Vitamine D : un rôle essentiel sur le fonctionnement de l’immunité

Le système immunitaire a pour mission de défendre l’organisme contre toute agression étrangère. C’est un système complexe capable de tolérer les éléments étrangers qui lui sont utiles et de détruire ceux qui lui sont nuisibles. Il participe ainsi à la lutte anti-infectieuse et à l’adaptation de l’homme dans son environnement. L’immunité innée est la première “ligne” de défense anti-infectieuse, alors que l’immunité acquise (production d’anticorps par exemple) n’est effective qu’après un délai. Elle est par ailleurs impliquée dans certaines maladies auto-immunes.

La pénétration d’un agent étranger (infectieux) entraîne l’activation des macrophages qui commencent leur travail de phagocytose.

Simultanément, les macrophages activés avertissent les lymphocytes B et T de l’agression.

A leur tour, les lymphocytes (T4) :

1. induisent la multiplication des lymphocytes B et stimulent leur production d’anticorps qui neutralisent l’agresseur (antigène),
2. induisent la multiplication des lymphocytes T cytotoxiques (killers) qui détruisent l’agresseur et les cellules contaminées.

Les deux lignées de lymphocytes gardent en mémoire l’agresseur. Les macrophages poursuivent leur travail de phagocytose pour éliminer tous les déchets ainsi produits. Les cellules immunitaires activées produisent des médiateurs pro et anti-inflammatoires.

Des défenses anti-infectieuses renforcées  

La relation entre un déficit en vitamine D et la susceptibilité aux infections est soupçonnée depuis plus d’un siècle, notamment devant les tableaux d’infections respiratoires présentées par les enfants atteints de rachitisme⁽¹⁾. Dès 1930 et avant l’avènement des premiers antituberculeux, les médecins prescrivaient de l’huile de foie de morue très riche en vitamine D aux patients atteints de tuberculose⁽²⁾.

Un mécanisme d’action dévoilé 

En 1980, Rook et de Crowle ont montré que la vitamine D accroît l’activité des macrophages dirigée contre Mycobacterium tuberculosis, le bacille responsable de la tuberculose^(3,4). Puis Liu et son équipe ont mis à jour le mécanisme clé expliquant cet effet⁽⁵⁾. Les macrophages activés en présence de Mycobacterium tuberculosisproduisent le matériel nécessaire (enzymes et récepteurs Vitamin D Receptor ou VDR) à la transformation de la 25(OH)D, en vitamine D active. A son tour, la 1,25(OH)2D, en se fixant sur les récepteurs VDR , induit la production de peptides anti-infectieux (cathelicidine par exemple), véritables antibiotiques naturels à large spectre d’activité (bactérie gram + et -, virus, champignons)⁽⁶⁾. De plus, la vitamine D module la production de cytokines pro et anti-inflammatoires par les cellules immunitaires.

Toutefois, l’ensemble de ces réactions en chaîne, bénéfiques à la lutte anti-infectieuse, ne peuvent se dérouler que si la concentration en 25(OH)D dans l’environnement des cellules immunitaires est suffisante.

Les enseignements des études d’observation  

Des études épidémiologiques ont montré l’existence d’une relation forte entre les variations saisonnières du statut en vitamine D d’une population et l’incidence et la gravité des pathologies infectieuses, notamment respiratoires et grippales^{(7, 8, 9)}.

De plus, une étude prospective récente, menée chez des adultes en bonne santé, établit un lien entre le statut vitaminique D et la fréquence des infections virales respiratoires durant la saison hivernale⁽¹⁰⁾. Dans ce travail mené durant l’automne-hiver 2009-2010, le fait d’avoir un taux de 25(OH)D égal ou supérieur à 38 ng/ml (95 nmol/l) était associé à un risque relatif de développer une infection respiratoire deux fois plus faible que si le taux est bas (p < 0,0001) et à une réduction du nombre de journées de maladie. Une carnation claire de la peau, un indice de masse corporelle peu élevé et une supplémentation en vitamine D étaient corrélés à des taux élevés de 25(OH)D.

De même, dans la grande enquête américaine, “Third National Health and Nutrition Examination Survey”, les apports de vitamine D étaient inversement corrélés à la fréquence des infections respiratoires hautes⁽¹¹⁾.

La vitamine D supérieure au placebo  

Les études d’intervention (vitamine D contre placebo) sont indispensables à la preuve d’un effet. Il en existe deux sortes, celles dont l’objectif n’était pas d’évaluer l’efficacité de la vitamine D sur la prévention des infections mais qui ont mis en évidence cet effet, et celles dont c’était l’objectif principal.

Ainsi, l’analyse post hoc d’une étude sur la prévention de l’ostéoporose chez des femmes noires américaines⁽¹²⁾ a montré une réduction significative des infections respiratoires et des grippes chez les femmes recevant une supplémentation en vitamine D (2000 UI/j (50 μg/j) ou 800 UI/j (20μg/j)) comparé à celles recevant un placebo ; cette réduction était plus importante dans le groupe 2000 UI/j que dans celui à 800 UI/j.

Une autre étude, conduite chez des femmes âgées de plus de 65 ans ayant eu récemment une fracture de hanche, évaluait le risque de chutes avec différents protocoles thérapeutiques (physiothérapie standard ou renforcée, vitamine D 2000 UI/j ou 800 UI/j)⁽¹³⁾.

Cette étude confirme le mauvais statut vitaminique de cette population : à l’inclusion, 50% des patients avait une concentration sérique  en 25(OH)D inférieure 12 ng/ ml et 97,7% inférieure à 30 ng/ml. Elle montre aussi que l’apport de 2000 UI/j de vitamine D réduit de 39% le nombre de réhospitalisations avec 60% de chutes moins graves et une réduction de 90% de l’incidence des infections.

Contrairement aux deux études précédentes, l’efficacité préventive sur les infections de la vitamine D était l’objectif principal d’un essai publié récemment⁽¹⁴⁾. De jeunes écoliers japonais (non vaccinés contre la grippe) recevaient soit 1200 UI/j (30 μg/j) de vitamine D, soit un placebo durant les mois d’hiver. Au terme de l’étude, les auteurs ont observé une réduction de 42% de l’incidence de la grippe dans le groupe ayant bénéficié de la supplémentation (p < 0,04). Par ailleurs, le nombre de crises d’asthme chez les enfants connus comme étant asthmatiques avait diminué de 83% dans le groupe vitamine D (p = 0,006).

Un espoir dans la prévention des maladies auto-immunes  

L’impact du statut en vitamine D sur la fréquence des maladies auto-immunes est suggéré par des données d’observation montrant un lien entre une plus grande fréquence de certaines maladies auto-immunes (diabète de type 1, sclérose en plaques (SEP), polyarthrite rhumatoïde) et le fait de vivre dans des pays éloignés de l’Equateur⁽¹⁵⁾ ou de ne pas s’exposer au soleil⁽¹⁶⁾ ou d’avoir des apports en vitamine D faibles⁽¹⁷⁾.

Des résultats très convaincants chez l’animal  

L’encéphalomyélite allergique expérimentale de la souris (EAE) est un bon modèle de maladies auto-immunes chez l’Homme, en particulier la sclérose en plaques ou le diabète de type 1. Ainsi plusieurs travaux ont montré que la 1,25(OH)2D peut atténuer ou même prévenir l’apparition de la maladie chez des souris EAE^{(18, 19, 20)}. De même, l’exposition des souris EAE à des rayons UVB supprime l’expression de la maladie ; cela améliore la fonction des lymphocytes T et augmente la production de cytokines immunosuppressives et anti-inflammatoires⁽²¹⁾.

Références :

(1) Khajavi et al. The rachitic lung: pulmonary findings in 30 infants and children with malnutritional rickets. Clin Pediatr 1977 16: 36-38.

(2) Martineau AR et al. Vitamin D in the treatment of pulmonary tuberculosis. J Steroid Biochem Mol Biol 2007 103: 793-798.

(3) Rook GA, Steele J, Fraher L, Barker S, Karmali R, O’Riordan J, and Stanford J. Vitamin D3, gamma interferon, and control of proliferation of Mycobacterium tuberculosis by human monocytes. Immunology. 1986 January; 57(1): 159–163.

(4) Crowle AJ, Ross EJ, May MH. Inhibition by 1,25(OH)2-vitamin D3 of the multiplication of virulent tubercle bacilli in cultured human macrophages. Infect Immun. 1987 December; 55(12): 2945–2950.

(5) Liu PT et al. Toll-like receptor triggering of a vitamin D-mediated human antimicrobial response. Science 2006; 311:1770-3).

(6) Ramanathan B et al. Cathelicidins microbicidal activity, mechanism of action, and roles in innate immunity. Microbes Infect 2002; 4:361-372.

(7) 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).

(8) Ginde AA et al. 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.

(9) Cannell JJ et al. Epidemic influenza and vitamin D. Epidemiol Infect 134: 1129-1140.

(10) Sabetta JR. Serum 25-hydroxyvitamin D and the incidence of acute viral respiratory tract infections in healthy adults. PLoS one June 2010, Vol 5, Issue 6.

(11) Ginde AA et al. Association between serum 25-hydroxyvitamin D level and upper respiratory tract infection in the third national health and nutrition examinationsurvey. Arch Intern Med 2009; 169: 384-90.

(12) A loia JF, Li Ng et al. Epidemic influenza and vitamin D. Epidemiol Infect 2007;135:1095-98.

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(14) Mitsuyoshi Urashima et al. Randomized trial of vitamin D supplementation to prevent seasonal influenza A in schoolchildren. Am J Clin Nutr 2010; 91: 1255-60.

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