BTS diététique Vitamines hydrosolubles

Franck Rencurel, 2019 1
Coenzymes
et
vitamines hydrosolubles
Franck Rencurel, PhD
BTS diététique

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

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)

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)

Acide lipoïque
Pyruvate AcétylCoA
CoA-SH
CO2
NAD NADH, H+
Synthèse lipides
Glycolyse

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

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.

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 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

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

NB: l’adjonction de riboflavine peut diminuer l’activité de certains
antibiotiques (Streptomycine, Tétracycline érythromycine)
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

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
Les carences sont rares avec des symptômes peu
spécifiques (problèmes cutanés, vomissements,
nausée..)

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

Vitamine B3 ou Vitamine PP ou acide nicotinique
(niacine)
La vitamine B3 existe sous deux formes: l’acide
nicotinique et le nicotinamide
NicotinamideAcide nicotinique

(niacine)
Le nicotinamide entre dans la composition de deux coenzymes
d’oxydoréduction très importants: le NAD et le NADP
NADP

(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)

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
(niacine)

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.
(niacine)

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

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

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

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

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 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

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).

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.

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 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

La liaison de la Biotine à l’enzyme
par une lysine donne la forme
active appelée aussi Biocytine

Exemple de la pyruvate carboxylase
Enzyme mitochondriale catalysant
La carboxylation du pyruvate.
Néoglucogenèse
Navette citrate/ malate/pyruvate dans
La biosynthèse des acides gras

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

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

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

Forme synthétique
Forme active++
L-5-methyl-tetrahydrofolate est la forme de transport vers les
tissus et la forme Biologiquement active
Forme active

Transport intestinale des différentes formes de vitamine B9
Seuls l’acide folique et le tétrahydrofolates sont transportés vers le sang
Entérocyte
Lumière intestinale Plasma

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.

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.

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

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)

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

B12
+
Transcobalamine
Estomac
+
Facteur
intrinsèque
B12
B12
Duodenum
Récepteur
membranaire
FI
FI
dégradé
Lysosomes
B12
MRP1Iléon
Absorption Vit B12

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..)

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

2 kiwis= 50 à 100 mg
1 orange=50 mg
1 pomme de terre=20mg.
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

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

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)

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