2020 : l’année de la vitamine D

Publié le 1 janvier 2021
Écrit par Véronique Bourbeau, ND.A, herboriste clinicienne

2020 : l’année de la vitamine D

Au cours des dernières décennies, plusieurs études ont démontré qu’une carence en vitamine D représentait un facteur de risque pour diverses maladies, dont l’ostéoporose et la dépression saisonnière1, 2. Plus récemment, les chercheurs ont découvert une autre facette majeure de cette vitamine : son action modulatrice sur le système immunitaire. Si la contribution de la vitamine D à la santé est mieux détaillée et comprise aujourd’hui, cette proposition ne date pourtant pas d’hier. Jadis, l’arrivée de la saison froide rimait avec le retour de l’iconique cuillère d’huile de foie de morue bien savoureuse ! Bien avant l’utilisation des antibiotiques, cette potion préventive des infections hivernales circulait non seulement dans nos familles, mais aussi dans les sanatoriums de l’époque, où l’on soignait la tuberculose et la consomption avec cette huile riche en vitamine D3, 4. 

Depuis, des études épidémiologiques ont démontré de fortes associations entre les variations saisonnières des taux de vitamine D et l’incidence de diverses maladies infectieuses, dont les infections respiratoires et la grippe5, 6. En effet, chez les personnes ayant une carence documentée en vitamine D, la réponse immunitaire serait affaiblie ou anormale, les rendant d’office plus susceptibles d’être victimes des flambées épidémiques saisonnières et de développer un degré accru de symptômes respiratoires graves7, 8, 9. Voyons ensemble pourquoi.

Le rôle premier du système immunitaire est d’assurer l’intégrité de l’organisme. Il travaille à éliminer les substances perçues comme étrangères (micro-organismes, cellules anormales, débris) tout en assurant la tolérance des différentes structures appartenant à l’individu. Une substance étrangère se nomme « antigène ». 

Les défenses de l’organisme sont structurées autour de deux voies : l’immunité innée et l’immunité adaptative. L’immunité innée représente la première ligne de défense contre les antigènes. Elle se compose des barrières naturelles (la peau, les muqueuses et leurs microbiotes, les sécrétions tissulaires telles que la salive, la sueur, le sébum, l’acide chlorhydrique de l’estomac), de mécanismes inflammatoires (fièvre, cytokines), de production de substances antimicrobiennes et de fonctions de nettoyage (phagocytose). La réponse innée est identique, quelle que soit la nature de l’antigène, et survient lorsque ce dernier demeure à l’extérieur des cellules de l’hôte. L’immunité adaptative intervient en second plan, lorsque l’antigène pénètre à l’intérieur de nos cellules. Elle entraîne une réponse spécifique à ce dernier via la création d’anticorps. Un anticorps est une protéine spéciale dotée du mandat de neutraliser les antigènes. Une fois produit, l’anticorps demeure en mémoire dans notre organisme ; nous appelons cela l’« immunisation ». C’est le principe de base visé par l’acte vaccinal. 

 

La vitamine D et l’immunité

La vitamine D se présente sous deux formes : inactive et active (aussi nommée « calcitriol »). Récemment, nous avons découvert que les reins ne seraient pas les seuls organes activateurs, mais que les cellules immunitaires représenteraient également des joueurs importants. Afin de renforcer leurs actions, les cellules immunitaires auraient la capacité, sur le site même de l’infection, de convertir les précurseurs de la vitamine D sous leur forme biologiquement active10, 11. Une fois activé localement, le calcitriol se lie à son récepteur (retrouvé également dans ces mêmes cellules immunitaires) et déclenche une cascade d’événements issus à la fois de l’immunité innée et de l’immunité adaptative, dont l’augmentation des sécrétions antimicrobiennes, la production de protéines antivirales, l’activation des cellules éliminatrices, la création et la libération d’anticorps, la modulation de la réponse inflammatoire (ni trop ni moins) et la réparation des tissus lésés. Ceci témoigne de l’importance de la vitamine D afin d’assurer une défense immunitaire énergique.

Lors d’une infection virale, c’est l’exubérance de la réponse immunitaire de l’hôte, plutôt que le pathogène lui-même, qui détermine la gravité clinique et le risque de mortalité associés aux maladies telles que la grippe12, 13 et la COVID-1914. L’infection par le SRAS-CoV-2 (virus responsable de la COVID-19) induit un fort dysfonctionnement du système immunitaire caractérisé par le développement d’une réponse inflammatoire intense chez l’hôte et la mise en place d’une affection potentiellement mortelle définie comme le « syndrome de libération de cytokines inflammatoires » (SLC). La dérégulation des réponses protectrices du système immunitaire ainsi que l’induction d’activités inefficaces dans différents types de cellules immunitaires peuvent mener au syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), principalement chez les personnes âgées15, 16. 

Parmi les fonctions utiles de la vitamine D se trouvent la réduction de la perméabilité pulmonaire aux envahisseurs17, la modulation à la baisse de facteurs inflammatoires nocifs (dont certaines cytokines) pouvant causer un rétrécissement des bronchioles, le renforcement musculaire (dont les muscles intercostaux sollicités lors d’infections respiratoires)18, l’amélioration du volume maximal d’air expiré (traduisant la capacité pulmonaire)19, l’induction de la mort des cellules infectées (apoptose) et la synthèse de radicaux libres visant à déstabiliser l’intrus20. 

Avec un taux optimal de vitamine D, les mécanismes de défense sont nettement améliorés, la gravité de l’infection est atténuée, la convalescence écourtée et la qualité de vie favorisée ! Ces avantages amènent plusieurs chercheurs à considérer l’utilisation de la vitamine D comme un adjuvant stratégique aux autres thérapeutiques utilisées actuellement21. Au cours de la première vague de COVID-19, une corrélation inverse entre les concentrations sanguines de vitamine D et la sévérité de la maladie est d’ailleurs ressortie comme significative dans plus de 20 pays22-26.

Des données épidémiologiques montrent que les sujets âgés, ou chroniquement malades, ont un risque plus élevé de décès à la suite d’une infection par le SRAS-CoV-2, par rapport aux individus plus jeunes ou en meilleure santé. En fait, ces personnes présentent un affaiblissement chronique de la réponse immunitaire induit par des dysfonctionnements qualitatifs / quantitatifs des différents intervenants issus à la fois de l’immunité innée et de l’immunité adaptative. Ceci se traduit par un déséquilibre en faveur des cytokines pro-inflammatoires (IL-1α, IL-2, IL-6, IL-8, IL-12, IFN-γ) par rapport aux anti-inflammatoires (IL-1 Ra, IL-4, IL-10, TGF-β)27, ce qui fragilise constamment leur condition immunitaire. Ce phénomène est amplifié au contact du SRAS-CoV2 et peut mener à une tempête cytokinique. Cette dernière prend place à la fois dans le sang et dans les poumons des personnes infectées. La tempête cytokinique est la forme la plus sévère du syndrome de libération de cytokines mentionné plus haut. Plus la tempête est forte, plus la maladie est alarmante et les lésions pulmonaires préocupantes28, 29. 

Par conséquent, la régulation de la réponse inflammatoire exagérée observée au cours de l’infection par le SRAS-CoV-2 représente un élément clé dans la stratégie pour contrer le virus et prévenir ses effets potentiellement mortels. Or, une carence en vitamine D est associée à des niveaux plus élevés de cytokines pro-inflammatoires, suggérant qu’un statut adéquat de cette vitamine pourrait contribuer à limiter leur synthèse et donc atténuer le sérieux de l’infection virale30-35. La vitamine D exerce également une action réparatrice des tissus alvéolaires pulmonaires (avec la contribution de la vitamine A)36. Puisqu’environ 20 % des personnes atteintes de la COVID-19 développent une pneumonie interstitielle accompagnée de lésions sévères, l’ajout de la vitamine D à l’arsenal thérapeutique classique semble, jusqu’à ce jour, favorable37. 

Les dernières années ont apporté un changement radical dans notre perspective sur la façon dont la vitamine D influence la santé. Les répercussions d’une carence en vitamine D sur le système immunitaire (inné et adaptatif) sont devenues plus claires. Dans une telle situation, il semble y avoir une susceptibilité accrue aux infections et une prédisposition à la flambée inflammatoire toxique. Plusieurs études appuient l’hypothèse selon laquelle la suffisance en vitamine D contribue à des fonctions immunorégulatrices et une réponse immunitaire équilibrée, particulièrement dans un contexte d’infection respiratoire d’origine virale. En ces temps de pandémie, l‘état des connaissances actuelles sur la vitamine D nous permet de croire que son statut sanguin représente l’un des facteurs qui influencent notre combativité face à la maladie.

 

RÉFÉRENCES

  1. Paul Lips, Natasja M.van Schoor. The effect of vitamin D on bone and osteoporosis. Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism, Volume 25, Issue 4, August 2011, Pages 585-591
  2. Alessandro Cuomo, Nicola Giordano et al. Depression and Vitamin D Deficiency: Causality, Assessment, and Clinical Practice Implications. Review Article – Neuropsychiatry (2017) Volume 7, Issue 5
  3. Williams C. On the use and administration of cod-liver oil in pulmonary consumption. London Journal of Medicine. 1849;1:1–18
  4. Martineau AR, Honecker FU, Wilkinson RJ, Griffiths CJ. Vitamin D in the treatment of pulmonary tuberculosis. J Steroid Biochem Mol Biol. 2007;103:793–798
  5. Grant WB. Variations in vitamin D production could possibly explain the seasonality of childhood respiratory infections in Hawaii. Pediatr Infect Dis J. 2008;27:853
  6. Cannell JJ, Vieth R, Umhau JC, et al. Epidemic influenza and vitamin D. Epidemiol Infect. 2006;134:1129–1140
  7. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. Adrian R Martineau,  David A Jolliffe,  Richard L Hooper et al. BMJ. 2017; 356: i6583. Published online 2017 Feb 15 
  8. Evidence that Vitamin D Supplementation Could Reduce Risk of Influenza and COVID-19 Infections and Deaths. William B Grant, Henry Lahore  et al. Nutrient. 2020 Apr 2;12(4):988
  9. Cannell JJ, Vieth R, Umhau JC, et al. Epidemic influenza and vitamin D. Epidemiol Infect. 2006;134:1129–40
  10. Sigmundsdottir H, Pan J, Debes GF, Alt C, Habtezion A, Soler D, Butcher EC. DCs metabolize sunlight-induced vitamin D3 to ‘program’ T cell attraction to the epidermal chemokine CCL27. Nat Immunol 2007; 8: 285-293. 25
  11. Hewison M, Freeman L, Hughes SV, Evans KN, Bland R, Eliopoulos AG, Kilby MD, Moss PA, Chakraverty R. Differential regulation of vitamin D receptor and its ligand in human monocyte-derived dendritic cells. J Immunol 2003; 170: 5382-5390
  12. Kobasa D, Takada A, Shinya K, et al. Enhanced virulence of influenza A viruses with the haemagglutinin of the 1918 pandemic virus. Nature. 2004;431:703–707
  13. Cheung CY, Poon LL, Lau AS, et al. Induction of proinflammatory cytokines in human macrophages by influenza A (H5N1) viruses: a mechanism for the unusual severity of human disease? Lancet. 2002;360:1831–1837
  14. Sirio Fiorino, Claudio Gallo, Maddalena Zippi et al. Cytokine storm in aged people with CoV-2: possible role of vitamins as therapy or preventive strategy. Aging Clin Exp Res. 2020 Aug 31 : 1–17
  15. Chan JF, Kok KH, Zhu Z, et al. Genomic characterization of the 2019 novel human-pathogenic coronavirus isolated from a patient with atypical pneumonia after visiting Wuhan. Emerg Microbes Infect. 2020;9:221–236. doi: 10.1080/22221751.2020.1719902
  16. Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. China Novel Coronavirus I, Research T (2020) a novel coronavirus from patients with pneumonia in China. N Engl J Med. 2019;382:727–733. doi: 10.1056/NEJMoa2001017
  17. Schwalfenberg, G.K. A review of the critical role of vitamin D in the functioning of the immune system and the clinical implications of vitamin D deficiency. Mol. Nutr. Food Res. 2011, 55, 96–108
  18. Pfeifer M, Begerow B, Minne HW. Vitamin D and muscle function. Osteoporos Int. 2002;13:187–94. Et Hopkinson NS, Li KW, Kehoe A, et al. Vitamin D receptor genotypes influence quadriceps strength in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Clin Nutr. 2008;87:385–90
  19. Holick MF, Chen TC. Vitamin D deficiency: a worldwide problem with health consequences. Am J Clin Nutr. 2008;87:1080S–6S
  20. Hewison M. Antibacterial effects of vitamin D. Nat Rev Endocrinol 2011;7:337-45. 10.1038/nrendo.2010.226
  21. Martineau AR, Jolliffe DA, Hooper RL, Greenberg L, Aloia JF, Bergman P, Dubnov-Raz G, Esposito S, Ganmaa D, Ginde AA, Goodall EC, Grant CC, Griffiths CJ, Janssens W, Laaksi I, Manaseki-Holland S, Mauger D, Murdoch DR, Neale R, Rees JR, Simpson S Jr, Stelmach I, Kumar GT, Urashima M, Camargo CA Jr. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. BMJ 2017; 356: i6583
  22. Exploring the Links Between Coronavirus and Vitamin D. Anahad O’Connor. New York times, june 10, 2020
  23. More evidence on vitamin D deficiency and death rates from COVID-19. Sally Robertson, B.Sc.Jul 2 2020, News Medical Life Science, July 2, 2020  
  24. Laaksi I, Ruohola JP, Tuohimaa P, Auvinen A, Haataja R, Pihlajamäki H, Ylikomi T. An association of serum vitamin D concentrations < 40 nmol/L with acute respiratory tract infection in young Finnish men. Am J Clin Nutr 2007; 86: 714-717. 31
  25. Ginde AA, Mansbach JM, Camargo CA. Association between serum 25-hydroxyvitamin D level and upper respiratory tract infection in the Third National Health and Nutrition Examination Survey. Arch Intern Med 2009; 169: 384-390. 32
  26. Cannell JJ, Vieth R, Willett W, Zasloff M, Hathcock JN, White JH, Tanumihardjo SA, Larson-Meyer DE, Bischoff-Ferrari HA, Lamberg-Allardt CJ, Lappe JM, Norman AW, Zittermann A, Whiting SJ, Grant WB, Hollis BW, Giovannucci E. Cod liver oil, vitamin A toxicity, frequent respiratory infections, and the vitamin D deficiency epidemic. Ann Otol Rhinol Laryngol 2008; 117: 864-870
  27. Vitlic A, Lord JM, Phillips AC. Stress, ageing and their influence on functional, cellular and molecular aspects of the immune system. Age (Dordr) 2014;36:9631. doi: 10.1007/s11357-014-9631-6
  28. DeDiego ML, Nieto-Torres JL, Jimenez-Guardeno JM, et al. Coronavirus virulence genes with main focus on SARS-CoV envelope gene. Virus Res. 2014;194:124–137. doi: 10.1016/j.virusres.2014.07.024
  29. Hsueh PR, Chen PJ, Hsiao CH, et al. Medicine SRGoNTUCo, National Taiwan University H Patient data, early SARS epidemic Taiwan. Emerg Infect Dis. 2004;10:489–493. doi: 10.3201/eid1003.030571
  30. Almerighi C, et al. 1Alpha,25-dihydroxyvitamin D3 inhibits CD40L-induced pro-inflammatory and immunomodulatory activity in human monocytes. Cytokine. 2009;45(3):190–7
  31. D’Ambrosio D, Cippitelli M, Cocciolo MG, et al. Inhibition of IL-12 production by 1,25-dihydroxyvitamin D3. involvement of NF-kappaB downregulation in transcriptional repression of the p40 gene. J Clin Invest. 1998;101:252–262. doi: 10.1172/JCI1050
  32. Harant H, Andrew PJ, Reddy GS, Foglar E, Lindley IJ. 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 and a variety of its natural metabolites transcriptionally repress nuclear-factor-kappaB-mediated interleukin-8 gene expression. Eur J Biochem. 1997;250:63–71. doi: 10.1111/j.1432-1033.1997.00063.x
  33. Harant H, Wolff B, Lindley IJ. 1Alpha,25-dihydroxyvitamin D3 decreases DNA binding of nuclear factor-kappaB in human fibroblasts. FEBS Lett. 1998;436:329–334. doi: 10.1016/s0014-5793(98)01153-3
  34. Khazim K, Azulay EE, Kristal B, Cohen I. Interleukin 1 gene polymorphism and susceptibility to disease. Immunol Rev. 2018;281:40–56. doi: 10.1111/imr.12620
  35. Shen F, Hu Z, Goswami J, Gaffen SL. Identification of common transcriptional regulatory elements in interleukin-17 target genes. J Biol Chem. 2006;281:24138–24148. doi: 10.1074/jbc.M604597200
  36. Dancer RC, Parekh D, Lax S, et al. Vitamin D deficiency contributes directly to the acute respiratory distress syndrome (ARDS) Thorax. 2015;70:617–624. doi: 10.1136/thoraxjnl-2014-206680
  37. Remmelts HH, van de Garde EM, Meijvis SC, et al. Addition of vitamin D status to prognostic scores improves the prediction of outcome in community-acquired pneumonia. Clin Infect Dis. 2012;55:1488–1494. doi: 10.1093/cid/cis751

Articles consultés:

Sirio Fiorino,Claudio Gallo, Maddalena Zippi et al. Cytokine storm in aged people with CoV-2: possible role of vitamins as therapy or preventive strategy. Aging Clin Exp Res. 2020 Aug 31 : 1–17.

doi: 10.1007/s40520-020-01669-y

Adrian R Martineau,  David A Jolliffe,  Richard L Hooper et al. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. BMJ. 2017; 356: i6583. Published online 2017 Feb 15. doi: 10.1136/bmj.i6583

Cynthia Aranow, MD. Vitamin D and the Immune System. J Investig Med. 2011 Aug; 59(6): 881–886.

doi: 10.231/JIM.0b013e31821b8755

Alexandra V. Yamshchikov, MD, Nirali S. Desai, MD et al. Vitamine D for treatment and prevention of infectious diseases: a systemic review of randomized controlled trials. Endocr Pract. 2009 Jul–Aug; 15(5): 438–449.doi: 10.4158/EP09101.ORR

D A Hughes and R Norton. Vitamin D and respiratory health. Clin Exp Immunol. 2009 Oct; 158(1): 20–25.

doi: 10.1111/j.1365-2249.2009.04001.x

Venu Lagishetty, Nancy Q. Liu, and Martin Hewison Vitamin D metabolism and innate immunity. Mol Cell Endocrinol. 2011 Dec 5; 347(1-2): 97–105.

Published online 2011 Jun 1. doi: 10.1016/j.mce.2011.04.015

Christina T. Fiske, Amondrea Blackman et al. Increased vitamin D receptor expression from macrophages after stimulation with M. tuberculosis among persons who have recovered from extrapulmonary tuberculosis. BMC Infect Dis. 2019; 19: 366. Published online 2019 Apr 30. doi: 10.1186/s12879-019-3958-7

Fermer

Inscrivez-vous à l'infolettre