Fonctions de la coenzyme de la vitamine B12

Contenu

Introduction

Eussen et al. (3) résument les fonctions de la vitamine B12 chez l’homme :

La vitamine B-12 est impliquée dans le métabolisme à un carbone, au cours duquel elle joue un rôle dans le transfert des groupes méthyle et les réactions de méthylation qui sont importantes pour la synthèse et le métabolisme des neurotransmetteurs et des phospholipides dans le système nerveux central. De plus, la vitamine B-12 est nécessaire à la synthèse des acides nucléiques et à l’hématopoïèse ainsi qu’au métabolisme des acides gras et des acides aminés dans le cycle mitochondrial de l’acide citrique. En plus de provoquer une anémie, la carence en vitamine B-12 a été associée à plusieurs troubles neurologiques, tels que la neuropathie, la myélopathie, la démence, la dépression, les troubles de la mémoire et les maladies cérébrovasculaires. Bien qu’une carence prolongée en vitamine B-12 puisse éventuellement entraîner des dommages neurologiques irréversibles et des troubles cognitifs, les stades précoces de la carence en vitamine B-12 – détectés par des concentrations plasmatiques élevées d’homocystéine totale et d’acide méthylmalonique et des concentrations réduites d’holotranscobalamine – peuvent entraîner des formes plus légères de déficience cognitive en l’absence d’anémie.

Fonctions B12

Dans les cellules des mammifères (1), il existe deux formes coenzymes différentes de la vitamine B12 (2):

  • Méthylcobalamine
    • Utilisée par l’enzyme méthionine synthase pour transformer l’homocystéine en méthionine. La méthionine est ensuite convertie en un important donneur de méthyle, la S-adénosylméthionine (SAM, alias SAMe)
  • 5′-déoxyadénosylcobalamine
    • Utilisée par l’enzyme méthylmalonyl-CoA mutase pour convertir le méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA

L’élimination de l’homocystéine

La méthionine est un acide aminé essentiel apporté par l’alimentation. Une partie de la méthionine est transformée en homocystéine et sans une quantité suffisante de vitamine B12, l’homocystéine s’accumule dans le sang. Bien qu’il ne s’agisse pas clairement d’un facteur causal, un taux élevé d’homocystéine est associé à une mort précoce, aux maladies cardiovasculaires et à la démence. Pour plus d’informations, voir Homocystéine et carence légère en B12 chez les végétaliens.

Anémie, ADN et folates

Traditionnellement, la carence en B12, résultant normalement de l’inaptitude à absorber la B12, était diagnostiquée en trouvant des globules rouges anormalement gros. Cette sorte d’anémie porte deux noms:

  • Anémie macrocytaire – volume corpusculaire moyen  ;(MCV)
  • Anémie mégaloblastique – globules rouges anormalement gros observés au microscope

La vitamine folate (alias acide folique) affecte les symptômes d’anémie de la carence en B12. Le folate est nécessaire pour transformer l’uracile en thymidine, un élément constitutif essentiel de l’ADN (4). L’ADN est nécessaire à la production et à la division des nouveaux globules rouges. La B12 est impliquée dans ce processus car en créant la méthylcobalamine (utilisée dans la réaction de l’homocystéine en méthionine), la B12 produit une forme de folate nécessaire à la fabrication de l’ADN. Si la B12 n’est pas disponible, cette forme de folate peut s’épuiser (ce qu’on appelle le piège à méthylfolate) et la production d’ADN ralentit (5). Voir le cheminement ci-dessous.Figure 1 : Cycle de la vitamine B12  ;(13)

Methionine-Homocysteine-Folate-B12 Cycle

Seul l’ARN est nécessaire pour produire l’hémoglobine présente dans les globules rouges. Contrairement à l’ADN, l’ARN ne nécessite pas de thymidine. Par conséquent, s’il n’y a pas suffisamment de folate, les nouveaux globules rouges (qui commencent comme de grandes cellules appelées réticulocytes) se divisent lentement, car ils dépendent de l’ADN pour se diviser. Dans le même temps, leur hémoglobine ne dépend que de l’ARN et elle est produite à un rythme normal. Cela entraîne la formation de gros globules rouges appelés macrocytes (46). Si un nombre suffisant de ces macrocytes s’accumule, il en résulte une anémie macrocytaire.

S’il y a de grandes quantités de folates entrants provenant de l’alimentation, l’organisme n’a pas besoin de compter sur la régénération des folates à partir du cycle B12. Au lieu de cela, il peut utiliser le folate alimentaire supplémentaire pour produire de l’ADN, prévenant ainsi l’anémie macrocytaire (voir la partie inférieure droite de la figure 1 ci-dessus). C’est pourquoi on dit que des apports élevés en folates  » masquent  » une carence en B12.

Pour compliquer encore les choses, une carence en fer entraîne des globules rouges de petite taille en raison d’une synthèse inadéquate de l’hémoglobine et peut s’opposer à des globules rouges anormalement gros donnant l’impression que la taille des cellules sanguines est normale lorsqu’il y a de multiples carences nutritionnelles (7).

Les cellules intestinales meurent aussi rapidement et sont remplacées par de l’ADN. Une carence en B12 peut s’aggraver d’elle-même car elle peut empêcher la production des cellules intestinales nécessaires à l’absorption de la B12.

L’absence d’anémie ne signifie pas que le statut B12 est sain

Traditionnellement, on se fiait à l’existence d’une anémie macrocytaire pour indiquer une carence en B12. Cependant, les troubles neurologiques dus à une carence en B12 se produisent couramment en l’absence d’une anémie macrocytaire.

Lindenbaum et al. (8) (1988, USA) ont examiné 141 cas de problèmes neurologiques dus à une carence en B12. 40 (28%) n’avaient pas d’anémie macrocytaire (une carence en fer a pu contribuer à un manque chez 6 patients, et un traitement par folates pourrait expliquer 2 autres). Ces 40 patients avaient des taux sériques de MMA très élevés (intervalle : ,76-187 µmol/l, 78 % > ; 2 µmol/l) et des taux d’homocystéine (23-289 µmol/l, 45 % > ; 100 µmol/l). Les traits caractéristiques des patients présentant une carence en B12 mais sans anémie macrocytaire comprenaient : une perte sensorielle, une incapacité à bouger les muscles avec souplesse (ataxie), une démence et des troubles psychiatriques. Ils présentaient également des taux de B12 limites (et parfois normaux) (voir tableau 1). Un patient est décédé au cours de la première semaine de traitement, mais les 39 autres ont bénéficié de la thérapie B12. Certains patients présentaient des anomalies résiduelles après des années de traitement.

TABLEAU 1. TAUX DE B12 CHEZ LES PATIENTS NEUROLOGIQUES SANS ANÉMIE MACROCYTAIRE (PG/ML)
Nombre de PatientsSérum B12
2> 200
16100-200
22< 100

Dans une étude coréenne de 2011, parmi 35 patients présentant une carence en vitamine B12, dont la plupart avaient des symptômes neurologiques, aucun ne présentait d’anémie (12).

Acide méthylmalonique (MMA)

La deuxième forme coenzyme de la B12, l’adénosylcobalamine, participe à la conversion du méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA. Lorsque la B12 n’est pas disponible, les niveaux de méthylmalonyl-CoA augmentent. Le méthylmalonyl-CoA est alors converti en acide méthylmalonique (MMA) qui s’accumule ensuite dans le sang et l’urine. Comme la B12 est la seule coenzyme nécessaire à cette voie, les taux de MMA sont les meilleurs indicateurs d’une carence en B12.

Des taux élevés de MMA peuvent également être causés par des défauts génétiques, une insuffisance rénale, un faible volume sanguin, des modifications des bactéries intestinales, une grossesse et une maladie de la thyroïde (910).

Pour plus d’informations sur l’acide méthylmalonique élevé, voir Minimiser les niveaux d’acide méthylmalonique.

Références

1. Scalabrino G. Subacute combined degeneration one century later. The neurotrophic action of cobalamin (vitamin B12) revisited. J Neuropathol Exp Neurol. 2001 Feb;60(2):109-20.

2. Seetharam B, Li N. Transcobalamin II and its cell surface receptor. Vitam Horm. 2000;59:337-66.

3. Eussen SJ, de Groot LC, Joosten LW, et al. Effect of oral vitamin B-12 with or without folic acid on cognitive function in older people with mild vitamin B-12 deficiency: a randomized, placebo-controlled trial. Am J Clin Nutr. 2006;84(2):361-370.

4. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology, 9th ed. Philadelphia, PA: W.B. Saunders, Co: 1996. p. 845-7.

5. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Harper’s Biochemistry, 24th ed. Appleton & Lange, 1996.

6. Groff J, Gropper S. Advanced Nutrition and Human Metabolism, 3rd ed. Wadsworth: 2000.

7. Herbert V. The 1986 Herman Award Lecture. Nutrition science as a continually unfolding story: the folate and vitamin B-12 paradigm. Am J Clin Nutr. 1987;46:387-402.

8. Lindenbaum J, Healton EB, Savage DG, Brust JC, Garrett TJ, Podell ER, Marcell PD, Stabler SP, Allen RH. Neuropsychiatric disorders caused by cobalamin deficiency in the absence of anemia or macrocytosis. N Engl J Med. 1988 Jun 30;318(26):1720-8.

9. Minet JC, Bisse E, Aebischer CP, Beil A, Wieland H, Lutschg J. Assessment of vitamin B-12, folate, and vitamin B-6 status and relation to sulfur amino acid metabolism in neonates. Am J Clin Nutr. 2000 Sep;72(3):751-7.

12. Kim HI, Hyung WJ, Song KJ, Choi SH, Kim CB, Noh SH. Oral vitamin B12 replacement: an effective treatment for vitamin B12 deficiency after total gastrectomy in gastric cancer patients. Ann Surg Oncol. 2011 Dec;18(13):3711-7.

13. References for Figure 1: Vitamin B12 CycleDeRose DJ, Charles-Marcel ZL, Jamison JM, Muscat JE, Braman MA, McLane GD, Keith Mullen J. Vegan diet-based lifestyle program rapidly lowers homocysteine levels. Prev Med. 2000 Mar;30(3):225-33.

Fenech M. Micronucleus frequency in human lymphocytes is related to plasma vitamin B12 and homocysteine. Mutat Res. 1999 Jul 16;428(1-2):299-304.

Groff J, Gropper S. Advanced Nutrition and Human Metabolism, 3rd ed. Wadsworth: 2000.

Herrmann W, Schorr H, Purschwitz K, Rassoul F, Richter V. Total homocysteine, vitamin b(12), and total antioxidant status in vegetarians. Clin Chem. 2001 Jun;47(6):1094-101.

Kirke PN, Molloy AM, Daly LE, Burke H, Weir DG, Scott JM. Maternal plasma folate and vitamin B12 are independent risk factors for neural tube defects. Q J Med. 1993 Nov;86(11):703-8.

Krajcovicova-Kudlackova M, Blazicek P, Kopcova J, Bederova A, Babinska K. Homocysteine levels in vegetarians versus omnivores. Ann Nutr Metab. 2000;44(3):135-8.

Loehrer FM, Schwab R, Angst CP, Haefeli WE, Fowler B. Influence of oral S-adenosylmethionine on plasma 5-methyltetrahydrofolate, S-adenosylhomocysteine, homocysteine and methionine in healthy humans. J Pharmacol Exp Ther. 1997 Aug;282(2):845-50.

Refsum H. Folate, vitamin B12 and homocysteine in relation to birth defects and pregnancy outcome. Br J Nutr. 2001 May;85 Suppl 2:S109-13.

Selhub J, Bagley LC, Miller J, Rosenberg IH. B vitamins, homocysteine, and neurocognitive function in the elderly. Am J Clin Nutr. 2000 Feb;71(2):614S-620S.

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