Métabolisme intracellulaire des vitamines

Jean-François Benoist

Description

Les vitamines sont de petites molécules organiques nécessaires au bon fonctionnement du métabolisme des êtres vivants au travers de leur transformation en molécules actives : les co-enzymes. De nombreuses enzymes (apoenzymes) ne sont actives qu’après association avec leur coenzyme spécifique pour donner la forme active, l’holoenzyme. La majorité des vitamines et notamment toutes celles du groupe B sont à l’origine de co-enzymes, cependant elles ne sont pas ou insuffisamment synthétisées par l’Homme. Nous sommes donc dépendants de la qualité de notre alimentation pour le bon fonctionnement de notre métabolisme. En revanche, l’organisme possède tout l’équipement enzymatique nécessaire à la transformation des vitamines en co-enzymes actives.

Informations

• Publié par: Editions du Traité de Médecine
• Date de parution: 01 janvier 2020
• Nombre de lectures: 2
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

1

Génétique et maladies métaboliques

Chapitre S24P02C03

Métabolisme intracellulaire des vitamines

J EAN -F RANÇOIS B ENOIST

Bases de la vitamino-sensibilité

060 0

3 0 -C 2 0 P - 4 2 S

Les vitamines sont de petites molécules organiques nécessaires au bon fonctionnement du métabolisme des êtres vivants au travers de leur transformation en molécules actives : les co-enzymes. De nombreuses enzymes (apoenzymes) ne sont actives qu’après association avec leur co- enzyme spécifique pour donner la forme active, l’holoenzyme. La majo- rité des vitamines et notamment toutes celles du groupe B sont à l’ori- gine de co-enzymes, cependant elles ne sont pas ou insuffisamment synthétisées par l’Homme. Nous sommes donc dépendants de la qualité de notre alimentation pour le bon fonctionnement de notre métabo- lisme. En revanche, l’organisme possède tout l’équipement enzymatique nécessaire à la transformation des vitamines en co-enzymes actives. Il existe quatre mécanismes pour expliquer la sensibilité aux vita- mines de certaines maladies : – une carence d’apport vitaminique par régime déséquilibré ; – un déficit d’absorption ou de transformation des vitamines en co- enzymes ; – un déficit secondaire en co-enzyme par chélation de la vitamine ou du co-enzyme par une molécule qui s’accumule de façon anormale suite à un déficit sur une voie métabolique autre ; – des mutations de l’apoenzyme qui affectent l’affinité de l’enzyme pour son co-enzyme ou bien qui la rendent moins stable en absence de co- enzyme. Si la carence d’apport est facilement corrigée par une administration orale de la vitamine concernée aux doses journalières recommandées, en revanche, pour les autres mécanismes évoqués, le recours à des doses pharmacologiques et le plus souvent administrées par voie parentérale est la règle. Dans ce chapitre, nous n’aborderons pas les carences d’apport, faci- lement diagnostiquées par le dosage sanguin de la vitamine, pour nous limiter aux autres causes dans lesquelles les concentrations circulantes en vitamines sont généralement normales. Ces pathologies sont toute- fois importantes à reconnaître car sévères, mais traitables, avec des améliorations parfois spectaculaires.

Vitamine B ou thiamine 1

La thiamine est absorbée au niveau de l’épithélium digestif après hydrolyse de la forme phosphorylée apportée par l’alimentation ou produite par la flore intestinale. L’absorption, qui se fait grâce à deux transporteurs spécifiques (hTHTR1 et hTHTR2), est régulée par les concentrations circulantes en thiamine. La forme active est la thiamine di-phosphorylée ou thiamine pyrophosphate (TPP) produite par l’action de la thiamine pyrophosphokinase. Le TPP est la co-enzyme de la sous-unité E1 des déshydrogénases des-cétoacides (pyruvate

S24P02C03

déshydrogénase (PDH),-cétoglutarate déshydrogénase (CGDH) et déshydrogénase des acides aminés branchés (BCKDH)). C’est éga- lement la co-enzyme de la transcétolase, enzyme de la voie des pentoses phosphates, impliqué dans la production du ribose-5P. Les consé- quences biologiques attendues d’un défaut de TPP sont par consé- quent une acidose lactique, une anémie par défaut de production de nucléotides et une tendance à l’hyperglycémie. La cause la plus fré- quente du dysfonctionnement de ces enzymes est la carence induite par l’alimentation parentérale non supplémentée. En effet, les réserves en thiamine sont faibles et la carence peut rapidement se constituer. Par conséquent, cette vitamine doit impérativement être apportée en cas de nutrition parentérale prolongée, au risque de voir se développer une encéphalopathie brutale avec acidose lactique.

Anomalies des enzymes thiamine-dépendantes[4, 2]

Il n’existe pratiquement pas de déficits en PDH ou de leucinoses (déficit en BCKDH) qui soient sensibles à la thiamine. Ces formes exceptionnelles sont dues à des mutations de la sous-unité E1 entraî- nant une diminution d’affinité de l’enzyme pour sa co-enzyme.

Anémie mégaloblastique thiamine-sensible (syndrome de Rogers)

C’est un syndrome caractérisé par une triade associant : (i) une anémie mégaloblastique, survenant entre l’âge d’un an et l’adolescence, suspectée devant une moelle mégaloblastique avec sidéroblastes en couronne et répondant au traitement par la thiamine (25 à 75 mg/kg/j), (ii) un dia- bète insulino-dépendant et (iii) une surdité neurosensorielle. La patholo- gie est due à des mutations sur le gèneSLC19A2qui code le transporteur membranaire hTHTR1.

Encéphalopathie biotine/thiamine-sensible

Il s’agit d’une encéphalopathie progressive polymorphe avec lésions de la substance blanche et des noyaux gris centraux. Elle peut se présenter par une dystonie, une ataxie, une quadriparésie et une épilepsie pouvant sur- venir à tout âge. C’est une pathologie sensible à la biotine et davantage encore au traitement associant la biotine (5 à 10 mg/kg/j) et la thiamine (100 à 400 mg/j). Elle est due à des mutations du gèneSLC19A3qui code le transporteur membranaire de la thiamine, hTHTR2. Le mécanisme d’action de la biotine dans cette pathologie est encore mal connu, on sup- pose qu’elle régule l’expression de hTHTR2.

Déficit en thiamine pyrophosphate kinase (TPK)

Seuls quelques cas, tous pédiatriques, de déficit en TPK ont été décrits à ce jour. Tous ont présenté des épisodes aigus d’atteintes neurologiques avec hyperlactacidémie et excrétion d’-cétoglutarate. Cette pathologie semblerait sensible à de fortes doses de thiamine. Ces cas ont été identifiés par un défaut d’oxydation du pyruvate sen- sible in vitro au TPP et confirmés par l’étude du gèneTPK1.

Vitamine B ou riboflavine 2

La riboflavine est à l’origine de deux co-enzymes flaviniques : la flavine mononucléotide (FMN) et la flavine adénine dinucléotide