Les vitamines liposolubles A, D, E et K sont des composés hydrophobes qui nécessitent des graisses alimentaires et des sels biliaires pour leur absorption. Elles sont transportées dans les chylomicrons, stockées dans le foie et le tissu adipeux, et peuvent s’accumuler à des niveaux toxiques en cas d’apport excessif.

Vitamine A

La vitamine A désigne le rétinol, le rétinal et l’acide rétinoïque. Le bêta-carotène, un caroténoïde provitamine présent dans les plantes, est clivé par la bêta-carotène dioxygénase pour produire le rétinal. Le rétinol est la forme de transport, le rétinal est essentiel pour la vision, et l’acide rétinoïque régule l’expression génique par l’intermédiaire des récepteurs nucléaires de l’acide rétinoïque et des récepteurs X des rétinoïdes.

Dans la vision, le 11-cis-rétinal est le chromophore de la rhodopsine dans les photorécepteurs à bâtonnets. L’absorption de la lumière isomérise le 11-cis-rétinal en tout-trans-rétinal, déclenchant une cascade de signalisation qui aboutit à un influx nerveux. L’acide rétinoïque régule l’expression génique dans le développement embryonnaire, la fonction immunitaire et la différenciation cellulaire. La vitamine A se trouve dans le foie, les produits laitiers et les aliments enrichis, tandis que les caroténoïdes sont abondants dans les légumes orange et verts.

La cécité nocturne est le symptôme le plus précoce de la carence, suivie de la xérophtalmie, des taches de Bitot et de l’ulcération cornéenne. La carence en vitamine A est une cause majeure de cécité évitable chez les enfants. L’excès de vitamine A provoque une hypervitaminose A avec céphalées, lésions hépatiques et tératogénicité.

Vitamine D

La vitamine D est produite dans la peau à partir du 7-déhydrocholestérol, un intermédiaire du métabolisme du cholestérol, lors de l’exposition aux ultraviolets B, ou obtenue à partir de sources alimentaires. Elle est convertie en 25-hydroxyvitamine D dans le foie et en la forme active 1,25-dihydroxyvitamine D dans le rein. Le cholécalciférol est la forme produite dans la peau, tandis que l’ergocalciférol provient de sources végétales.

La vitamine D active se lie au récepteur de la vitamine D, un récepteur nucléaire qui régule l’homéostasie du calcium et du phosphate. Elle augmente l’absorption intestinale du calcium et du phosphate, favorise la minéralisation osseuse et régule la sécrétion de parathormone. La vitamine D a également des effets immunomodulateurs et anti-prolifératifs.

La carence provoque le rachitisme chez les enfants, caractérisé par des os mous et déformés, et l’ostéomalacie chez les adultes avec douleurs osseuses et faiblesse. L’insuffisance en vitamine D est répandue et contribue au risque d’ostéoporose. La toxicité provoque une hypercalcémie, une néphrocalcinose et des calculs rénaux.

Vitamine E

La vitamine E comprend huit tocophérols et tocotriénols, l’alpha-tocophérol ayant la plus grande activité biologique. C’est le principal antioxydant liposoluble, protégeant les acides gras polyinsaturés des membranes de la peroxydation lipidique. La vitamine E donne un atome d’hydrogène aux radicaux peroxyles lipidiques, terminant la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique.

La vitamine E se trouve dans les huiles végétales, les noix, les graines et les légumes à feuilles vertes. La carence est rare mais survient dans les syndromes de malabsorption des graisses et dans les troubles génétiques affectant la protéine de transfert de l’alpha-tocophérol. La carence provoque une neuropathie périphérique, une faiblesse musculaire et une anémie hémolytique. Les doses élevées sont bien tolérées mais peuvent interférer avec le métabolisme de la vitamine K.

Vitamine K

La vitamine K est un cofacteur pour la gamma-glutamyl carboxylase, qui convertit des résidus glutamate spécifiques en gamma-carboxyglutamate dans les protéines vitamine K-dépendantes. Cette modification est essentielle pour la liaison du calcium par ces protéines. Les protéines vitamine K-dépendantes comprennent les facteurs de coagulation II, VII, IX et X, et les protéines anticoagulantes C et S. L’ostéocalcine, une protéine de la matrice osseuse, nécessite également la gamma-carboxylation.

La phylloquinone des légumes à feuilles vertes et les ménaquinones de la synthèse bactérienne intestinale fournissent la vitamine K. La warfarine et les anticoagulants apparentés inhibent la vitamine K époxyde réductase, bloquant le recyclage de la vitamine K et altérant la synthèse des facteurs de coagulation. Les nouveau-nés reçoivent une prophylaxie à la vitamine K pour prévenir la maladie hémorragique en raison de l’intestin stérile et des faibles réserves. La carence provoque des ecchymoses faciles, des saignements et une altération de la minéralisation osseuse.