BIEN SE NOURRIR EN AFRIQUE

BIEN SE NOURRIR EN AFRIQUE

Menu

Vitamines

1 Présentation générale

Les organismes animaux ne sont pas capables de synthétiser certains composés organiques qui cependant entrent dans leur constitutuion. Ils doivent se les procurer tels quels. C'est le cas des acides aminés essentiels, des acides gras essentiels, mais aussi d'une série de substances qui, ingérées en très faibles quantités, guérissent d'une manière spectaculaire, comme « magique », des maladies incurables autrement. Par exemple on connaît depuis des décennies l'effet de la thiamine B1 pour guérir un béribéri, ou la prévention du scorbut en ingérant de l'acide ascorbique C. On a donné à ces substances « miracles » le nom évocateur de « vitamines ». Elles ne sont pour la plupart pas synthétisables par les organismes animaux ou par les micro-organismes. Elles proviennent soit du règne végétal, soit de tissus d'animaux qui se nourrissant de végétaux, les ont accumulées dans leurs cellules. Leur durée de vie est longue, et quand elles sont en excès, elles sont éliminées par les reins.
Du point de vue de leur composition chimique, on ne peut pas établir une classification méthodique. Le seul point commun dans leurs formules est la présence de carbones cycliques associés à des chaînes carbonées, à l'exception de l'acide ascorbique dont la formule ressemble à celle d'un glucide.
La physiologie des végétaux est complexe. La séve élaborée dans les feuilles au cours de la photosynthèse irrigue les différentes parties de la plante. Les substances de réserve s'accumulent dans les graines, les rhizomes et les tubercules sous forme de glucides et d'huiles. Les premiers sont solubles dans l'eau, les seconds sont insolubles. On établit ainsi la distinction entre substances hydrophiles et substances hydrophobes. Les vitamines n'échappent pas à cette différence, ce qui permet de les classer en vitamines hydrosolubles et vitamines liposolubles.
Tous les composés nécessaires à la germination des graines, puis à la croissance des plantules se trouvent rassemblés dans les graines et les bourgeons. Parmi ces composés, les hormones et les vitamines sont des micro-constituants indispensables qui ont des fonctions dans nombre de réactions du métabolisme.
Il en va de même dans le règne animal. Les vitamines sont indispensables pour stimuler les divisions cellulaires et la croissance des tissus, plus particulièrement chez les organismes jeunes. La croissance est maximale lorsque le régime alimentaire est équilibré. En alimentation animale, on optimise les rations alimentaires en ajoutant des compléments vitaminés dosés et équilibrés, pour répondre aux besoin de chaque espèce, aux différentes étapes et circonstances de la vie (exemple : poussins, poules pondeuses, poulet de chair). En alimentation humaine, les laboratoires proposent des vitamines en comprimés, gelules, et des industriels en incorporent dans des boissons, des biscuits, etc.
Le premier signe apparent d'une carence en vitamine est l'arrêt de la croissance. Elle apparaît très rapidement chez un nourrisson ou un jeune enfant, beaucoup plus lentement chez un adulte, et encore moins chez une personne âgée, au point de passer inaperçue par le médecin traitant. Lorsqu'une carence dure, une maladie peut apparaître. C'est en étudiant expérimentalement les effets des carences chez des rats en laboratoire, ou sur des cultures microbiennes, que l'on a pu identifier avec certitude leur impact sur la santé. La réintroduction de la vitamine étudiée fait disparaître les symptômes de la carence. Exemples : le béri-béri guéri par la vitamine B1, le scorbut par la vitamine C, le rachitisme par la vitamine D, la xérophtalmie par la vitamine A. En général les multicarences en vitamines génèrent de la malnutrition pouvant aller jusqu'à la dénutrition. La consommation excessive d'aliments appauvris en vitamines (riz poli, pain très blanc, graisses et huiles raffinées, etc.) peut être une cause de malnutrition.

2 Vitamines liposolubles

Vitamine A (rétinol)
La couleur rouge des tomates et de nombreux autres fruits est due à la présence de lycopène, composé de 2 cycles à 6 atomes de carbone reliés par une chaîne de 22 atomes de carbone, avec un certain nombre de doubles liaisons. Dans le même groupe de pigments végétaux se trouve le colorant des carottes, le carotène. Du fait de la présence des doubles liaisons, ces composés ont la propriété de capter l'oxygène de l'air, ce sont des antioxydants. Ces pigments accompagnent la chlorophylle et la xanthophylle des feuilles vertes et on les trouve dans un grand nombre de fleurs et de fruits, ainsi que chez les animaux, dans le lait, les graisses, le sérum sanguin.
Le carotène C40-H56-O possède 3 isomères selon la position des doubles liaisons, désignées par des lettres grecques. L'organisme des animaux peut réaliser la scission enzymatique du carotène β en rétinol C20-H-30-O , reconnu en 1928 par H. von Euler comme facteur de croissance indispensable, la vitamine A.
Le rétinol possède au bout de sa chaîne carbonée une fonction alcool qui par réduction donne le rétinal, pigment de la rétine oculaire, et par oxydation l'acide rétinoïque, qui, aux côté des hormones, agit directement sur les noyaux cellulaires au niveau de l'ADN dans la transcription des gènes. Ceci explique l'importance de la vitamine A en tant que facteur de croissance, et son rôle dans la vision nocturne. Le rétinol est stocké dans le foie, sous forme de palmitate (de l'acide palmitique, acide gras combiné à la fonction alcool du rétinol pour former un ester de formule C36-H60-O2). L'acide rétinoïque est aussi présent dans les tissus osseux et conjonctifs.
Les dosage du rétinol et du carotène se font par chromatographie (49). On trouvera encore dans des textes anciens les teneurs en vitamine A exprimées en Unités Internationales (U.I.), alors que les dosages étaient effectués par des expérimentations sur des lots de rats de laboratoire suivant des protocoles normalisés. Les correspondances entre les résultats analytiques et biologiques sont les suivantes: 1 équivalent Rétinol (ER) = 1 micro-gramme (μg) = 3,3 U.I. = 6 micro-grammes (μg) de β carotène.
Le besoin journalier en vitamine A va , selon lâge, le sexe, de 0,35 milligramme (mg) par jour pour un nourrisson à 1 mg/jour pour un adulte. Le foie, le lait, les œufs sont parmi les principales sources de rétinol, tandis que le carotène est principalement fourni par les légumes et les fruits.

Vitamine D (calciférols)
On a d'affecté une lettre mauscule à chaque découverte d'une vitamine. Aprés les vitamines A,B,C, il y eut celle de la vitamine D pour désigner une série de facteurs de croissance extraits de végétaux, comme l'ergostérol , ou d'huiles animales, comme le calciférol dérivé du cholestérol (50) (Lipides-5, Figure 39). Le corps humain effectue la synthèse de la vitamine D par exposition d'environ 1/2 heure par jour, pas plus, aux rayons solaires.
La vitamine D accroît l'absorption du calcium et du phosphore au cours de la digestion. Elle modifie la perméabilité des membranes cellulaires en compétition avec les acides gras essentiels. La carence en vitamine D produit une non calcification des cartilages conduisant à des déformations osseuses et au rachitisme chez les enfants, à l'ostéosprose chez les personnes âgées. L'excès de vitamine peut provoquer de l'hypertension, de l'athérose, de l'insuffisance rénale.
Le besoin quotidien est de 20 à 25 microgrammes (μg) /jour chez les nourrissons, en moyenne 10 μg/jour pour les autres catégories de personnes.
Les principales sources de vitamine D sont les huiles de foie ou de chair de poissons gras, le jaune d'œuf, le lait entier.

Vitamine E
Les « tocophérols » extraits de l'huile de germe de blé ont une activité vitaminique. De formules globales C29-H50-O2 et C29-H48-O2 , ils comportent des cycles carbonés associés à une chaîne carbonée. On les regroupe sous le nom de « vitamine E ».
Les tocophérols peuvent absorber de l'oxygène et éviter l'oxydation des acides gras essentiels et de la vitamine C.
Le besoin quotidien de l'homme adulte est d'environ 10 milligrammes. Les principales sources sont les céréales, le foie, les œufs, les huiles de tournesol, colza, arachide, soja, pépins de raisin. L'huile de germe de blé largement commercialisée est recommandée en cosmétologie pour ses actions bienfaisantes sur la peau.

Vitamine K
La vitamine K regroupe plusieurs facteurs participant à la coagulation du sang. Ce sont, comme les vitamines D et E, des composés à cycles carbonés associés à une chaîne latérale carbonée.
La vitamine K est indispensable dans la synthèse d'une protéine, la prothrombine produite dans le foie et transférée dans le plasma sanguin où elle est maintient la formation des caillots en cas d'hémorragie. Elle a aussi un rôle, comme la vitamine D, dans la fixation du calcium dans les os.
Le besoin journalier de l'homme adulte est de 45 à 50 microgrammes. La flore bactérienne du gros intestin produit jusqu'à 80 % du besoin, ce qui ne veut pas dire que 80 % de la production est absorbée. Les quantités manquantes doivent être apportées par l'alimentation, les légumes verts, la viande, le foie.
Les nourrissons ont besoin de 5 à 10 microgramme/jour, mais avant 6 mois leur flore intestinale n'assure pas ce besoin. Il y a un risque de carence. On la prévient en apportant de la vitamine K dans les aliments du premier âge.

3 Vitamines hydrosolubles

Les vitamines du groupe B renferment un ou plusieurs cycles carbonés sur lesquels sont greffées des fonctions alcool, ou des fonctions acide qui leur confèrent la propriété de solubilité dans les milieux aqueux.

Vitamine B1
Elle porte le nom de « thiamine » qui évoque la présence de soufre (du grec « thios ») et d'azote aminé dans sa formule. Elle est porteuse d'une fonction alcool.
La carence en cette vitamine a été depuis longtemps reconnue comme responsable du béri-béri, maladie autrfois répandue en Inde et caractérisée par des œdèmes, et des troubles cardiaques et nerveux.
Elle a un rôle essentiel dans le métabolisme des glucides, lors de la transition entre le pyruvate et le cycle de Krebs. (Glucides-3, Figure 44).
Le besoin journalier de l'homme adulte est de 1,3 milligramme. Les principales sources sont les téguments des céréales (d'où la recommandation de consommer du pain gris, du riz non blanchi, des céréales non décortiquées), les légumes secs, les œufs, les viandes.

Vitamines B2
On regroupe sous le nom de « riboflavines » un ensemble de plusieurs vitamines :
-La vitamine B2 intervient comme co-facteur dans les transferts d'hydrogène (cf Glucides 4, Figure 32). Besoin journalier de l'homme adulte : 1,8 milligramme.Principales sources : le lait, les œufs.
-L'acide folique sous la forme « folate », vitamine B9, participe à la synthèse des acides nucléiques (cf Acides nucléiques 3). Sa carence perturbe la croissance des cellules, déterminant des symptômes d'anémie .Ce risque menace particulièrement les femmes enceintes, pouvant entraîner la mort du bébé, au point que certains médecins la prescrivent systématiquement au début de la grossesse. Le besoin des femmes enceintes est de 0,4 milligrammes/jour, nettement plus élevé que celui des hommes adultes (0,3 milligrammes/jour). La vitamine B9 est présente dans tous les légumes frais, et dans le foie des animaux de boucherie.
-Le nicotinate et la nicotinamide (en anglais niacine) présentent un cycle à 5 atomes de carbone plus un atome d'azote, et une chaîne latérale carbonée. On les regroupe sous le nom de vitamine B3 ou PP.Leur rôle est fondamental dans les transferts d'hydrogène (cf Glucides 4, Figure 32). La carence est responsable de la pellagre, manifestée par des lésions cutanées accompagnées de troubles digestifs et de dépression.Le besoin journalier de l'homme adulte est de 20 milligrammes. La vitamine B3 se trouve dans la viande, les fruits et les légumes.
-Le panthoténate, vitamine B5, est un précurseur du coenzyme A. Trés répandu dans la nature. Besoin journalier de l'homme adulte : 7 milligrammes. Les risques de carence sont très faibles.
-Le pyridoxal, vitamine B6, regroupe des coenzymes importants pour le métabolisme des acides aminés. Besoin journalier de l'homme adulte : 2 milligrammes. La vitamine se trouve dans les viandes, le foie, les écorces des céréales. La carence est rare.
-La cobalamine, vitamine B12, est exclusivement d'origine microbienne. Elle n'est absorbée au niveau de l'intestin grêle que si elle est protégée de l'acidité du suc digestif par une protéine secrétée par la muqueuse de l'estomac. Sa structure biochimique est extrêmement complexe. C'est le seul composé du vivant comportant un atome de cobalt. Elle est un coenzyme dans les transferts du groupement méthyl -CH3. Besoin journalier de l'homme adulte : 2 microgrammes. La carence est rare car la vitamine peut être stockée dans le foie pour une durée de plusieurs mois. La carence provoque une anémie due à une altération de la formation des globules rouges. Les sources de B12 sont le foie, les viandes, le lait, les œufs.
-Vitamine C, l'acide ascorbique est un remède contre le scorbut, maladie handicapante qui affecte les personnes privées de fruits et de légumes verts. Il est abondant dans les agrumes, le cassis, et dans diverses variétés de choux. En solution, la vitamine C est très sensible à l'oxygène de l'air et à la chaleur.
La vitamine C est cristallisable à l'état pur. On peut réaliser sa synthèse chimique. Sa structure (Figure 59,ci-dessous) ressemble à celle du glucofuranose (cf Glucides 2, Figure 29 c), mais l'organisme humain ne dispose pas des enzymes capables de la synthétiser à partir du glucose 6 phosphate, même si on en rencontre dans le cortex des glandes surrénales.
Figure 59-L'acide ascorbique
Figure 59-L'acide ascorbique

Figure 59-L'acide ascorbique

a) L'acide ascorbique a pour formule globale C6-H8-O6 (le carbone 5 est porteur d'un H et d''un OH ; le carbone 4 est porteur d'un H). L'oxydation correspond au départ de 2 électrons, elle aboutit à l'acide déhydroascorbique  b); la réaction est réversible. En absorbant de l'oxygène de l'air, l'acide ascorbique protège d'autres substances de l'oxydation. Mais cette faculté a le désavantage de rendre la molécule trés altérable; elle est sensible à l'eau, à l'air, à la chaleur, à la lumière.

La vitamine C accroît la résistance de l'organisme aux infections microbiennes; elle protège la peau et les muqueuses, active l'absorption du fer et les activités cérébrales. Le besoin journalier de l'homme adulte est de 110 à 130 milligrammes. Des carences modérées peuvent provoquer de la fatigue et de l'amaigrissement. Aussi certaines personnes en consomment des quantités importantes achetées dans le commerce.
L'addition d'acide ascorbique E300 dans les produits alimentaires est autorisée pour limiter l'oxydation des fruits et légumes, des jus de fruits, etc.

Vitamine H
Nommée biotine, ou vitamine B7 ou B8, elle intervient dans les réactions de carboxylation (transferts d'ions COO- ) dans l'ensemble des métabolismes (cycle de l'acide citrique, biosynthèse des acides gras, potéines). Elle est trés répandue dans le monde végétal et chez les micro-organismes. L'organisme humain n'en stocke que de faibles quantités et le besoin journalier, 80 microgrammes pour l'adulte, doit être couvert par l'alimentation.

On revient au cacul des besoins en acides aminés essentiels (cf Besoins alimentaires 4, Figure 57 c). Le mode de calcul est applicable aux besoins en vitamines (Figure 60 c, ci-dessous). On constate que, malgré la qualité des aliments proposés, le menu est carencé en vitamines, notamment B3 et C. Concernant cette dernière, cela met en évidence la nécessité de consommer des légumes verts et des fruits qui sont les principales sources de vitamine C.
Figure 60-Apports en vitamines dans un menu
Figure 60-Apports en vitamines dans un menu