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Les vitamines
Historique
Au début du XXe siècle Sir Frederick G.Hopkins de Cambridge (Angleterre) a montré de manière indubitable qu’un régime constitué de protides, de lipides et de glucides et de sels minéraux ne suffisait pas à maintenir des rats de laboratoire en bonne santé. On découvrit qu’un peu de lait frais ou de légumes améliorait la santé de ces animaux carencés, mais pas les cendres de ces aliments. Les composés étaient donc de nature organique. On a pensé que c’était des amines, d’où le nom de vitamines.
Une vitamine est donc un composé organique nécessaire en petite quantité pour promouvoir la croissance, maintenir la vie et les capacités de reproduction des animaux supérieurs et de l’homme.
Les plantes synthétisent toutes les vitamines qui leur sont nécessaires, mais pas les animaux, mais cela varie pour les différentes espèces. Par exemple, la vitamine C n’est nécessaire qu’à l’homme, au singe et au cobaye, mais pas pour le rat. Certaines vitamines sont quelquefois fournies par les bactéries du tube digestif. Les besoins varient entre espèces, et c’est l’apparition d’une nourriture très raffinée dans les temps modernes qui a mis en évidence le besoin en vitamines, à part quelques cas historiques. Ainsi, on savait depuis le milieu du XVIIIe siècle que l’on pouvait se protéger du scorbut lors de longues croisières sans escales, maladie due à la carence en vitamine C (que l’on ne connaissait cependant pas!), en mangeant des agrumes, en particulier du jus de citron.
Les sources de vitamines
Une nourriture variée apporte d’habitude suffisamment de vitamines, mais il faut veiller en particulier à manger suffisamment de légumes, et régulièrement (3 fois par semaine) de la viande (le foie est particulièrement riche). Les régimes dits végétariens, plus particulièrement végétaliens, sont plus à risque d’être déséquilibrés si l’on ne prend pas des précautions particulières dans la composition des repas. Les aliments sont soit particulièrement riches en une vitamine, par exemple la vitamine C pour les agrumes, soit apportent tout un groupe de vitamine, comme le lait; les poissons accumulent dans leurs muscles les vitamines A et D.
Besoins en vitamines
Intentionnellement, les besoins en vitamines n’ont pas été donnés, même à titre indicatif, pour plusieurs raisons:
- Les besoins sont couverts si l’on a une alimentation variée, telle que décrite.
- La carence vraie est devenue rare chez des personnes en bonne santé.
- Le calcul de la couverture en vitamines exige un relevé complet de 7 à 15 jours de son alimentation ordinaire afin de pouvoir faire les calculs nécessaires au moyen de tables relativement complexes (700 à 2500 aliments différents).
- L’alimentation varie relativement fortement au cours des saisons.
- L’apport en vitamines est important, mais il doit se faire impérativement avec des produits alimentaires usuels, légumes, fruits, céréales complètes, etc., afin de pouvoir bénéficier de leur pouvoir protecteur, y compris leurs fibres.
Une éventuelle supplémentation doit se faire en fraction de l’apport journalier recommandé (ARJ), parce que cela est largement suffisant pour compenser les carences relatives. Les produits du commerce renseignent en général correctement sur le contenu de la pastille ou du comprimé.
Vitamines liposolubles
Les vitamines liposolubles sont celles qui sont plus particulièrement contenues dans les aliments gras: vitamines A, D, E et K, mais elles ont aussi présentes dans les feuilles de légumes verts.
Elles ont en commun certaines propriétés:
- Elles sont plus stables à la chaleur que les vitamines du groupe B.
- Elles sont absorbées avec les lipides.
- Elles ne sont pas excrétées par les urines, mais mises en réserve dans le foie; cette réserve protège d’une carence durant un temps assez long (plusieurs mois).
- Elles peuvent devenir toxiques parce qu'elles peuvent s'accumuler dans l’organisme si on consomme une trop grande quantité.
La carence en vitamine A est très répandue, en particulier dans le Tiers-Monde, spécialement les enfants; elle apparaît très souvent sous forme de xérophtalmie. La carence est longue à se développer parce que la vitamine est stockée dans le foie en grandes quantités, sauf si le foie est malade. L’oxydation détruit la vitamine A (séchage).
La vitamine A est indispensable à la croissance, à la vision et au maintien en bon état des tissus épithéliaux, et de l’émail dentaire, des gencives, des glandes sexuelles, de l’utérus, de la vessie et des voies urinaires.
Les viandes et les poissons contiennent de la vitamine A, mais les végétaux sont la seule source de provitamine A, le carotène, que les animaux transforment en vitamine A. Les caroténoïdes sont des pigments jaune-orangé qui donnent leur couleur aux carottes, patates douces, melons, abricots, pêches et mais. Ils existent aussi dans les feuilles vertes mais leur couleur est masquée par la chorophylle verte.
Sous nos latitudes les sources les plus importantes sont le foie, le beurre et le jaune d’œuf, ainsi que les légumes verts.
La carence en vitamine D est connue depuis très longtemps sous forme de rachitisme, maladie osseuse des enfants (surtout entre 1 et 3 ans) connue depuis 500 ans avant J.C, qui se développe aussi lors d’une carence en calcium et en phosphore. Cette maladie provoque un retard à l’ossification des cartilages, avec les conséquences qui s’en suivent. Chez l’adulte cela provoque l’ostéomalacie, dans laquelle les os sont mous et fragiles. On savait que l’huile de foie de morue était efficace, comme les rayons solaires, sans savoir pourquoi, avant la découverte de la vitamine D en 1920.
La vitamine D est stable à la chaleur, résiste à l’oxydation, aux acides et aux alcalis. Elle est formée lorsque le soleil, particulièrement les rayons ultra violets transforment un précurseur en vitamine D sur et sous la peau. Cela explique peut-être les carences en relation avec la couleur de la peau et l’habillement, ou le mode de vie (personnes âgées qui sortent peu de leur logement, à l’opposé des adolescents qui s’exposent beaucoup). Ingérée en trop grande quantité elle peut être toxique.
La vitamine D n’existe qu’à l’état de traces dans les végétaux. Les sources alimentaires sont le jaune d’œuf, le beurre, le foie, les poissons gras, ce qui explique que l’absorption personnelle varie fortement selon le régime alimentaire. Pour les enfants le lait en contient mais en trop faible quantités par rapport à leurs besoins: la supplémentation est nécessaire dans la première année de vie.
Elle a été découverte en 1922, dans l’huile de germes de blé, et baptisée tococphérol. Elle est stable à la chaleur mais facilement oxydée. Sa fonction n’est pas exactement connue chez l’homme, mais elle a un rôle préventif pour des problèmes sanguins. La carence est très rare. Elle protège les acides gras polyinsaturés de l’oxydation; elle protège donc la membrane cellulaire et ainsi du vieillissement.
Dans nos pays, les sources alimentaires de vitamine E sont les huiles à salade et des graisses en général, le reste étant fourni par des graines, le foie, les haricots, les fruits et certains légumes. Le besoin augmente avec une alimentation riche en acides gras polyinsaturés.
Découverte en 1935, la vitamine K est essentielle au mécanisme de la coagulation sanguine, où elle assure la formation dans le foie d’une substance indispensable à la formation du caillot.. La déficience est rare, sauf dans certains traitements médicamenteux (dicoumarol). Elle est stable à la chaleur, l’oxydation et à l’humidité, mais pas à la lumière.
Les sources alimentaires sont les feuilles vertes (laitues, épinards), le jaune d’œuf, l’huile de soja et le foie, mais les bactéries du tube digestif en synthétisent aussi une certaine quantité (mécanisme déficient chez le nouveau-né).
Vitamines hydrosolubles
Le résultat de la déficience en vitamine C est bien connu comme maladie, appelée scorbut, qui tua beaucoup de personnes (les 2/3 des marins de Vasco de Gama lorsqu’il franchit le Cap de Bonne Espérance!). L’effet d’un apport correct en cas de carence est très rapide, avec guérison en 1 à plusieurs semaines. Alors que la carence était endémique au XVe et XVIe siècle, la culture de la pomme de terre importée d’Amérique, qui est une bonne source de vitamine C, la carence disparu du fait de la consommation de ce tubercule par les populations. Le scorbut se manifeste comme une dégénérescence de nombreux tissus dont le collagène est un constituant important (peau, dents, gencives, parois vasculaires, ors, cartilage et muscle), et empêche par défaut de formation de collagène la cicatrisation des plaies. La vitamine C est aussi impliquée dans l’absorption du fer, la formation de l’hémoglobine, et le métabolisme de certains acides aminés (proline, tyrosine, tryptophane) et permet d’inhiber la formation de nitrosamines (cancérigènes).
La vitamine C est très instable: rapidement oxydée, elle est aussi facilement soluble dans l’eau de cuisson. Les sources sont les légumes frais, qui en contiennent des quantités variables (plus dans les parties extérieures qu’intérieures: salades, choux, etc.), et dont la teneur peut diminuer rapidement avec une conservation impropre ou des façons culinaires défavorables (trempage des légumes, cuisson dans des ustensiles de cuivre, cuisson prolongée, hachage, conservation prolongée et/ou sans réfrigération, conservation à la lumière, congélation, etc.).
La carence est connue sous forme d’une maladie appelée béri-béri, décrite en Asie depuis la plus haute antiquité. Vers 1890 on avait déjà remarqué que la nourriture faite de riz poli provoquait l’apparition de la carence, guérie par la consommation de riz complet. Dans la carence appelée béri-béri mou, les tissus des membres inférieurs sont oedémateux, et le malade souffre de palpitations, de troubles respiratoires et de douleurs musculaires; la mort peut survenir dans les cas extrêmes. Dans le béri-béri sec on note une émaciation et d’une grande faiblesse.
La vitamine B1 joue un rôle essentiel dans le métabolisme des glucides, donc dans la production d’énergie, et la production d’ADN et d’ARN. Les réserves du corps sont faibles, et ne suffisent que pour quelques mois.
Tous les aliments contiennent un peu de vitamine B1, mais elle est sensible à la cuisson. Les meilleures sources sont les céréales complètes, les abats, la viande de porc et les légumineuses. Le besoin dépend de la quantité de glucides dans l’alimentation.
Cette vitamine a été identifiée après la thiamine. Elle fait partie de différentes enzymes très importantes dans le métabolisme (production d’énergie à partir de) des glucides, des lipides et des protides. Elle est très stable à la chaleur, mais sensible à la lumière.
Elle est très répandue dans les aliments, sauf dans les sucres purifiés et les graisses. Sa carence provoque des symptômes variés peu caractéristiques, vu son importance dans plusieurs voies métaboliques.
Cette vitamine était déjà connue en 1867 mais n’a été reconnue comme facteur protecteur de la maladie appelée pellagre qu’en 1937. Cette maladie se manifeste comme une éruption rougeâtre de la peau qui par la suite devient noire et rugueuse; cette maladie causa la mort de 10'000 personnes aux E.-U. au début du XXe siècle, et touchait 200'000 personnes dont l’alimentation était riche en maïs, et ces évènements hâtèrent les recherches.
Cette vitamine concourt à l’action d’enzymes dans les oxydations tissulaires, donc dans la production d’énergie au niveau cellulaire. Elle se trouve dans tous les tissus, plus particulièrement dans le foie, les reins, le cerveau et les muscles. Elle est produite en petite quantité à partir d’un acide aminé, le tryptophane, par les bactéries intestinales; une bonne alimentation en protéines est ainsi un facteur protecteur contre la carence.
Les sources alimentaires de niacine sont les viandes, mais aussi les graines et les légumineuses.
La carence pour la vitamine B6 a des effets proches de ceux de la carence en vitamine PP (niacine) et B2 (riboflavine).
La vitamine B6 participe à de très nombreuses réactions enzymatiques dans le métabolisme des protéines et des acides aminés (transamination et décarboxylation). Elle est aussi impliquée dans le métabolisme des glucides et des acides gras non saturés. Elle est aussi nécessaire à la formation des anticorps.
Les sources alimentaires de vitamine B6 sont les viandes, quelques légumes (dont les pommes de terre), les germes et le son de blé et les céréales complètes (il y a une perte de 75% de cette vitamine lors du raffinage en farine blanche).
Le besoin est stable, mais s’accroît lors de la prise de certains médicaments et avec l’âge.
La vitamine B5 est largement répandue dans la nature. Elle est très stable. La carence ne peut être obtenue quasiment qu’en régime alimentaire expérimental.
La vitamine B5 participe à de très nombreuses réactions enzymatiques parce qu’elle fait partie du coenzyme A, l’une des substances les plus importantes du métabolisme de tous les nutriments.
Cette vitamine existe dans toutes les cellules, donc en quantité appréciable dans tous les aliments. Certains aliments sont particulièrement riches: levures (fermentation du pain, etc.), foie, œufs, germes de blé ou de riz, arachides et petits pois. Les traitements industriels, sauf la surgélation industrielle, provoquent des pertes importantes de vitamine B5.
Cette vitamine peut être synthétisée en partie par les microorganismes de l’intestin des animaux, en quantité suffisante chez l’homme en bonne santé.
Elle est active dans l’organisme dans les réactions métaboliques de carboxylation de plusieurs acides aminés, mais aussi dans la synthèse des acides nucléiques, du glycogène.
Excepté chez l’enfant, la carence n’est que très rare chez l’homme.
C’est une vitamine importante chez l’homme, qui permet une croissance normale, maintient les capacités de reproduction et empêche certains désordres sanguins. Elle est relativement rapidement détruite par la chaleur et l’oxydation. Elle est sensible à la chaleur de cuisson, et est rapidement dégradée (quelques jours) lors de la conservation des légumes à température ambiante.
La carence se manifeste chez l’adulte sous forme d’une anémie dite macrocytaire. La carence chez la mère enceinte durant les premières semaines de grossesse augmente le risque de spina bifida chez l’enfant à naître.
La vitamine agit également en association avec des enzymes du métabolisme des composants des acides nucléiques qui sont vitaux pour les noyaux des cellules. Elle est également importante pour la synthèse de certains acides aminés, et à la dégradation de la majorité des acides aminés.
Les sources alimentaires d’acide folique sont le foie, les levures, les légumes à feuilles, et dans une moindre mesure les légumineuses sèches, les autres légumes verts, les noix, les noisettes, les oranges et le blé complet.
La vitamine B12 a été découverte en 1948. C’est la seule vitamine que les plantes supérieures sont incapables de synthétiser, mais que certaines espèces de bactéries ou de champignons synthétisent très facilement (mais pas les levures ordinaires). Elle n’est pas très stable à la lumière ou à la chaleur.
La carence se manifeste par une anémie macrocytaire et des troubles neurologiques, dont on savait depuis 1926 que ce type de maladie pouvait être guéri par la consommation abondante de foie. l'absorption de cette vitamine est facilitée par une mucoprotéine fabriquée par l’estomac.
La carence s’observe en cas de régime déficient (chez les végétariens stricts), ou lors de l’absence de cette mucoprotéine en cas de maladie gastrique (anémie pernicieuse) ou intestinale (ver solitaire, sprue), ou d’opération de by-pass gastrique (comme mesure d’amaigrissement).
Son activité métabolique est étroitement liée à celle de l’acide folique.
Les sources alimentaires sont exclusivement animales: foie, les abats, la viande, le poisson, les œufs, les coquillages, le lait et la plupart des produits laitiers sauf le beurre.