L'exposition insuffisante à la lumière solaire prédispose à la carence en vitamine D. La carence induit des troubles de la minéralisation osseuse, entraînant le rachitisme chez l'enfant et l'ostéomalacie chez l'adulte et peut contribuer à l'ostéoporose. Le diagnostic repose sur la mesure du taux sérique en 25(OH)D (D2 + D3). Le traitement comprend généralement la vitamine D orale; et au besoin une supplémentation en calcium et en phosphate. La prévention est souvent possible. Les pathologies héréditaires induisent rarement une altération du métabolisme de la vitamine D (et donc une dépendance).
La carence en vitamine D est fréquente dans le monde. Un déficit en vitamine D est souvent la cause du rachitisme et de l'ostéomalacie, qui peuvent également être la conséquence d'autres affections comme des pathologies rénales chroniques, rénales tubulaires, le rachitisme familial hypophosphatémique (résistant à la vitamine D), l'acidose métabolique chronique, l'hyperparathyroïdie, hypoparathyroïdie, un régime alimentaire inadapté en calcium et des pathologies ou des médicaments qui altèrent la minéralisation de la matrice osseuse.
La carence en vitamine D entraîne une hypocalcémie, qui stimule la production de PTH (parathormone), induisant une hyperparathyroïdie. L'hyperparathyroïdie augmente l'absorption, la mobilisation osseuse et la conservation rénale de calcium mais augmente l'excrétion de phosphate. Il s'ensuit que la concentration plasmatique de calcium peut être normale, mais en raison de l'hypophosphatémie, la minéralisation osseuse est perturbée.
Physiologie de la carence et de la dépendance à la vitamine D
La vitamine D a 2 formes principales:
D2 (ergocalciférol)
D3 (cholécalciférol): cette dernière est la forme naturelle et la forme utilisée pour la supplémentation à faible dose
La vitamine D3 est synthétisée au niveau de la peau par exposition à la lumière solaire (rayonnement ultraviolet B) et apportée dans l'alimentation principalement dans les huiles de foie de poisson de mer (voir tableau Sources, fonctions et effets des vitamines). Dans certains pays, le lait et d'autres aliments sont enrichis en vitamine D. Le lait maternel est faible en vitamine D et ne contient en moyenne que 10% de la quantité de vitamine D contenue dans le lait de vache enrichi.
Les taux de vitamine D peuvent diminuer avec le vieillissement en raison d'un déclin de sa synthèse au niveau de la peau. Utiliser un écran solaire et une pigmentation dermique foncée réduit également la synthèse cutanée de vitamine D.
La vitamine D est une prohormone dont plusieurs métabolites sont actifs et se comportent comme des hormones. La vitamine D est métabolisée par le foie en 25(OH)D (calcifédiol, calcidiol, 25-hydroxycholécalciférol ou 25-hydroxyvitamine D), qui est ensuite converti par les reins en 1,25-dihydroxyvitamine D (1,25-dihydroxycholécalciférol, calcitriol ou hormone vitamine D active). La 25(OH)D, forme principale en circulation, a une activité métabolique, mais la 1,25-dihydroxyvitamine D est métaboliquement plus active. La conversion en 1,25-dihydroxyvitamine D est régulée par sa propre concentration, l'hormone parathyroïdienne (PTH), et les concentrations du calcium et phosphate sériques.
La vitamine D impacte plusieurs organes (voir tableau Rôle de la vitamine D et de ses métabolites), mais augmente principalement l'absorption de calcium et de phosphore de l'intestin et favorise la formation et la minéralisation des os.
La vitamine D et ses analogues peuvent être utilisés pour traiter le psoriasis, l'hypoparathyroïdie et l'ostéodystrophie rénale. L'utilité de la vitamine D dans la prévention de la leucémie et des cancers du sein, de la prostate, du côlon et d'autres n'a pas été prouvée, ni son efficacité dans le traitement de divers autres troubles non-squelettiques de l'adulte (1–3). La supplémentation en vitamine D ne traite pas ou ne prévient pas efficacement la dépression ou les maladies cardiovasculaires (4, 5). Certaines données suggèrent que les apports journaliers recommandés combinés de vitamine D et de calcium réduisent le risque de fractures (6, 7) et de chutes (8), mais principalement chez les patients qui présentent une carence en vitamine D. Les causes des chutes étant multifactorielles, d'autres études n'ont pas montré que les suppléments de vitamine D à eux seuls réduisaient les chutes chez les personnes âgées (9).
(Voir aussi Revue générale sur les vitamines.)
Références pour la physiologie
1. Autier P, Mullie P, Macacu A, et al: Effect of vitamin D supplementation on non-skeletal disorders: A systematic review of meta-analyses and randomised trials. Lancet Diabetes Endocrinol 5 (12):986–1004, 2017. doi: 10.1016/S2213-8587(17)30357-1
2. Manson JE, Cook NR, Lee IM, et al: Vitamin D supplements and prevention of cancer and cardiovascular disease. N Engl J Med 380(1):33-44, 2019. doi: 10.1056/NEJMoa1809944
3. Cianferotti L, Bertoldo F, Bischoff-Ferrari HA, et al: Vitamin D supplementation in the prevention and management of major chronic diseases not related to mineral homeostasis in adults: research for evidence and a scientific statement from the European Society for Clinical and Economic aspects of Osteoporosis and Osteoarthritis (ESCEO). Endocrine 56:245-261, 2017. doi:10.1007/s12020-017-1290-9
4. Okereke OI, Reynolds CF 3rd, Mischoulon D, et al: Effect of long-term vitamin D3 supplementation vs placebo on risk of depression or clinically relevant depressive symptoms and on change in mood scores: A randomized clinical trial. JAMA 324(5):471-480, 2020. doi: 10.1001/jama.2020.10224
5. Barbarawi M, Kheiri B, Zayed Y, et al: Vitamin D supplementation and cardiovascular disease risks in more than 83,000 individuals in 21 randomized clinical trials: A meta-analysis [published correction appears in JAMA Cardiol 2019 Nov 6]. JAMA Cardiol 4(8):765-776, 2019. doi: 10.1001/jamacardio.2019.1870
6. Yao P, Bennett D, Mafham M, et al: Vitamin D and calcium for the prevention of fracture: A systematic review and meta-analysis. JAMA Netw Open 2(12):e1917789, 2019. doi:10.1001/jamanetworkopen.2019.17789
7. Kong SH, Jang HN, Kim JH, et al: Effect of vitamin D supplementation on risk of fractures and falls according to dosage and interval: a meta-analysis. Endocrinol Metab 37:344-358, 2022. doi:10.3803/EnM.2021.1374
8. Ling Y, Xu F, Xia X, et al: Vitamin D supplementation reduces the risk of fall in the vitamin D deficient elderly: an updated meta-analysis. Clin Nutr 40:5531-5537, 2021. doi:10.1016/j.clnu.2021.09.031
9. Appel LJ, Michos ED, Mitchell CM, et al: The effects of four doses of vitamin D supplements on falls in older adults: a response-adaptive, randomized clinical trial. Ann Intern Med 174:145-156, 2021. doi:10.7326/M20-3812
Étiologie de la carence et de la dépendance à la vitamine D
La carence en vitamine D peut résulter de:
L'exposition insuffisante à la lumière solaire
Apport insuffisant en vitamine D
Absorption réduite de la vitamine D
Métabolisme anormal de la vitamine D
Résistance aux effets de la vitamine D
Exposition ou apports insuffisants
L'exposition insuffisante à la lumière solaire ou l'utilisation d'un écran solaire et un apport inadéquat simultanés induisent une carence clinique. Les sujets à risque comprennent
Les personnes âgées (qui sont souvent sous-alimentées et ne s'exposent pas assez au soleil)
Certaines populations (p. ex., femmes et enfants qui ne sortent pas de chez eux ou qui portent des vêtements qui couvrent le corps entier et le visage)
L'insuffisance des réserves en vitamine D est fréquente chez les personnes âgées, en particulier celles qui sont confinées chez elles, placées en institutions ou hospitalisées ou qui ont eu une fracture de hanche.
L'exposition solaire directe recommandée est de 5 à 15 min (dose subérythémale) sur les bras et les jambes ou le visage, les bras et les mains, au moins 3 fois/semaine. Cependant, de nombreux dermatologues déconseillent d'augmenter l'exposition au soleil car le risque de cancer de la peau augmente.
Absorption réduite
La malabsorption peut priver l'organisme de vitamine D alimentaire; seule une petite quantité de 25(OH)D est retrouvée dans le cycle entérohépatique.
Métabolisme anormal
La carence en vitamine D peut être la conséquence de troubles dans la production de 25(OH)D ou 1,25-dihydroxyvitamine D. Les personnes souffrant d'une maladie rénale chronique peuvent développer un rachitisme ou une ostéomalacie du fait d'une diminution de la production rénale de 1,25-dihydroxyvitamine D et des taux de phosphate élevés. Un dysfonctionnement hépatique peut également perturber la production de métabolites actifs de la vitamine D.
Le rachitisme héréditaire dépendant de la vitamine D de type I est un trouble autosomique récessif caractérisé par l'absence ou l'insuffisance de la conversion de la 25(OH)D en 1,25-dihydroxyvitamine D dans les reins. Dans l'hypophosphatémie familiale liée à l'X, une diminution de la réabsorption du phosphate du filtrat glomérulaire dans le rein avec des taux bas ou inappropriés de 1,25-dihydroxyvitamine D induit des déformations osseuses.
De nombreux antiépileptiques et l'utilisation de glucocorticoïdes augmentent le besoin de supplémentation en vitamine D.
Résistance aux effets de la vitamine D
Le rachitisme héréditaire dépendant de la vitamine D de type II existe sous différentes formes et est dû à la mutation du récepteur de la 1,25-dihydroxyvitamine D. Ce récepteur affecte le métabolisme de la 1,25-dihydroxyvitamine D dans l'intestin, les reins, les os et d'autres cellules. Dans ce trouble, l'1,25-dihydroxyvitamine D bien qu'abondante est inefficace car son récepteur n'est pas fonctionnel.
Symptomatologie de la carence et de la dépendance à la vitamine D
La carence en vitamine D peut entraîner des douleurs et une faiblesse musculaire et des douleurs osseuses à tout âge.
La carence en vitamine D chez la femme enceinte entraîne une carence chez le fœtus. Parfois, une carence suffisamment sévère pour entraîner une ostéomalacie maternelle, induit un rachitisme associé à des lésions métaphysaires chez le nouveau-né.
Chez les jeunes nourrissons, le rachitisme induit un ramollissement de la totalité du crâne (craniotabès). Lorsqu'ils sont palpés, l'occiput et les os pariétaux postérieurs peuvent s'indenter facilement.
Chez les nourrissons plus âgés souffrant de rachitisme, l'apprentissage de la position assise et la marche à quatre pattes sont retardés, ainsi que la fermeture de la fontanelle; on observe une bosse sur le crâne et un épaississement costochondral. Un épaississement costochondral donne un aspect saillant, comme un collier de perles, latéralement le long de la paroi thoracique (chapelet rachitique).
De 1 à 4 ans, on remarque un élargissement des cartilages de conjugaison aux extrémités inférieures du radius, du cubitus, du tibia et du péroné; une cyphoscoliose se développe, et la marche est retardée.
Chez les grands enfants et les adolescents, la marche est pénible; dans les cas extrêmes se développent des difformités telles que des genoux arqués et cagneux. Les os du bassin peuvent s'aplatir, rétrécissant le canal de naissance chez les adolescentes.
La tétanie rachitique est due à l’hypocalcémie et peut accompagner la carence en vitamine D chez l’enfant et l’adulte. La tétanie peut entraîner des paresthésies des lèvres, de la langue et des doigts; un spasme carpopédal et du visage; et, en cas de carence très sévère, des crises épileptiques. La carence maternelle peut induire une tétanie chez le nouveau-né.
L'ostéomalacie prédispose aux fractures. Chez la personne âgée, les fractures de la hanche peuvent résulter d'un traumatisme minime.
Diagnostic de la carence et dépendance à la vitamine D
Taux des 25(OH)D (D2 + D3)
Le déficit en vitamine D peut être suspecté à partir de l'un des critères suivants:
Anamnèse d'exposition à la lumière ou apport alimentaire insuffisants
Symptomatologie du rachitisme, de l'ostéomalacie ou de la tétanie néonatale
Modifications osseuses caractéristiques visibles sur les rx
Les rx du radius et du cubitus ainsi que des taux sériques de calcium, phosphates, phosphatase alcaline, PTH et 25(OH)D sont nécessaires pour différencier la carence en vitamine D d'autres causes de déminéralisation de l'os.
L'évaluation du statut en vitamine D et des tests sérologiques de la syphilis peuvent être envisagés chez les nourrissons qui présentent un craniotabès en fonction de l'histoire et de l'examen clinique, mais dans la plupart des cas les craniotabès se résolvent spontanément. Le rachitisme peut être distingué de la chondrodystrophie qui se caractérise par une grosse tête, des membres courts, des os épais et une calcémie, phosphatémie et des phosphatases alcalines normales.
La tétanie due au rachitisme infantile peut être impossible à différencier cliniquement de convulsions liées à d'autres causes. Les examens sanguins et la clinique permettent de les différencier.
Rx
Les modifications des os, observées sur les rx, précèdent les signes cliniques. Dans le rachitisme, les anomalies sont plus visibles aux extrémités distales du radius et du cubitus. Les métaphyses perdent leurs contours aigus et nets; ils sont en forme de coupe et montrent une raréfaction sporadique ou dentelée. Plus tard, les extrémités distales du radius et du cubitus se décalcifient et deviennent radiotransparentes, la distance entre elles et les os métacarpiens semble augmentée. Ailleurs, la matrice osseuse devient également plus radiotransparente. Les déformations caractéristiques sont dues à la courbure des os au niveau des jonctions entre diaphyses et cartilages de conjugaison du fait de la fragilité de cette zone. Avec la guérison apparaît au niveau de l'épiphyse un fin liseré de calcification qui se densifie et s'épaissit progressivement. Plus tard, la matrice osseuse se calcifie et s'opacifie au niveau du périoste.
Chez l'adulte, la déminéralisation osseuse, en particulier de la colonne vertébrale, du bassin et des membres inférieurs, peut être vue sur les rx; les lamelles fibreuses sont également visibles et des déminéralisations incomplètes en forme de ruban apparaissent dans le cortex (pseudo-fractures, lignes de Looser, syndrome de Milkman).
Examens complémentaires
Les taux sériques de 25(OH)D étant le reflet des réserves corporelles de vitamine D et mieux corrélés à la symptomatologie de la carence en vitamine D que les taux des autres métabolites de la vitamine D, la meilleure manière de diagnostique le déficit en vitamine D est généralement considérée être
taux de 25(OH)D (D2 + D3)
L'objectif de taux de 25(OH)D est > 20 à 24 ng/mL (environ 50 à 60 nmol/L) pour une santé osseuse maximale; le fait que des taux plus élevés aient d'autres avantages demeure incertain, et l'absorption plus élevée de calcium peut augmenter le risque de maladie coronarienne.
Si le diagnostic est incertain, les taux sériques d'1,25-dihydroxyvitamine D et la concentration urinaire du calcium peut être mesurée. Dans le déficit sévère, le taux du 1,25-dihydroxyvitamine D sérique est anormalement bas, habituellement non détectable. Le calcium urinaire est bas dans tous les cas sauf en cas d'acidose associée.
En cas de carence en vitamine D, la calcémie peut être basse ou, du fait de l'hyperparathyroïdie secondaire, normale. Généralement, le phosphate sérique diminue et la phosphatase alcaline sérique augmente. La PTH sérique peut être normale ou élevée.
Le rachitisme héréditaire vitamine D dépendant de type I conduit à un niveau sérique normal de la 25(OH)D, avec un taux sérique bas de 1,25-dihydroxyvitamine D et de calcium et une phosphatémie normale ou basse.
Traitement de la carence et de la dépendance à la vitamine D
Correction des déficits en calcium et phosphate
Supplémentation en vitamine D
Les carences en calcium (qui sont fréquentes) et en phosphate doivent être corrigées.
Tant que les apports de calcium et de phosphate sont corrects, les adultes souffrant d'ostéomalacie et les enfants présentant un rachitisme non compliqué peuvent être guéris par de la vitamine D3 40 mcg (1600 unités) par voie orale 1 fois/jour. Les taux sériques de la 25(OH)D et de la 1,25-dihydroxyvitamine D commencent à augmenter en 1 ou 2 jours. La calcémie et les phosphates sériques augmentent et les phosphatases alcalines sériques diminuent après environ 10 jours. Pendant la 3e semaine, le calcium et le phosphate sont déposés dans les os en quantités suffisantes pour être visibles à la rx. Après environ 1 mois, la posologie peut généralement être diminuée progressivement jusqu'à des doses d'entretien de 15 mcg (600 unités) 1 fois/jour.
En cas de tétanie, la vitamine D doit être administrée en IV avec des sels de calcium jusqu'à 1 semaine (voir Hypocalcémie).
Certains patients âgés ont besoin de 25 de vitamine D3 à > 50 mcg (1000 à ≥ 2000 UI) par jour pour maintenir le niveau de 25(OH)D à > 20 ng/mL (> 50 nmol/L); cette dose est plus élevée que les apports journaliers recommandés pour les sujets de < 70 ans (600 unités) ou de > 70 ans (800 unités). La limite supérieure actuelle pour la vitamine D est de 4000 unités/jour. Des doses plus élevées de vitamine D2 (p. ex., 25 000 à 50 000 unités chaque semaine ou chaque mois) sont parfois prescrites; la vitamine D3 est plus puissante que la vitamine D2, elle est à présent préférée.
Le rachitisme ou l'ostéomalacie dus à une anomalie de la production de métabolites de la vitamine D étant vitamine D résistants, ils ne répondent pas aux posologies habituellement efficaces contre le rachitisme dû à des apports insuffisants. Une évaluation endocrinologique est requise parce que le traitement dépend du défaut spécifique. Lorsque la production de 25(OH)D est défectueuse, une dose de 50 mcg (2000 unités) de vitamine D3 1 fois/jour augmente les taux sériques et permet d'obtenir une amélioration clinique. Les patients qui présentent des troubles rénaux ont souvent besoin d'une supplémentation en 1,25-dihydroxyvitamine D (calcitriol).
Le rachitisme héréditaire vitamine D dépendant de type I répond à des doses de 1,25-dihydroxyvitamine D de 1 à 2 mcg par voie orale 1 fois/jour. Certains patients qui présentent un rachitisme héréditaire vitamine D dépendant de type II tirent bénéfice de l'administration de très hautes posologies (p. ex., 10 à 24 mcg/jour) de 1,25-dihydroxyvitamine D; d'autres nécessitent des perfusions à long terme de calcium.
Prévention de la carence et de la dépendance à la vitamine D
Les conseils diététiques sont particulièrement importants dans les communautés dont les membres sont exposés à un risque de carence en vitamine D. La fortification en vitamine D de la farine de chapati sans levure (125 mcg/kg) s'est montrée efficace chez les immigrés indiens en Grande Bretagne. L'effet bénéfique d'une exposition au soleil pour le statut en vitamine D doit être évalué par rapport à l'augmentation des lésions de la peau et de l'augmentation de risque de cancer de la peau.
Tous les nourrissons allaités au sein doivent également recevoir une supplémentation en vitamine D 10 mcg (400 unités) 1 fois/jour de la naissance jusqu'à l'âge de 6 mois; à 6 mois, une alimentation plus diversifiée est souhaitable. Tout bénéfice de doses supérieures à l'apport journalier recommandé n'est pas prouvé.
Points clés
La carence en vitamine D est fréquente et résulte d'une exposition insuffisante au soleil et d'un apport alimentaire inadéquat (généralement associés) et/ou d'une maladie rénale chronique.
Cette carence peut entraîner des douleurs et une faiblesse musculaires, des douleurs osseuses et une ostéomalacie.
Suspecter une carence en vitamine D chez les patients qui s'exposent peu au soleil et ont un faible apport alimentaire, la symptomatologie typique (p. ex., rachitisme, douleurs musculaires, douleur osseuse), ou une déminéralisation osseuse observée sur les rx.
Pour confirmer le diagnostic, mesurer le taux de 25(OH)D (D2+D3).
Pour traiter le déficit en vitamine D, corriger les carences en calcium et en phosphate et administrer un supplément de vitamine D.
