LAURA ROSELINE FINKEN
DIFFÉRENCES ETHNIQUES ET SAISONNIÈRES DU
STATUT EN VITAMINE D CHEZ LES ÉTUDIANTS
AU QUÉBEC : UNE ÉTUDE DE COHORTE
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en épidémiologie
pour l’obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)
DÉPARTEMENT DE MÉDECINE SOCIALE ET PRÉVENTIVE
FACULTÉ DE MÉDECINE
UNIVERSITÉ LAVAL
QUÉBEC
2012
RÉSUMÉ
Une faible exposition au soleil est un des facteurs importants de la déficience en vitamine D dont la prévalence est élevée dans les pays à hautes latitudes et chez les personnes de race noire. Les concentrations sériques de vitamine D et les facteurs pouvant influencer celles-ci ont été mesurés à trois reprises (automne 2010, hiver et été 2011) dans un échantillon de sujets volontaires résidant dans la ville de Québec. Soixante-cinq sujets dont 29 africains et 36 québécois ont complété l’étude. Le statut de vitamine D a varié au cours des saisons. Il était particulièrement sous-optimal chez les sujets africains. Les concentrations de vitamine D étaient significativement associées à la race, à l'indice de masse corporelle (IMC) et aux saisons. Le faible statut en vitamine D des sujets résidents à Québec et particulièrement celui des ressortissants africains est un problème de santé publique préoccupant qui devrait être exploré davantage.
ABSTRACT
Lack of sun exposure is a major risk factor of vitamin D deficiency, which is more pronounced in countries of high latitudes and in black people. Serum concentrations of vitamin D, intrinsic and extrinsic factors, which may influence vitamin D status, were measured 3 times (fall 2010, winter and summer 2011) in a sample of volunteer students living in Quebec City. A total of 65 participants including 29 Africans students and 36 Quebecers students completed the study. Vitamin D concentrations changed over the seasons. They are particularly low among African participants. Vitamin D concentrations were significantly correlated with race, body mass index (BMI), and seasons. The low vitamin D status of students in Quebec City and particularly among Africans students is a public health concern that should be explored further.
AVANT-PROPOS
Ce mémoire présente les résultats d’une étude réalisée à l’institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels (INAF), à l’Université Laval.
Concrètement, l’étude porte sur l’évaluation du statut en vitamine D et les facteurs qui y sont associés dans un échantillon de participants volontaires adultes fréquentant l’Université Laval. Ce mémoire présente également l’article « Seasonal variation and ethnic differences in vitamin D status of students in Quebec: A cohort study » qui en est issu et qui seras soumis à la revue Public Health Nutrition.
La première partie du mémoire fera un état des connaissances générales sur la vitamine D suivie d’une section qui abordera la problématique et le contexte de notre étude. Ainsi, le lecteur pourra comprendre les raisons qui ont motivé la conduite de cette recherche. Finalement, suivra la présentation de la méthodologie employée, les résultats obtenus et les conclusions.
Lors de ce projet, j’ai participé au recrutement des participants, au recueil des données et au suivi des participants. Je me suis chargée de l’encodage des données, de la revue de littérature, de l’analyse des données et de la rédaction de l’article dont je suis le premier auteur. Ces travaux ont fait l’objet de présentations à différents congrès : Journée annuelle de la recherche de la faculté de médecine (Université Laval, 7 juin 2011, Québec), Congrès de la Société canadienne de physiologie de l’exercice (SCPE, 19-22 octobre 2011, Québec), 57th Caribbean Health Research Council (CHRC), (Avril 2012, Iles Caïmans) et au Third Annual Graduate Student Symposium on Functional Foods and Natural Health Products (4-6 juin 2012, Winnipeg).
Je remercie la Dre Sylvie Dodin qui est l’investigatrice principale de ce projet, qui m’a donné
l’opportunité de travailler sur un sujet de recherche aussi intéressant qu’original et qui m’a dirigé tout au long de mes travaux. Je remercie également les coinvestigateurs de ce projet : les docteures Claudine Blanchet, Véronique Provencher et Danièle Laurin. J’ai eu la chance d’être dans une équipe chaleureuse, accueillante et dynamique. Je remercie Carole Thiébaut et Monique Longpré qui m’ont apporté une aide précieuse dans le recrutement et le suivi des participants. Je remercie aussi Mr Steeve Larouche et Mme Danièle Aubin qui ont réalisé tous les prélèvements sanguins. Merci à Mr Sun Makosso, qui m’a prodigué de précieux conseils pour les analyses statistiques. Un merci tout particulier à tous les participants de la recherche.
Mes chers parents, Martin et Cécile Finken, je vous remercie pour votre présence, pour votre encadrement, pour la belle éducation que j’ai reçue et pour votre soutien de chaque instant
TABLE DES MATIERES
RÉSUMÉ... I ABSTRACT ... II AVANT-PROPOS ... III LISTE DES TABLEAUX ... VII LISTE DES FIGURES ... VIII
INTRODUCTION ... 1
CHAPITRE I: CONNAISSANCES GÉNÉRALES SUR LA VITAMINE D ... 2
1.1 HISTORIQUE ... 2
1.2 ORIGINE ... 2
1.3 MÉTABOLISME ET RÔLE DE LA VITAMINE D... 3
1.4 CONSÉQUENCES DU DÉFICIT EN VITAMINE D SUR LE MÉTABOLISME OSSEUX ... 3
1.5 EFFETS OSSEUX DE LA VITAMINE D : DONNÉES CLINIQUES ... 5
1.5.1 Effets sur la densité minérale osseuse ... 5
1.5.2 Effets sur la prévention des chutes ... 6
1.5.3 Effets sur le risque de fracture ... 7
1.6 EFFETS NON SQUELETTIQUES DE LA VITAMINE D ... 8
1.6.1 Fonction musculaire et vitamine D... 8
1.6.2 Vitamine D et maladies cardiovasculaires ... 10
1.6.3 Vitamine D et cancers ... 11
1.7 FACTEURS INFLUENÇANT LA SYNTHÈSE DE LA VITAMINE D ... 13
1.7.1 Latitudes et Saisons ... 14
1.7.2 L’âge ... 14
1.7.3 La pigmentation de la peau ... 14
1.7.4 Masse grasse ... 15
1.7.5 Comportements et styles de vie ... 15
1.8 QUANTIFICATION ET VALEURS SEUILS ADMISES ... 16
1.9 MÉTHODES DE MESURE DE LA VITAMINE D ... 17
CHAPITRE II: PROBLÉMATIQUE ... 19
2.1 DÉFICIENCE EN VITAMINE D :UN PROBLÈME DE SANTÉ MONDIALE ... 19
2.2 LE STATUT VITAMINIQUE CHEZ LES PERSONNES DE RACE NOIRE ... 21
3 CHAPITRE III: MÉTHODOLOGIE ... 23
3.1 OBJECTIFS DE L’ÉTUDE ... 23
3.2 DEVIS ET POPULATION À L’ÉTUDE ... 23
3.3 CRITÈRES D’INCLUSION ET D’EXCLUSION ... 24
3.3.1 Critères d’inclusion : ... 24
3.3.2 Critères d’exclusion : ... 24
3.4 LES VARIABLES À L’ÉTUDE ... 24
3.4.1 Variable dépendante ou issue primaire ... 24
3.4.2 Variables indépendantes ou issues secondaires ... 25
3.5 PLAN D’ANALYSE ... 26
3.6 CONSIDÉRATIONS ÉTHIQUES ... 27
4 CHAPITRE IV: SEASONAL VARIATION AND ETHNIC DIFFERENCES IN VITAMIN D STATUS OF STUDENTS IN QUEBEC: AN OBSERVATIONAL COHORT STUDY ... 28
4.2 ABSTRACT ... 30 4.3 BACKGROUND ... 31 4.4 METHODS ... 31 4.5 RESULTS ... 34 4.6 DISCUSSION ... 36 4.7 CONCLUSION ... 39 4.8 LIST OF ABBREVIATION ... 39 4.9 COMPETING INTERESTS... 40 4.10 AUTHORS CONTRIBUTION ... 40 4.11 ACKNOWLEDGMENTS ... 40 4.12 REFERENCES ... 40 CONCLUSIONS GENERALES ... 52 BIBLIOGRAPHIE ... 55 ANNEXES... 63
ANNEXE 1 :LISTE DES ALIMENTS COMMUNS, LES PLUS RICHES EN VITAMINE D D’APRÈS LE FICHIER CANADIEN DES ÉLÉMENTS NUTRITIFS, PAR PORTION RAISONNABLE DU GUIDE ALIMENTAIRE. ... 63
ANNEXE 2 :RÉSULTATS DU QUESTIONNAIRE ALIMENTAIRE DANS L’ÉCHANTILLON TOTAL. 65 ANNEXE 3 :RÉSULTATS DU QUESTIONNAIRE ALIMENTAIRE DANS L’ÉCHANTILLON PAR RACE. ... 70
ANNEXE 4 :PROPORTION DE PERSONNES PRÉSENTANT UNE INSUFFISANCE EN VITAMINE D EN CONSIDÉRANT UN SEUIL MINIMAL DE 50 NMOL/L VERSUS UN SEUIL DE 75 NMOL/L ... 75
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Caractéristiques de l’échantillon à l’étude par race et par saisons ………...…...…45 Tableau 2 : Statut de vitamine D par race et par saison………...46 Tableau 3 : Statut de vitamine D des participants africains………...47 Tableau 4 : Apports nutritionnels en vitamine D par race et par saison………...48 Tableau 5 : Concentrations moyennes de 25(OH)D selon le temps passé à l’extérieur…….….49 Tableau 6 : Corrélation entre le taux de vitamine D et les variables anthropométriques,
par race et par saison………...………..………..…50 Tableau 7 : Analyse multivariée des determinants de la vitamine D………...51
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
La vitamine D fut découverte à la suite de l’épidémie de rachitisme qui sévissait dans l’Europe des 18ème et 19ème siècle.1 La vitamine D est une substance liposoluble dérivée des stérols et qui a pour
principale fonction d’assurer le métabolisme phosphocalcique. En particulier, elle favorise l’absorption du calcium. La carence en vitamine D est source de troubles du métabolisme osseux tels que l’ostéomalacie ou l’ostéoporose chez les adultes et de rachitisme chez les enfants.
La photosynthèse cutanée est la principale source de vitamine D. Ensuite, viennent l’alimentation et la prise de suppléments. Certains facteurs tels que la race, l’indice de masse corporelle, l’âge, la localisation géographique, les saisons, l’utilisation de crème solaire, la grossesse et la lactation peuvent influencer la synthèse de la vitamine D.
L’épidémie mondiale de la déficience en vitamine D est maintenant établie. Cette épidémie est accrue dans les pays à hautes latitudes, où les personnes qui y vivent ne bénéficient que très peu des rayons UVB du soleil. Les personnes à la peau foncée vivant en ces lieux sont encore plus à risque de présenter une déficience en vitamine D, en raison de la forte pigmentation de leur peau. De plus, peu d’aliments contiennent naturellement des quantités notables de vitamine D et les aliments fortifiés en vitamine D sont bien souvent insuffisants pour combler les besoins.2
Depuis cette dernière décennie, la vitamine D suscite un nouvel engouement, dès lors qu’elle n’est plus uniquement associée au métabolisme osseux. Les données issues de la littérature suggèrent qu’un taux sérique de vitamine D adéquat pourrait être associé à une réduction de l’incidence des maladies osseuses, mais aussi des maladies cardiovasculaires, des cancers, du diabète et autres maladies chroniques.3
Dans ce mémoire, nous nous intéresserons aux changements sériques de la vitamine D au cours des différentes saisons, ainsi qu’à l’évaluation des différents facteurs qui peuvent affecter sa synthèse, et ce, auprès de jeunes étudiants fréquentant l’Université Laval située dans la ville de Québec.
CHAPITRE I
CONNAISSANCES GÉNÉRALES SUR LA VITAMINE D
1.1 HistoriqueDans le milieu du 18ème siècle en Europe du Nord, lors de la révolution industrielle, le professeur anglais Francis Glisson observe des cas de rachitisme (malformation des os) chez des enfants. On estime alors que 99 % des enfants en Europe du Nord et 80 % des enfants à Boston et New York sont atteints de rachitisme.4, 5 Plus tard en 1822, Sniadecki est le premier à observer que cette
maladie est liée à un manque d’exposition au soleil. Cent ans plus tard, le docteur Elmer McCollum eut l’idée de donner de l’huile de foie de morue aux enfants rachitiques, mettant ainsi en évidence une substance liposoluble antirachitique qu’il nomme vitamine D.6
1.2 Origine
Les vitamines sont des composés organiques essentiels pour les réactions métaboliques, et qui en général ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme. La vitamine D est un dérivé stéroïde liposoluble. Celle-ci fait l’exception parmi les vitamines, car elle peut être synthétisée par la peau. Il existe deux types de vitamine D.
La vitamine D3 appelée cholécalciférol est d’origine humaine ou animale. Elle provient à 90 % de
l’exposition au soleil. En effet, au contact de la peau, les rayons ultraviolets (UVB = 290-315 nm) pénètrent les couches profondes de l’épiderme et provoquent la photolyse du 7-déhydrocholestérol ou provitamine D (7-DHC), ce qui forme la pré vitamine D. Ensuite, celle-ci est transformée par isomérisation en vitamine D3.
La vitamine D2 ou ergocalciférol provient de l’irradiation de l’ergostérol des plantes ou des
matériaux alimentaires, telle que les levures. Elle suit les mêmes voies métaboliques que la vitamine D3.6
1.3 Métabolisme et rôle de la vitamine D
La vitamine D, quelque soit son origine est incorporée dans les chylomicrons et est ensuite transportée par le système lymphatique vers le système circulatoire veineux. Dans la circulation, la vitamine D se lie à une protéine de transport, la DBP (Vitamin D-Binding Protein), qui la transporte vers le foie. Dans les mitochondries et microsomes hépatiques, l’enzyme 25-D-hydroxylase convertit la vitamine D en 25-hydroxyvitamine-D [25(OH)D] ou calcidiol. La 25(OH)D est la forme circulante de la vitamine D dans le sang. Elle est stockée principalement dans le tissu adipeux et est libérée en cas de besoin. C’est cette forme qu’on utilise pour déterminer le statut vitaminique D d’un individu. Sa demi-vie dans le sang est de deux à quatre semaines.7-9 La 25(OH)D est ensuite
transformée dans le rein en 1,25-dihydroxyvitamine-D [1,25(OH)2D] ou calcitriol, par une enzyme,
la 5-hydroxy-vitamine-D-1-α-hydroxylase. La 1,25(OH)2D est le métabolite biologiquement actif
de la vitamine D, sa demi-vie est de quelques heures (4-6 heures).5, 6, 8-12 Une exposition excessive
dégrade la pré vitamine D et la vitamine D en métabolites inactifs. Il n’y a donc pas de risque d’avoir un taux toxique de vitamine D via la photosynthèse cutanée.10
La 1,25(OH)2D contribue à l’homéostasie phosphocalcique en agissant à la fois sur les
parathyroïdes, les reins et l’intestin. Le calcium est le cation le plus important dans le corps humain, il intervient dans divers processus métaboliques, dans les activités neuromusculaires et notamment dans l’ossification.10 Sans vitamine D, seulement 10 à 15 % du calcium alimentaire et environ 60 %
du phosphore sont absorbés. L’interaction de la 1,25(OH)2D avec le récepteur de la vitamine D
augmente l'efficacité de l'absorption intestinale du calcium de 30 à 40 % et l'absorption de phosphore d’environ 80 %.13
1.4 Conséquences du déficit en vitamine D sur le métabolisme osseux
Rappelons que le calcium est le cation le plus important du corps humain. L’os est un réservoir de calcium, il en contient 99 %. Le calcium qui circule dans le sang ne constitue qu’une part infime du calcium total de l’organisme. Le calcium participe à de nombreux processus métaboliques, agit comme cofacteur de certaines enzymes dans l’organisme, et joue un rôle dans la croissance, la prolifération et l’apoptose cellulaire. Une autre fonction importante du calcium est de maintenir la station debout et la locomotion grâce à la minéralisation osseuse. L’organisme doit maintenir stable la concentration extracellulaire du calcium pour que celui-ci puisse assurer ses fonctions.8
Un déficit en vitamine D entraine une absorption inadéquate du calcium. Cette baisse de la calcémie est reconnue par les capteurs de calcium des glandes parathyroïdiennes, ce qui cause une augmentation de la sécrétion d’hormone parathyroïdienne (PTH) par celles-ci. Afin de maintenir la concentration de calcium optimal, la PTH augmente la réabsorption tubulaire du calcium dans les reins et stimule la production rénale de 1,25(OH)2D. D’autre part, elle active les ostéoblastes, qui
stimulent la transformation des préostéoclastes en ostéoclastes. Les ostéoclastes libèrent de l’acide chloridrique et des collagénases qui dissolvent l’os, libérant ainsi le calcium et le phosphore dans la circulation. Ce processus contribue à l’ostéopénie, l'ostéoporose, et une augmentation de risque de fracture osseuse. De plus, la PTH diminue la réabsorption rénale du phosphore, causant la perte de phosphore dans les urines, ce qui cause une diminution du phosphore sanguin. Un niveau inadéquat du produit calcium-phosphore conduit à l’ostéomalacie chez les adultes et à des difformités du squelette, signes cliniques classiques du rachitisme chez les enfants.1, 4, 5
1.5 Effets osseux de la vitamine D : données cliniques
Il existe de nombreuses données cliniques qui soutiennent l’effet de la vitamine D sur la santé osseuse. La plupart des études ayant évalué les effets cliniques de la vitamine D sur la santé osseuse ont été réalisées auprès de populations de femmes, de personnes âgées ou d’enfants.
1.5.1 Effets sur la densité minérale osseuse
En Italie, dans un essai clinique randomisé à double insu, Di Daniele et coll ont évalué l’effet d’une supplémentation en calcium combinée à la vitamine D sur la densité minérale osseuse (DMO).14 Un
total de 120 femmes préménopausées et postménopausées, âgées de 45 ans et plus ont été randomisées en deux groupes : un groupe qui recevait le traitement (500 mg de calcium et 200 UI de vitamine D par jour) et l’autre qui recevait un placebo. Elles ont été suivies durant 30 mois. Une différence statistiquement significative a été observée entre les deux groupes pour la DMO, celle-ci étant plus élevée dans le groupe traitement à 15 mois et à 30 mois (P < 0.005). Une perte annuelle de la DMO d’environ 4% par an a été observée dans le groupe placebo. Les auteurs ont conclu à un effet positif de la supplémentation du calcium et de la vitamine D sur la DMO. On peut également citer un essai clinique australien, randomisé et à double insu dans lequel, 120 femmes âgées entre 70 et 80 ans, vivant dans la communauté, ont été suivies pendant cinq ans. Les femmes ont été assignées selon trois groupes : 1) un groupe qui recevait 1200 mg de calcium et 1000 UI de
vitamine D par jour (CaD); 2) un groupe contrôle qui recevait 1200 mg de calcium et un placebo de vitamine D (Ca) et 3) un groupe placebo qui recevait un double placebo de calcium et vitamine D (P). À un an, les participantes des groupes CaD et Ca avaient significativement mieux maintenu leur DMO de la hanche par rapport au groupe P (Ca : 1.5 ± 0.5 %, P< 0.007; CaD : 1,2 ± 0.6 %, P< 0.04). Seul le groupe CaD avait mieux maintenu sa DMO comparativement au groupe placebo après 3 ans (2.8 ± 1,1 %, P< 0,01) et 5 ans (2.2 ± 1.1 %, P< 0.05). De plus, il n y a pas eu de perte osseuse dans le groupe CaD après 5 ans.15 Les résultats de cette étude montrent qu’une supplémentation à
long terme du calcium et de la vitamine D a des effets bénéfiques sur la DMO de la hanche chez les femmes âgées. Mais l’absence de groupe recevant uniquement de la vitamine D et un placebo de calcium ne permet pas de dire si l’effet est dû à la vitamine D seule ou à la synergie de la vitamine D avec le calcium.
Les résultats de méta-analyse d’essais cliniques portant sur l’efficacité de la supplémentation en vitamine D pour améliorer la DMO chez les enfants et adolescents permettent de conclure à l’absence d’effets chez les enfants ayant déjà un taux normal de vitamine D.16 Par contre, la supplémentation chez des enfants en déficit pourrait être cliniquement utile et pourrait produire des améliorations de la DMO de la colonne lombaire osseuse et sur la teneur minérale des os du corps.16, 17
1.5.2 Effets sur la prévention des chutes
En 2004, une méta-analyse d’essais cliniques randomisés, à double insu, a investigué l’effet de la vitamine D dans la prévention des chutes chez les personnes âgées.18 Les chutes constituent la cause
principale de blessures mortelles chez les aînés, et un déterminant du déclin fonctionnel, conduisant ainsi à une augmentation des hospitalisations. La méta-analyse incluait 5 essais cliniques comptabilisant 1237 personnes âgées, ayant reçu quotidiennement de 400 UI (1 essai clinique) à 800 UI (4 essais cliniques) de vitamine D associés à un supplément calcique pendant deux mois à trois ans. Dans toutes les études, la constatation et la définition des chutes étaient documentées. Tous les participants étaient dans des états de santé stable, vivaient dans la collectivité, dans des logements pour personnes âgées, ou étaient hébergés en long séjour, dans un centre de soins gériatriques en attente de placement dans une maison de soin. Une réduction statistiquement significative de 22 % [OR (odds ratio) = 0.78, IC95% (intervalle de confiance à 95 % = 0.64 à 0.92] du risque de chutes a été rapportée dans les groupes ayant reçu un supplément de vitamine D comparativement aux groupes ayant reçu un supplément de calcium seul ou un placebo. Cet effet
était plus marqué chez les femmes. Les auteurs recommandaient des études supplémentaires qui permettraient de vérifier plus spécifiquement l’effet de la vitamine D en fonction du type de vitamine D, des doses administrées, de l’association concomitante d’une supplémentation en calcium et du sexe. Des revues systématiques un peu plus récentes (2010-2011) ont également montré une réduction du risque de chutes associée à la prise de supplément en vitamine D chez les personnes âgées.19, 20
1.5.3 Effets sur le risque de fracture
Les résultats d’une méta-analyse d’essais cliniques randomisés à double insu, visant à vérifier l’effet de la supplémentation orale en vitamine D (entre 700 et 800 UI) et/ou calcium sur le risque de fracture, suggéraient une réduction de 26 % du risque de fractures de la hanche [RR (risque relatif), 0.74 ; IC95%, 0.61 à 0.88] et une réduction de 23 % du risque des fractures non vertébrales
(RR, 0.77 ; IC95%, 0.68 à 0.87) chez les personnes âgées ambulatoires ou institutionnalisées prenant
des suppléments de vitamine D et calcium comparativement aux participants ayant reçu un supplément de calcium seul ou un placebo.21 Une dose de 400 UI/jour n’était pas suffisante pour la
prévention des fractures.21 Suite à la publication de ces derniers résultats, Boonen et coll ont réalisé
d’autres méta-analyses selon que la supplémentation en vitamine D était combinée ou non avec un supplément calcique.22 Leurs résultats suggèrent que les suppléments de vitamine D réduiraient le
risque de fracture de la hanche, seulement si une supplémentation en calcium y est ajoutée. En effet, cette méta-analyse a été réalisée auprès de 53 260 patients (hommes et femmes post ménopausées âgés de 50 ans et plus) provenant de 9 essais cliniques randomisés. Les doses de vitamine D administrées aux patients étaient de 700-800 UI pour 6 de ces études et 400 UI dans les trois autres études, avec ou sans supplémentation de calcium. Considérant les études avec une supplémentation unique en vitamine D versus placebo (n = 9083 patients), le RR combiné était de 1.10 (IC95%, 0.89 à
1.36 ; P= 0.38). Ces résultats suggèrent qu’un supplément de vitamine D seule ne permet pas de réduire le risque de fracture de la hanche. Il n’y avait pas d’hétérogénéité entre les études (P= 0.83, I2 = 0 %). Quoiqu’une hétérogénéité moyenne (I2 = 40 %) était observée entre les essais cliniques,
des résultats similaires ont été observés pour les fractures non vertébrales (RR, 0.98 ; IC95%, 0.83 à
1.16 ; P= 0.79). Enfin, considérant les études dans lesquelles les participants recevaient du calcium en plus de la vitamine D contre placebo, les résultats suggéraient une réduction significative de 18 % du risque de fracture de la hanche (RR, 0.82; IC95%, 0.71 à 0.94), et une réduction de 12 % des
fractures non vertébrales (RR, 0.88; IC95%, 0.78 à 0.99 ; P= 0.036). Des résultats similaires ont été
d’études (n = 29) et de participants (n = 63 897). Les participants, hommes et femmes âgés de 50 ans et plus recevaient soit du calcium + vitamine D, ou uniquement un supplément de calcium. Dans les deux cas, la prise de calcium seul et la prise du calcium combiné à la vitamine D étaient associées à une réduction de 12 % de fractures de tous types (17 études; n = 52 625; RR, 0.88 ; IC95%, 0.83 à 0.95 ; P= 0.0004). Dans les essais qui ont mesuré la densité minérale osseuse en tant
que résultat (23 études, n = 41 419), la supplémentation en calcium et vitamine D était associée à une réduction de la perte osseuse à la hanche de 0.54 % (IC95%, 0.35 à 0.73 % ; P< 0.0001) et de
1.19 % (IC95%, 0.76 -1.61 % ; P< 0.0001) à la région lombaire. L'effet du traitement était plus
marqué avec des doses de vitamine D de 800 UI ou plus comparativement à des doses inférieures à 800 UI (RR, 0.84 vs 0.87; P= 0.03).
1.6 Effets non squelettiques de la vitamine D
La vitamine D suscite un regain d’intérêt, car elle n’est plus reconnue uniquement pour le bon fonctionnement du métabolisme phosphocalcique. Elle pourrait jouer un rôle important dans la réduction de risque de plusieurs maladies chroniques, telles que les cancers, le diabète de type 1 et 2, la sclérose en plaque ou l’arthrite rhumatoïde, ainsi que dans les maladies cardiovasculaires, les infections et les troubles neuromusculaires.24, 25 La plupart des cellules du corps humain possèdent un récepteur de la vitamine D, et la transformation de la 25 (OH)D en 1,25(OH)2D, métabolite actif
de la vitamine D, peut se faire en dehors du rein, ce qui ouvre une multitude de fonctions biologiques à la vitamine D. Elle contrôle la régulation de plus de 200 gènes, dont les gènes responsables de la régulation de la prolifération, différenciation, apoptose et angiogenèse cellulaire.7, 11
1.6.1 Fonction musculaire et vitamine D
Les troubles musculaires associés à la déficience en vitamine D sont notamment les faiblesses musculaires observées chez les enfants atteints de rachitisme ou d’ostéomalacie.26 Par ailleurs, des
études animales et cellulaires ont montré que la vitamine D affecte la fonction musculaire.27 La très
grande majorité des études évaluant l’effet de la vitamine D sur la fonction musculaire concerne les personnes âgées. En effet, la faiblesse musculaire pourrait être associée à la déficience en vitamine D chez les personnes âgées, car la capacité de la peau à sécréter de la 25(OH)D diminue avec l’âge.28 Une étude brésilienne, prospective, randomisée contrôlée contre placebo et à double insu a
clinique était d’investiguer sur une période de 6 mois l’effet d’un supplément calcique quotidien seul (groupe placebo) ou combiné à un supplément mensuel de cholécalciférol (150,000 UI les 2 premiers mois, puis 90,000 UI les 4 mois suivants).29 Selon les résultats de cette étude, après six
mois d’intervention, la force des fléchisseurs de la hanche avait augmenté significativement dans le groupe d’intervention de 16.4 % (P= 0.0001) et la force des muscles extenseurs du genou avait augmenté de 24.6 % (P= 0.0007). Aucune amélioration de la force musculaire ne fut observée dans le groupe témoin. Par ailleurs, un autre essai clinique réalisé en Allemagne rapportait également des effets positifs de la supplémentation en vitamine D dans l’amélioration de certains paramètres musculaires.30 Deux cent quarante-deux sujets, hommes et femmes, d’âge moyen de 77 ± 4 ans,
vivant dans la communauté ont été randomisés en deux groupes, soit pour recevoir une dose quotidienne de calcium (500 mg), ou une dose combinée de calcium+vitamine D (500 mg de calcium + 400 UI de vitamine D), pendant 12 mois. À la fin de l’étude, une amélioration de la force du quadriceps, une amélioration de l’équilibre et une diminution du temps nécessaire pour effectuer le Time UP and Go test (TUG) ont été observées comparativement au début de l’étude (P< 0.001). Les mêmes résultats furent observés dans le groupe calcium+vitamine D comparativement au groupe calcium seul (P< 0.05). Cette étude avait l’avantage de suivre les individus sur une longue période, mais un biais de sélection lié à la méthode de recrutement via les annonces dans les journaux ne pouvait être éliminé. En effet, les personnes en bonne santé ont probablement été plus enclines à répondre à ce type d’annonce. Un autre essai clinique randomisé a été mené auprès de 302 femmes âgées de 70-90 ans et présentant une déficience en vitamine D (< 60 nmol/l).31 Elles
ont été aléatoirement assignées à la prise d’un supplément quotidien de calcium + vitamine D (1000 mg de calcium + 1000 UI de vitamine D) ou d’un supplément de calcium + placebo de vitamine D. Une augmentation de la fonction musculaire a été observée dans le groupe expérimental comparativement au groupe placebo. Après un regroupement des sujets en regard des tertiles de la force musculaire de base, les sujets prenant de la vitamine D et qui avaient des valeurs de force musculaire de base dans le plus petit tertile ont amélioré davantage leur force musculaire et le TUG par rapport aux sujets prenant du calcium seul [moyenne (écart-type): extenseurs de la hanche de 22.6 % (9.5 %); adducteurs de la hanche de 13.5 % (6.7 %), les TUG 17.5 % (7.6 %), P < 0.05]. Une méta-analyse récente (2011) regroupant 13 essais cliniques randomisés de taille d’échantillons allant de 56 à 302 participants âgés de plus de 60 ans, a évalué l’effet de la vitamine D sur la fonction musculaire.32 La conclusion était qu’une supplémentation en vitamine D de 800 à
1000 UI par jour aurait des effets bénéfiques sur la force et l’équilibre. Dans cette revue systématique, des méta-analyses ont été effectuées pour les résultats de l'équilibre (balancement postural et TUG), de la force musculaire des membres inférieurs (extension des genoux) et de la
force de préhension manuelle, sans stratification en fonction de la dose ou schéma de traitement. Des sous-analyses ont été effectuées selon chaque issue. Il fut observé une réduction du balancement postural (différence moyenne standardisée (DM), 0.20; IC95%, -0.39 à -0.01; P= 0.04)
dans 3 études totalisant 207 participants. Une diminution du temps nécessaire pour réaliser le TUG (DM, -0.19; IC95%, -0.35 à -0.02, P= 0.03) a été observée sur un total de 3 études totalisant 274
participants et un gain dans la force des extenseurs des genoux (DM, 0.05; IC95%, -0.11 à 0.20; P =
0.04) a été observé sur un total de 3 études totalisant 312 participants. Pour les différentes issues, les tests d’hétérogénéité étaient non significatifs (P > 0.05 et I2 = 0 %). Les auteurs ont réalisé
l’évaluation de la qualité méthodologique des études incluses et des tests de sensibilité ont été réalisés pour évaluer la robustesse des résultats pour l’influence de chacune des études sur les groupes d’issues. Des sources potentielles d’hétérogénéité ont été identifiées à priori. Il s’agissait de la qualité des études, le schéma d’administration de supplément de vitamine D (dose, fréquence, combinaison avec le calcium et durée de traitement) et le niveau sérique. Les auteurs auraient pu réaliser des analyses de sensibilité selon ces trois facteurs.
1.6.2 Vitamine D et maladies cardiovasculaires
Plusieurs études scientifiques suggèrent que la déficience en vitamine D pourrait être un facteur de risque de maladies cardiovasculaires.33-35 Dans une étude prospective incluant 3258 hommes et
femmes de race blanche, d’âge moyen de 62 ans chez lesquels une angiographie était prévue, Dobning et coll ont observé une association indépendante entre la 25(OHD) et la mortalité cardiovasculaire, et la mortalité toutes causes confondues. Les participants de cette étude ont été suivis sur une période de 7.7 ans. Les concentrations moyennes de vitamine D ont été réparties en quartiles. Les risques de mortalité toutes causes confondues ou de mortalité par maladies cardiovasculaires augmentaient à travers les quartiles (P< 0.001). Les personnes ayant un taux de vitamine D dans les deux premiers quartiles (médiane, 19 nmol/l et 33,2 nmol/l) avaient un risque plus élevé de mortalité globale [HR (hasard ratio), 2.08 ; IC95%, 1.60 à 2.70 et HR, 1.53 ; IC95%,
1.17 à 2.01 respectivement pour les quartiles], comparativement aux personnes qui avaient des taux de vitamine D dans les quartiles supérieurs (médiane, 71 nmol/l). Ils avaient également un risque plus élevé de mortalité par maladies cardiovasculaires (HR, 2.22 ; IC95%, 1.57 à 3.13 et HR, 1.82 ;
IC95%, 1.29 à 2.58, respectivement pour les quartiles). Néanmoins, l’étude n’a pas pu mettre en
évidence une relation causale, et n’a pas tenu compte des différentes saisons climatiques et des différentes ethnies.36
Plusieurs autres études prospectives ont également mis en évidence une relation indépendante entre la vitamine D et la mortalité cardiovasculaire.37, 38 Mais des études randomisées sont nécessaires
pour établir un lien de causalité.
A cet effet, une revue systématique incluant 17 études, dont 9 prospectives et 8 essais cliniques randomisés, a évalué si la supplémentation en vitamine D et/ou calcium diminue le risque d’occurrence d’événements cardiovasculaires.39 En particulier, la méta-analyse des essais
randomisés indiquait une réduction légère, mais non significative du risque de maladies cardiovasculaires. Les RR combinés des maladies cardiovasculaires étaient de 0.90 (IC95%, 0.77 à
1.05) pour la prise de suppléments de vitamine D versus la prise de placebo, de 1.14 (IC95%, 0.92 à
1.41) pour la prise de calcium versus placebo et de 1.04 (IC95%, 0.92 à 1.18) pour la prise de calcium
et vitamine D versus double placebo. Les tests d’hétérogénéité étaient non significatifs (P > 0.05). Les auteurs ont sélectionné uniquement de la littérature publiée en anglais, ce qui pourrait induire un potentiel biais de publication. De plus, la faible quantité d’études admissibles peut avoir affecté la puissance statistique. En effet peu d’études cliniques ont investigué l’effet de la supplémentation en vitamine D sur les événements cardiovasculaires. Les auteurs ne présentent pas dans cette revue une évaluation de la qualité méthodologique des études incluses dans la méta-analyse.
1.6.3 Vitamine D et cancers
Selon les données récentes de la littérature, la supplémentation en vitamine D et la synthèse de la vitamine D pourraient être associées à une réduction du taux de mortalité par divers cancers tels que le cancer du côlon, de la prostate, du sein et des ovaires.40
Dans un essai clinique randomisé ayant pour objectif de déterminer l’effet de la supplémentation en calcium et vitamine D sur le risque de cancer de tout type, 1179 femmes âgées de 55 ans et plus ont été randomisées dans l’un des 3 groupes suivants : 1) placebo de calcium + vitamine D, 2) calcium + placebo de vitamine D (1400-1500 mg de calcium) et 3) calcium + vitamine (1400-1500 mg de calcium et 1000 UI de vitamine D).41 Les participantes recevaient ces doses quotidiennement et ont
été suivies pendant quatre années. L’incidence de cancer était plus élevée dans le groupe placebo, comparativement aux autres groupes (P < 0.03). En comparaison avec le groupe placebo, le RR de développer un cancer à la fin de l’étude était de 0.402 (P = 0.01) dans le groupe recevant du calcium et de la vitamine D et de 0.532 (P = 0.06) dans le groupe recevant du calcium seul. Dans une étude prospective incluant 47 800 hommes suivis de 1986 à 2000, Giovannucci et coll ont montré qu’une faible concentration de vitamine D pourrait augmenter l’incidence du cancer et de la mortalité chez
les hommes, en particulier les cancers du système digestif.42 Au cours de cette étude, une hausse de 25 nmol/l dans les niveaux prédits de 25(OH)D était associée à une réduction de 17 % dans l’incidence totale des cancers (RR = 0.83, IC95% = 0.74-0.92), une réduction de 29 % dans la mortalité totale par cancer (RR = 0.71, IC95% = 0.60-0.83) et une réduction de 45 % de la mortalité par cancer du système digestif (RR = 0.55, IC95% = 0.41-0.74). Les risques relatifs étaient ajustés pour toutes les variables confondantes (l’exposition au soleil, la pigmentation de la peau, l’apport nutritionnel en vitamine D et l’indice de masse corporelle).
Dans une revue de littérature, Cui et coll rapportent que la vitamine D interviendrait dans le développement du cancer du sein.43 De plus, selon cette revue de littérature, plusieurs études
épidémiologiques suggèrent qu’il existe une relation inverse entre la supplémentation en vitamine D et calcium et l’incidence du cancer du sein. L’effet de la supplémentation en vitamine D et calcium sur l’incidence du cancer du sein a aussi été évalué par des essais cliniques randomisés auprès de femmes post ménopausées.44, 45 Les résultats n’étaient pas concluants. La supplémentation en
vitamine D n’avait aucun effet sur l’incidence du cancer et de la mortalité, malgré les associations observées dans d’autres études d’observation.
En ce qui concerne le cancer du côlon, les résultats des études sont plus concordants. Selon les résultats d’une revue de littérature d’études épidémiologiques (études de cohortes et cas témoins) publiée en 2004, la vitamine D pourrait être associée à une diminution du risque du cancer colorectal.46 Les apports alimentaires et sous forme de suppléments étaient corrélés à l’incidence du
cancer colorectal, plus précisément, un apport élevé en vitamine D était associé à une réduction significative du risque de cancer colorectal (OR ou RR < 1.0 (valeur moyenne = 0.65); IC95% < 1.0
dans 6 études sur neuf). Selon cette revue, l’apport nutritionnel seul en vitamine D n’était pas suffisant pour réduire le risque de cancer colorectal. Une méta-analyse d’études cas-témoins nichées dans une cohorte a été réalisée pour évaluer l’effet d’un statut de vitamine D optimal (niveau de concentration de 25(OH)D) dans la prévention de ce type de cancer.47 Les échantillons sanguins
provenaient de volontaires sains suivis sur une période de 2 à 25 ans. Les niveaux de concentrations sériques de vitamine D ont été divisés en quintiles, et les OR diminuaient de 1.0 à 0.46 au fur et à mesure que les quintiles augmentaient (P de tendance < 0.0001). Une récente revue systématique d’études prospectives publiée en 2011, a également observé que le risque de cancer colorectal était inversement associé à un faible apport nutritionnel en vitamine D (RR, 0.88; IC95%, 0.80 à 0.96) et à
un faible niveau sérique de 25(OH)D (RR, 0.67; IC95%, 0.54-0.80).48 La population à l’étude était
composée au total de 6466 patients hommes et femmes, âgés de 20 à 79 ans provenant des États-Unis, de l’Europe et de l’Asie. L’association entre la vitamine D et le cancer colorectal a surtout été
testée à partir d’études de cohorte ou cas témoins, indiquant en général une association entre un meilleur statut de vitamine D et un faible risque de cancer colorectal.49 En dépit de divers biais et
facteurs confondants qui ne peuvent être totalement éliminés, la consistance entre les différentes études utilisant diverses approches pour mesurer la vitamine D et dans diverses populations renforcent l’hypothèse de cette association. Cependant, seules les données d’essais cliniques de bonne qualité méthodologique permettraient d’établir un lien de cause à effet.49 Les auteurs de la
Women’s Health Initiative Study, essai clinique randomisé de grande envergure dont l’objectif principal était de vérifier l’effet de l’hormonothérapie de remplacement sur l’incidence de maladies cardio-vasculaires et de cancer du sein ont également analysé l’effet d’un supplément de 1000 mg de calcium combiné à 400 UI de vitamine D sur l’incidence du cancer colorectal. Cet essai clinique incluait 36 282 femmes post ménopausées suivies pendant 7 ans.50 Les femmes étaient randomisées
en deux groupes :1) traitement (400 UI de vitamine D et 1000 mg /jour de calcium) et 2) contrôle (placebo de calcium et vitamine D). L’incidence du cancer colorectal n’était pas significativement différente entre le groupe traitement et le groupe contrôle (HR, 1.08; IC95%, 0.86-1.34 ; P = 0.51).
L’étude souffrait de plusieurs limitations telles que la faible quantité de vitamine D administrée, le faible taux d’adhérence au traitement et la durée de suivi qui semble courte, étant donné que le temps moyen de latence du cancer colorectal serait de 10 à 20 ans.
En 2010, Grant & al ont estimé qu’une augmentation de l’apport moyen canadien de vitamine D, de 66.9 nmol/l à 105 nmol/l, pourrait entraîner une diminution du taux de mortalité de 37,000 décès, soit de 16.1 % de la mortalité annuelle, ainsi qu’une diminution de 6.9 % ou 14.4 milliards des coûts de santé annuels.51
1.7 Facteurs influençant la synthèse de la vitamine D
La concentration de vitamine D est influencée par des facteurs environnementaux (latitudes et saisons climatiques), des facteurs physiologiques (âge, pigmentation de la peau, indice de masse corporelle, niveau d’adiposité élevé, allaitement et grossesse) et des facteurs personnels (utilisation de crème solaire, habillement, exposition à la lumière solaire ou pratique d’activités extérieures, diète et prise de supplément en vitamine D).10, 11, 52
1.7.1 Latitudes et Saisons
Pendant l’épidémie de rachitisme, les chercheurs avaient observé que la prévalence de la maladie était plus élevée pendant l’hiver, et que les enfants nés en hiver étaient plus atteints que les enfants nés au printemps ou en été.6
La quantité de rayons UVB pouvant atteindre la surface de la terre est déterminée par l’angle zénithal du soleil. Plus celui-ci est accru, plus long est le chemin parcouru par les rayons dans la couche d’ozone, et moins ils atteignent la surface de la terre. Trois facteurs influencent l’angle zénithal solaire : la latitude, les saisons et le moment de la journée. Contrairement à ce que l’on observe aux basses latitudes, l’angle zénithal solaire est plus élevé à hautes latitudes et en hiver avec comme conséquences que les rayons solaires sont plus atténués lorsqu’ils arrivent sur la surface de la terre. Plusieurs études ont montré que la synthèse de la vitamine D varie avec les saisons. Elle augmente au printemps et en été, et diminue pendant l’hiver. Par exemple, selon ces études, dans les pays à haute latitude comme le Canada (52°N), la synthèse de vitamine D chez des personnes de race blanche exposées au soleil pendant une heure à midi était négligeable au cours des mois de novembre à mars, tandis que des personnes du même type de peau pouvaient synthétiser de la vitamine D toute l’année dans les pays de basses latitudes telle que l’Afrique du Sud (35°S).6 L’angle zénithal est beaucoup plus oblique en début de matinée et en fin d’après-midi,
ainsi la production de vitamine D entre 8 :00 AM et 10 :00 AM et entre 4 :00 PM et 6 :00 PM est inférieur de 20 % à la quantité de vitamine D produite à midi.6, 11, 53, 54
1.7.2 L’âge
Les personnes âgées, à exposition égale, absorbent moins de vitamine D que les plus jeunes. Cette baisse d’absorption est liée à la diminution du 7-DHC dans leur épiderme. En effet, une personne âgée de 70 ans produit 4 fois moins de vitamine D qu’une personne de 20 ans. De plus la sédentarité et l’institutionnalisation des personnes âgées peuvent être des sources d’une diminution de l’exposition au soleil.10, 55
1.7.3 La pigmentation de la peau
La mélanine est un pigment responsable de la coloration de la peau chez les mammifères. Elle absorbe les rayons du soleil entre 290 et 700 nm, ce qui inclut la gamme de synthèse de la vitamine D. De ce fait, les peaux pigmentées fabriquent moins de vitamine D, car la mélanine entre en
compétition avec le 7-DHC, pour l’absorption des photons lumineux.54 Selon le type de peau, pour la même quantité de vitamine D synthétisée, la synthèse de la vitamine D peut être plus ou moins longue. Les personnes à la peau foncée requièrent une exposition au soleil plus élevée que les personnes à la peau claire.6
1.7.4 Masse grasse
Les personnes obèses ont tendance à avoir un faible taux de vitamine D, car celle ci étant liposoluble, elle n’est pas facilement larguée dans la circulation. Worthman & coll ont réalisé une étude pour évaluer les concentrations sanguines de vitamine D chez des femmes blanches à poids normal (n =19; IMC ≤ 25 kg/m2) et chez des femmes blanches obèses (n=19; IMC ≥ 25 kg/m2)
préalablement exposées à des rayons UVB.56 L’augmentation progressive de la vitamine D était inférieure de 57 % chez les sujets obèses, par rapport aux sujets non obèses. L’IMC était inversement corrélé avec la concentration de vitamine D après irradiation (r = -0.55, P= 0.003). D’autre part, chez les femmes ayant reçu une dose orale unique de vitamine D2 de 50 000 UI, l’IMC était aussi inversement corrélé au pic sérique de vitamine D2 sanguin après ingestion (r = -0.56, P= 0.007). En conclusion, la déficience en vitamine D associée à l’obésité est due à la diminution de la biodisponibilité de la vitamine D, car celle-ci est séquestrée dans les cellules adipeuses.10, 11, 57 L’association inverse entre le taux de vitamine D et le poids, l’IMC ou la masse
grasse a également été observée dans plusieurs autres études,58-60 la plupart réalisées chez des
femmes.
1.7.5 Comportements et styles de vie
La fréquence et la durée de l'exposition cutanée aux rayons UVB du soleil sont des facteurs déterminants du statut en vitamine D. Les personnes confinées à domicile et celles qui passent peu de temps à l'extérieur ont peu d'occasions pour exposer leur peau au soleil. En outre, le soleil qui passe à travers le verre ou le plexiglas ne contient pas les UVB et est donc inefficace pour la synthèse par la peau de vitamine D.61 La pratique régulière d’activités extérieures serait donc un bon
moyen de s’exposer au soleil et d’optimiser la synthèse de la vitamine D. Le port de vêtements couvrants diminue la synthèse de vitamine D. Utiliser un écran solaire atténue potentiellement, et peut complètement bloquer la synthèse de vitamine D.6, 54 Le temps nécessaire d’exposition au
soleil pour assurer des apports en vitamine D ne fait pas encore l’objet d’un consensus. Une exposition de 5 à 10 minutes bras et jambes tous les jours entre 10 h et 15 h au printemps, été et
automne seraient suffisants.10 Certains auteurs suggèrent une exposition de 5-30 minutes deux fois par semaine à l’heure du midi, pour une population caucasienne.54
L’alimentation seule ne suffit pas à combler le besoin de l’organisme en vitamine D. Il y a très peu d’aliments dans la nature qui contiennent de la vitamine D. La prise de supplément alimentaire aide à combler le besoin en cas d’insuffisance d’ensoleillement. L’IOM (Institut of Medicine) recommande pour un homme ou une femme âgés de 9 à 70 ans un apport de 600 UI (15 μg) de vitamine D par jour.62 Les principales sources alimentaires de vitamine D se trouvent
essentiellement dans les poissons et les aliments fortifiés en vitamine D telle que la margarine, le lait et substitut de lait, dans le cas du Canada. Pour les végétariens et les végétaliens, une portion de champignons porto Bello exposés à la lumière peut fournir 10 ug de vitamine D2. Le concept de
l'irradiation d’ergostérol à partir de levure ou de champignons par la lumière était la principale source de vitamine D qui fut utilisée pour enrichir le lait et pour traiter le rachitisme lors de la campagne de santé publique qui réussit à éradiquer le rachitisme en Amérique du Nord dans les années 1930.63
En annexe 1, se trouve un tableau des aliments les plus riches en vitamine D, provenant du fichier des éléments nutritifs canadiens.
1.8 Quantification et valeurs seuils admises
Il existe jusqu’à présent une controverse sur la définition de la déficience ou de l’insuffisance en vitamine D. La déficience ou carence en vitamine D est définie comme une valeur sérique de 25(OH)D associée à des preuves histologiques de maladies osseuses telles que le rachitisme, ou l’ostéomalacie. Tandis que l’insuffisance en vitamine D correspond à une concentration sérique de 25(OH)D associée à l’altération de la PTH, qui, si elle persiste dans le temps, peut conduire à des fractures osseuses (ostéoporose chez les adultes).7, 64
Plusieurs auteurs s’accordent pour dire que le niveau de vitamine D optimal doit être d’au moins 75 nmol/l,65 et selon Bischoff-Ferrari, sur la base d’études épidémiologiques, le niveau 25(OH)D désirable pour une santé optimale des os chez les jeunes adultes et chez les personnes âgées serait de 75 à 100 nmol/l.66
Une insuffisance en vitamine D cause une malabsorption de calcium, conduisant à une hyperparathyroïdie secondaire. La relation entre la 25(OH)D et la PTH a largement été explorée dans la littérature pour définir ce qu’est un niveau optimal de vitamine D. Une corrélation négative
entre la PTH et la vitamine D a été observée par Chapuy parmi des hommes et des femmes en bonne santé âgés de 35 à 65 ans dans diverses régions de la France. Lorsque la concentration de 25(OH)D était inférieure à 78 nmol/l, la PTH commençait à augmenter.67 Dans une population de
femmes atteintes d’ostéoporose, le point le plus bas de la PTH était atteint lorsque la concentration de 25(OH)D était supérieure à 87.5 nmol/l.68 Dans une revue systématique Aloia et coll rapporte
que plusieurs études ont été réalisées pour évaluer la relation entre la PTH et la 25(OHD), et l’estimation du seuil de vitamine D était entre 40 et 50 nmol/l ou entre 70 et 80 nmol/l. Précisons que la plupart des études de la revue ne tenaient pas compte de l’apport calcique. La moitié des études suggérait un taux de vitamine D ≥ 50 nmol/l comme seuil optimal, et le tiers un seuil optimal entre 40-50 nmol/l.69
Notons que les valeurs de référence de la vitamine D dépendent de la population étudiée, de la saison au cours de laquelle les prélèvements ont été effectués, de la localisation géographique, de l’âge et de la pigmentation de la peau. La valeur optimale de vitamine D dépend aussi de la méthode de dosage employée.25 Plus récemment en effet, une revue de littérature a été publiée par Sai et coll.70 La revue comportait 70 articles qui rapportaient une relation entre la 25(OH)D et la
PTH. La plupart de ces publications décrivaient le niveau optimal de 25(OH)D comme celui auquel la PTH diminue et atteint un plateau. Une grande variabilité entre les niveaux de 25(OH)D auxquels la PTH diminuait pour atteindre un plateau ou était supprimé au maximum était observée. Globalement, le niveau optimal de vitamine D variait entre 25 et 150 nmol/l, avec des concentrations allant de 37.5 nmol/l à 50 nmol/l rapportées dans le plus grand nombre d’études (n = 18). Des analyses de sous-groupes ont également révélé des disparités selon l’âge, la région géographique et le genre. Bien que les résultats de cette revue montrent bien qu’il y a une variabilité entre les études, ceux-ci devraient être explorés de manière plus systématique par une méta-analyse.
Cependant, le dernier rapport de l’IOM sur la vitamine D et le calcium publié en 2011, recommande de considérer une valeur seuil de 50 nmol/L au delà de laquelle les concentrations de vitamine D sont suffisantes. Selon ce rapport, une déficience en vitamine D correspond à un seuil de vitamine D < 30 nmol/l et les personnes ayant un seuil inadéquat (30 – 50 nmol/l) sont potentiellement à risque.62
1.9 Méthodes de mesure de la vitamine D
En Amérique du Nord, les analystes doivent doser à la fois les deux types de vitamine (vitamine D2
deux types de vitamine D y est répandue, contrairement à l’Europe où la tendance est de ne déterminer que la quantité de vitamine D3.62 Les techniques de dosage de vitamine D ont évolué au
cours de ces quatre décennies, certaines méthodes manquent de sensibilité, de précision et l’on observe des variabilités allant de 15 % à 20 %.62
Les auteurs d’une étude incluant sept laboratoires différents, utilisant trois méthodes de dosages différentes [Radio-immunologique, chromatographie liquide haute performance (HPLC) et chimiluminescence], ont fait mesurer par chaque laboratoire des échantillons sanguins de 10 individus en bonne santé.71 La HPLC était utilisée comme méthode « gold standard » et les résultats
des autres laboratoires/méthodes lui étaient comparés. Les résultats rapportaient une variabilité significative des concentrations sériques de vitamine D entre les laboratoires (42.7 à 89 nmol/L, p<0.005). Toutefois, trois laboratoires ont montré des biais significatifs, comparativement au laboratoire utilisant la méthode HPLC. Bien que cette étude présentait des limitations sur le plan méthodologique comme la faible taille d’échantillon et le fait que toutes les méthodes existantes n’aient pas été prises en compte, les résultats restent pertinents.
La chromatographie liquide reste la méthode la plus recommandée, car elle a la capacité de déterminer les deux types de vitamine D, comparativement aux méthodes par chimiluminescence qui semblent détecter la vitamine D2 avec moins de précision.9 Selon le DEQAS (The international
Vitamin D Assessment Scheme), la plupart des kits commerciaux de dosage de 25(OH)D sont capables de produire des résultats fiables pour les échantillons contenant seulement la 25(OH)D3.
Cependant, les résultats sont opérateur-dépendant et la plupart des méthodes présentent des biais significatifs par rapport aux méthodes HPLC pour les échantillons avec une proportion importante de 25(OH)D2.72 La valeur de vitamine D utile pour caractériser l’insuffisance en vitamine D devrait
CHAPITRE II
PROBLÉMATIQUE
2.1 Déficience en vitamine D : Un problème de santé mondiale
L’insuffisance ou carence en vitamine D est un problème majeur de santé publique dans le monde. Elle est devenue épidémique dans beaucoup de pays, surtout dans les pays à hautes latitudes, car les apports alimentaires en vitamine D et les temps d’exposition au soleil sont faibles.7, 52, 54, 73, 74 On
estime à un milliard dans le monde, le nombre de personnes insuffisantes ou déficientes en vitamine D. Les jeunes adultes sont de plus en plus touchés par cette épidémie.11
Effectivement, plusieurs pays font état de cette épidémie : en Espagne, une étude récente de 2011 montre qu’un tiers de la population espagnole est à risque de déficience en vitamine D, avec un taux moyen de 56.1 nmol/l.75 En Allemagne, les résultats d’une enquête nationale de 1998 menée auprès de 1763 hommes et 2267 femmes âgées de 18-79 ans, montraient que le taux moyen de 25(OH)D était de 45.2 nmol/l chez les femmes et 44.7 nmol/l chez les hommes. Plus de la moitié des hommes (56.8 %) et des femmes (57.8 %) avaient des concentrations en vitamine D inférieures à 50 nmol/l. De plus, la population n’atteignait pas les seuils journaliers de vitamine D recommandés par la diète et la prise de suppléments.76 Les différentes études ci-dessus ont également montré des variations de
la concentration de vitamine D selon les saisons. Aux États-Unis, sur base des données de l’enquête du programme NHANES 2005-2006 (National Health and Nutrition Examination Survey) qui évalue l’état sanitaire et nutritionnel des enfants et adultes non institutionnalisés aux États-Unis, Forest & coll déduisent que 41.6 % de la population américaine est déficiente en vitamine D (≤ 50 nmol/l) avec un taux plus élevé chez les noirs (82 %), suivis par les hispanophones (69.2 %). L’étude avait porté sur 4495 sujets, et il n’y avait pas de précision quant à la période de prélèvement sanguin.77 Dans une revue de littérature, Prentice et coll rapportent qu’au Royaume-Uni, la
prévalence de l’insuffisance en vitamine D entre 1992-2001 (< 25 nmol/l) est en moyenne entre 5 et 20 % dans la plupart des groupes d’âge. Lorsque le seuil d’insuffisance de 50 nmol/l était considéré, la prévalence en vitamine D était entre 20 et 60 % à travers toute la population. Dans tous les groupes d’âge, excepté les personnes âgées vivant en institution, la prévalence était plus élevée en hiver et plus faible en été.61
Données canadiennes :
Au Canada, une enquête nationale sur les mesures de santé (ECMS) réalisée de 2007 à 2009 a permis de recueillir des mesures physiques directes de la santé et du bien-être auprès d’un échantillon de 5306 Canadiens représentatifs de la population nationale.78 Huit mille sept cent
soixante douze logements ont été sélectionnés et 69.6 % ont accepté de participer à l’enquête et 7483 personnes ont été retenues. Parmi les ménages répondants, 5604 personnes se sont présentées à un centre mobile pour que soient prises leurs mesures physiques, dont le dosage sérique de vitamine D. Environ 97 % de la population canadienne était représentée dans cette étude dont les données ont été recueillies sur une période de deux ans. La saisonnalité n’a pas été évaluée auprès d’un même échantillon d’individus à deux temps différents, mais auprès de deux échantillons d’individus différents selon les dates de prélèvement sanguin. Deux périodes de prélèvement, de novembre à mars (période minimale de la synthèse de la vitamine D) et d’avril à octobre (période optimale de la synthèse de la vitamine D) ont été ainsi définies. L’ECMS a également tenu compte des différences raciales; les participants étaient classés en race blanche et autre. La concentration moyenne de vitamine D chez les Canadiens âgés de 6 à 79 ans était de 67.7 nmol/l, les concentrations les plus faibles étant observées chez les 20-39 ans (65 nmol/l). Dans l’ensemble, les concentrations étaient plus élevées chez les femmes que chez les hommes. Environ 4.1 % de la population canadienne présentait une carence en vitamine D (< 27,5 nmol/l). Un peu plus de 10 % des Canadiens ont un niveau de vitamine D considéré comme inadéquat pour la santé osseuse (< 37,5 nmol/l). Seulement le tiers de la population canadienne présentait des valeurs de vitamine D optimales pour une bonne santé globale (> 75 nmol/l). De plus, cette étude suggère que le fait d’appartenir à la race blanche était associé à un taux élevé de vitamine D. Les concentrations de vitamine D variaient selon le mois du prélèvement sanguin, avec des concentrations plus élevées entre les mois d’avril et octobre et les plus basses entre novembre et mars. La fréquence de la consommation de lait était aussi positivement associée à la concentration en vitamine D. Cette étude était la première au Canada qui s’appuyait sur des mesures directes de la vitamine D dans un échantillon représentatif de la population. Depuis lors, les niveaux de vitamines D considérés comme optimaux pour la santé osseuse ont été révisés en 2010 par l’IOM, et une nouvelle étude canadienne a été réalisée en tenant compte des nouvelles recommandations de l’IOM.62 En effet,
cette étude a tenté de déterminer la prévalence de l’observation des nouvelles recommandations par la population canadienne, ainsi que le rôle de l’utilisation des suppléments. Globalement, 5.4 %, 12.7 % et 25.7 % des participants avaient respectivement une concentration de vitamine D en dessous de 30, 40 et 50 nmol/l. Les Canadiens non caucasiens avaient des concentrations de
vitamine D plus basses que les Canadiens caucasiens. Les consommateurs de suppléments avaient un taux de vitamine D significativement plus élevé que les non-utilisateurs de suppléments. La conclusion générale de cette étude est qu’un quart des Canadiens ne répondent pas aux apports nutritionnels recommandés (RDA, Recommended Dietary Allowance). L'utilisation de suppléments de vitamine D contribue à un meilleur statut de la 25(OH)D. Les Canadiens non caucasiens étaient à plus grand risque de ne pas atteindre les nouvelles recommandations de l’IOM. Plus d'un tiers des Canadiens non utilisateurs de suppléments ne répondait pas aux RDA en hiver. Cela suggère que les choix alimentaires actuels sont insuffisants pour maintenir la 25(OH)D à 50 nmol/l chez de nombreux Canadiens, surtout en hiver.
Le statut en vitamine D est meilleur en Amérique du Nord par rapport à l’Europe, et dans l’Europe, les pays nordiques sont les plus déficients en vitamine D; la carence en vitamine D est fréquente dans le Moyen-Orient, l’Inde, la Chine et le Japon. La déficience est moins fréquente dans le sud de l’Asie. Les hommes ont un meilleur statut en vitamine D que les femmes, et les groupes les plus à risques, sont les jeunes enfants, les femmes enceintes, les personnes âgées et les immigrants.74, 79
Peu d’études se sont penchées sur le statut en vitamine D des pays africains.
2.2 Le statut vitaminique chez les personnes de race noire
Malgré l’abondance de soleil dans les pays d’Afrique ou du Moyen-Orient, on y enregistre le plus grand taux de rachitisme dans le monde et une forte prévalence de la déficience en vitamine D. Dans plusieurs pays d’Afrique noire, cela s’explique par une forte pigmentation de la peau de ses habitants et par une forte carence en calcium associée à la déficience en vitamine D. La prévalence de l’hypovitaminose D a été observée dans plusieurs études menées dans le Moyen-Orient tels que le Liban, l’Iran ou l’Arabie Saoudite.52 Il existe très peu d’études qui ont investigué le statut
vitaminique des personnes de race noire vivant en Afrique. Une revue publiée en 2010 80 fait un état
des lieux de la prévalence de la déficience en vitamine D parmi les populations turques, marocaines, indiennes et africaines subsahariennes vivant en Europe versus leurs pays d’origine : de manière globale, le taux de vitamine D (évalué par des mesures directes de la 25(OH)D sérique) chez les immigrants non occidentaux qui vivent dans les pays occidentaux est faible comparativement à la population indigène occidentale. Le statut en vitamine D des populations turques, marocaines et indiennes, variait entre des concentrations similaires à celles des populations immigrées en Europe (faible) et des concentrations semblables ou plus élevées que celles des populations indigènes européennes (élevé). La revue relatait quelques études réalisées en Afrique subsaharienne. Les
auteurs d’une étude camerounaise réalisée auprès d’un échantillon de 152 personnes âgées entre 60-86 ans et dont l’objectif principal était d’évaluer la présence d’auto-anticorps spécifiques et non spécifiques d’organes, rapportent une concentration moyenne de 25(OH)D des participants de 53 ± 19 nmol/l,81 Les concentrations moyennes de 25(OH)D ont été mesurées sur un échantillon de 218
enfants nigérians âgés de 6 à 35 mois, et étaient de 64.2 ± 23.2 nmol/l. Aucun individu testé ne souffrait d’une carence en vitamine D (< 25 nmol/l).82 Dans le but d’investiguer le taux de
remodelage osseux (bone turnover) et l’homéostasie phosphocalcique, la vitamine D a été mesurée dans un échantillon de 103 femmes Gambiennes pré et post ménopausiques et 11 femmes en âge de procréer âgées de 25 ans et plus. Les concentrations de vitamine D variaient entre 73 ± 20 nmol et 113 ± 27 nmol/l, selon l’âge.83
Les modifications des habitudes de vie et notamment alimentaires des individus non caucasiens immigrants dans les pays à hautes latitudes, liées à un nouvel environnement, pourraient avoir des répercussions importantes sur leur statut vitaminique.
Selon les résultats d’une étude publiée en 2000, 51 % des immigrants venant de l’Afrique de l’Est et vivant à Melbourne avaient un taux de vitamine D < 25 nmol/l.84 Cette hypovitaminose était plus
fréquente chez les personnes qui y résidaient depuis longtemps, chez les personnes qui se couvraient lorsqu’elles étaient à l’extérieur et chez les femmes. La prévalence de l’hypovitaminose D observée dans un petit échantillon d’aborigènes du sud de l’Australie était élevée quelque soit la saison, hormis l’été.85 Toujours en Australie, Benson et coll rapportaient qu’entre 2004 et 2005, la
prévalence de la déficience en vitamine D (12,5-25 nmol/l) était de 40 à 80 % parmi les 7000 réfugiés que comptait l’Australie, dont 75 % étaient d’origine africaine.86 Les personnes à la peau
est noire ont un risque accru de présenter une déficience en vitamine D en raison de la forte pigmentation de leur peau. Lorsque l’exposition aux rayonnements UVB est suffisante, les individus de race noire peuvent produire des concentrations élevées de 25(OH)D. Mais selon les conditions normales de la plupart des pays de haute latitude de l’Amérique du Nord, les individus de race noire en bonne santé n’atteignent pas les concentrations optimales de 25(OH)D quelle que soit la période de l’année.87
La ville de Québec se situe à la latitude 46°-49°N. Il nous semble pertinent de documenter ces changements de vitamine D que subissent les étudiants.
CHAPITRE III
MÉTHODOLOGIE
3.1 Objectifs de l’étude
L’objectif général de la présente étude est d’évaluer les changements des concentrations de vitamine D selon les saisons (automne 2010, printemps 2011 et été 2011) dans une cohorte de jeunes adultes volontaires de race noire et de race blanche, recrutés dans le milieu universitaire et vivant dans la ville de Québec, Canada.
Les objectifs spécifiques sont d’évaluer les facteurs associés aux concentrations sériques de vitamine D et notamment, le temps passé à l’extérieur, la pigmentation de la peau, la quantité de graisse, et l’apport nutritionnel.
3.2 Devis et population à l’étude
Il s’agit d’une étude pilote de type observationnelle. Les participants sont des volontaires, recrutés à l’Université Laval et dans les centres de recherche universitaires affiliés. Nous avons constitué un échantillon de convenance, en arpentant les lieux communément fréquentés par les étudiants et en utilisant la liste d’envoi internet de l’Université Laval. Les participants de race noire ont été appariés pour l’âge (± 3 ans) et le sexe à des participants d’origine québécoise. Au total 76 participants dont 37 d’origine québécoise et 39 d’origine africaine (Afrique noire) ont participé à cette étude.
Les personnes ayant accepté l’invitation de participer à l’étude et répondant aux différents critères d’inclusion et d’exclusion devaient se présenter à l’Institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels (INAF) sur le campus de l’Université Laval, pour trois visites consécutives :
Automne 2010 : Le recrutement a commencé le 16 septembre 2010 et s’est terminé le 06 décembre 2010.
Fin de l’hiver 2011 : Les participants ont été revus pour la deuxième visite entre le 1er avril 2011 et le 11 mai 2011.
Fin de l’été 2011 : Les participants se sont présentés pour la troisième visite entre le 17 août 2011 et le 10 octobre 2011.
