopa en dopamine diminuant ainsi les quantité disponibles pour le cerveau. Ceci dès 10mg/j! Vitamine B6 (Pyridoxine) Franck Rencurel, 2019 27
  • 28. Vitamine B8 (Biotine) Site de fixation À l’enzyme Liaison à une lysine Site actif Synthèse endogène possible (flore intestinale) mais insuffisante Apports alimentaires nécessaires Coenzyme de transfert du CO2 pour les réaction de carboxylation Exemple anhydrase carbonique Franck Rencurel, 2019 28
  • 29. Franck Rencurel, 2019 29 La liaison de la Biotine à l’enzyme par une lysine donne la forme active appelée aussi Biocytine Vitamine B8 (Biotine)
  • 30. Franck Rencurel, 2019 30 Vitamine B8 (Biotine) Exemple de la pyruvate carboxylase Enzyme mitochondriale catalysant La carboxylation du pyruvate. Néoglucogenèse Navette citrate/ malate/pyruvate dans La biosynthèse des acides gras
  • 31. Franck Rencurel, 2019 31 Vitamine B8 (Biotine) Sources: •Les œufs, levure de bière, gelée royale sont les plus riches en biotine •Carences inexistantes ou marginales. •Les besoins de 150 à 300mg/j largement couverts par l’alimentation •Le tabac diminuerait son absorption Compétition avec la vitamine B5 dans l’absorption intestinale
  • 32. La vitamine B9 (acide folique) Acide glutamique (glutamate) Ptéridine Acide para-aminobenzoïque La vitamine B9 donne naissance à de nombreux dérivés regroupés sous le nom de Folates. Elle peut contenir plusieurs résidus glutamate: Acide folique polyglutamate. C’est sous cette forme qu’on la retrouve dans l’alimentation Franck Rencurel, 2019 32
  • 33. Franck Rencurel, 2019 33 La vitamine B9 (acide folique) Absorption Absorption au niveau du jéjunum sous forme d’acide folique monoglutamate. Protéases digestives hydrolysent les résidus d’acide glutamique. Dans le foie, la vitamine B9 est transformée en tétrahydrofolate, sa forme active. Stockage hépatique permettant des réserves d’environs 3 mois
  • 34. Franck Rencurel, 2019 34 Forme synthétique Forme active++ L-5-methyl-tetrahydrofolate est la forme de transport vers les tissus et la forme Biologiquement active Forme active La vitamine B9 (acide folique)
  • 35. Franck Rencurel, 2019 35 Transport intestinale des différentes formes de vitamine B9 Seuls l’acide folique et le tétrahydrofolates sont transportés vers le sang Entérocyte Lumière intestinale Plasma
  • 36. Mode d’action de la Vit B9 (acide folique) Exemple: Voie de Synthèse de methionine. Carence en Vit B9 ou Vit B12 homocysteine s’accumule. . Homocysteine fortement suspectée comme facteur de risque dans Alzheimer et Parkinson, sénilité, risques cardiovasculaires, retards mentaux chez l’enfant Homocystéine: Produit de la dégradation des protéines animales. Franck Rencurel, 2019 36
  • 37. Apports journaliers Recommandés (AJR): 200mg/j en Europe Apports bénéfiques: 350-400 mg/j voir 800mg/j chez la femme enceinte Note: une carence en Vita B9 chez la femme enceinte augmente les risques de « spina bifida » et bec de lièvre (voute palatine non fermée) Sources: Principalement les légumes verts, les fruits secs. L’activité des bactéries intestinales contribue à la synthèse de vitamine B9. Ces aliments couvrent 40 à 100% des AJR pour 100g. La vitamine B9 (acide folique) Franck Rencurel, 2019 37
  • 38. Carence en Vitamine B9: Spina bifida: défaut dans la formation du tube neural, formation incomplète des os de la colonne vertébrale. Fente labio-palatine (bec de lièvre) Naissances prématurée, Pré éclampsie, anémie Franck Rencurel, 2019 38
  • 39. Franck Rencurel, 2019 39 Vitamine B12 (Cobalamine) Formule brute : C63 H88 O14 N14 P Co Structure trop complexe pour figurer ici!. Son nom vient de la présence de Cobalt Au cœur de sa structure. C’est la vitamine d’origine animale par excellence. On peut en trouver dans certaines Algues (spiruline) mais de structure différente et d’absorption moins bonne. Synthèse par la flore intestinale mais non absorbée. L’absorption se fait grâce à l’acidité gastrique qui libère la Vita B12 associée aux enzymes contenues dans les aliments Note: Une alcalinisation de la lumière gastrique (âge, antiacides) Diminue l’absorption de la vitamine B12 (voir suite cours). Elimination par la voie biliaire dans les fèces, existence d’un cycle entéro-hépatique(voir cholestérol et cours digestion)
  • 40. Franck Rencurel, 2019 40 Vitamine B12 (Cobalamine) Absorption: L’acide chloridrique (HCL) libéré par les cellules pariétales de l’estomac ainsi que la pepsine, libèrent la vitamine B12 liée, provenant des aliments. Pour ne pas être dégradée, elle est prise en charge dans l’estomac par une protéine, le facteur intrinsèque, synthétisé par la musqueuse gastrique (cellules pariétales) La dissociation Facteur intrinsèque-cobalamine se fait dans le grêle grâce à la trypsine pour permettre son passage dans l’entérocyte Transport plasmatique liée à la transcobalamine. Stockage hépatique, réserves importantes, de l’ordre de l’année
  • 42. Franck Rencurel, 2019 42 Vitamine B12 (Cobalamine) C’est un coenzyme de transfert dans les réactions de méthylation et d’isomérisation. Elle intervient dans la synthèse de l’ADN Intervient dans la maturation des hématies. Les carences se caractérisent par des troubles hématologiques, nerveux (perte de sensibilité) Et troubles associé à la Vit B9 (sénilité, cancer du colon..)
  • 43. Franck Rencurel, 2019 43 Vitamine C (Acide ascorbique) La vitamine C existe sous deux formes: oxydée et réduite ce qui lui confère des propriétés antioxydantes. Elle est absorbée dans l’Iléon par un transport actif. Pas de stockage possible Élimination dans les urines. C’est un Coenzyme d’oxydoréduction et d’hydroxylation
  • 44. 2 kiwis= 50 à 100 mg 1 orange=50 mg 1 pomme de terre=20mg. Vitamine C (Acide ascorbique) Sources: surtout dans les végétaux, fruits (agrumes) mais aussi en faible quantité dans le foie. Instable à la chaleur, à la lumière et à l’air (oxygène) Besoins: 10mg/j suffisent à prévenir le scorbut 60 à 80mg/j chez l’adulte en bonne santé 120mg/j chez le fumeur ou le sportif Franck Rencurel, 2019 44
  • 45. Building kinetic models for determining vitamin C content in fresh jujube and predicting its shelf life based on near- infrared spectroscopy. Hu Y, Liu C, Hao Q, Zhang Q, He Y. Sensors (Basel). 2013 Nov 15;13(11): Conservation des fruits à température ambiante Franck Rencurel, 2019 45
  • 46. Franck Rencurel, 2019 46 Vitamine C (Acide ascorbique) La vitamine C intervient dans : •La synthèse de collagène (hydroxylation des résidus lysine en proline Procollagènecollagène) •Synthèse des catécholamines à partir de la phenylalanine ou de la tyrosine •Synthèse de carnitine (à partir de la lysine) transport des acyl-CoA à travers La membrane mitochondriale •Activité des Cytochromes P450 (detoxication, synthèse de cholestérol) •Absorption du fer en réduisant le fer ferrique (Fe3+) en fer ferreux (Fe2+) assimilable Et seul présent dans le noyau d’hémoglobine •Effet antiradicalaire en piégeant les radicaux libres (liaisons)