Vitamine B12

La vitamine B12 est une cobalamine où l’ion colbalt(II) (cf. Cobalt) est au centre d’un noyau corrinoïde. C’est actuellement la seule biomolécule de ce type possédant une liaison carbone-métal stable. Il existe de nombreuses vitamines B12, dont l’ion cobalt central est lié de manière covalente à de nombreux résidus organiques, un groupe méthyle comme dans la méthylcobalamine, un groupe 5’-déoxyadénosine comme dans la coenzyme B12, l’adénosylcobalamine, etc.

La cyanocobalamine, non naturelle, est commercialisée sous le nom de B12. Malgré leur proximité structurale avec les porphyrines (cf. Porphyrines, CytochromeP450), les corrines, plus souples et moins planes (la délocalisation ne concerne qu’une partie du noyau tétrapyrrolique), leurs propriétés sont sensiblement différentes.

Chaque vitamine B12 a des propriétés physiologiques particulières, fonction de la nature du résidu R dans la liaison Co-R. Les B12 (comme on dit familièrement) peuvent se lier à de nombreuses protéines plasmatiques et jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement du cerveau et du système nerveux, notamment de la gaine de myéline, ainsi que dans la formation et la maturation des cellules sanguines. Elles peuvent jouer le rôle de cofacteur dans le métabolisme de la plupart des cellules du corps humain, et interviennent dans la synthèse et la régulation de l’ADN (cf. ADN), des acides gras…

C’est en 1849 que Thomas Addison décrivit une forme « remarquable d’anémie générale », que son évolution mortelle lui fit qualifier de « pernicieuse ». Les désordres sanguins et les signes neurologiques observés, ainsi que la surprenante relation avec les gastrites atrophiques et les pathologies liées à l’activité protéolytique du suc gastrique, amenèrent quelques médecins, dont George Minot, William Murphy et George Wipple (prix Nobel de médecine et physiologie en 1934), à montrer l’extraordinaire efficacité thérapeutique des extraits de foie de veau. Ce facteur curatif, qui reçut ensuite le nom de vitamine B12, ne fut purifié et isolé qu’en 1948. Sa structure, très complexe, fut définitivement élucidée au début des années 1960 par l’équipe de cristallographie aux rayons X de Dorothy Hodgkin à Oxford (Prix Nobel de Chimie en 1964).

Elle n’est produite industriellement que par fermentation bactérienne, bien que sa synthèse totale (réalisée en une dizaine d’années par une centaine de chercheurs) ait été publiée en 1973 par Robert B. Woodward (Prix Nobel de Chimie 1965), en partenariat avec Albert Eschenmoser de l’ETH Zurich. L’observation de stéréospécificités inattendues au cours de ces travaux fut à l’origine des règles dites de Woodward-Hoffman, fondées sur le principe de la conservation de la symétrie des orbitales. Elles permettent d’interpréter et de prévoir le déroulement de toute une classe de réactions chimiques que l’on désignait auparavant comme des réactions « sans mécanisme » connu. Théorisées sur la base de la notion d’orbitales frontières, elles valurent à Kenichi Fukui et Roald Hoffmann le prix Nobel de Chimie en 1981.

La dernière étape de la biosynthèse de la B12 est restée un mystère jusqu’à tout récemment, lorsque Graham Walker et ses collaborateurs, travaillant sur une bactérie fixatrice d’azote, Sinorhizobium melitot (cf. Nitrogénases), mirent en évidence le rôle d’un gène (bluB) sans lequel la bactérie n’est plus capable de synthétiser un fragment, le diméthylbenzimidazole ou DMB. Phénomène unique à ce jour, la bactérie cannibalise une autre vitamine, la B2, pour accaparer son DMB !

Le processus de création et de renouvellement des cellules sanguines, ou hématopoïèse, exige la présence de vitamine B12 et de folates (vitamines B9), appelées vitamines antimégaloblastiques. L’une et l’autre interviennent dans la synthèse d’ADN (via la synthèse d’acide thymidilique) sans intervenir sur celle d’ARN, avec pour conséquence, en cas de carence de l’une ou l’autre, des troubles cellulaires spécifiques (gigantisme dû à l’absence de mitose notamment) et la fabrication (érythropoïèse) de globules rouges « anormaux ». En effet, le noyau et la division cellulaire sont affectés, alors que la synthèse protéique ne l’est pas. Rappelons qu’un adulte sain fabrique 2 millions de globules rouges par seconde !

Outre leur rôle dans la multiplication cellulaire, et donc dans de nombreuses fonctions vitales, les cobalamines interviennent comme co-enzymes. Par exemple, la 5’-déoxy-adénosyl-colabamine est le coenzyme nécessaire à la conversion du méthylmalonyl-coenzyme A en succinylcoenzyme La méthylcobalamine est le coenzyme permettant la conversion de l’homocystéine en méthionine, et celle du méthyltétrahydrofolate en tétrahydrofolate, nécessaire à la synthèse des bases puriques et pyrimidiques. La méthylcobalamine jouerait aussi un rôle positif dans la modulation de la fabrication de mélatonine, donc dans notre cycle circadien veille-sommeil, et par conséquent sur notre rythme de production de cortisol (cf. Corticoïdes) et les dérèglements associés.

Les cobalamines issues de l’alimentation se trouvent sous forme de complexes protéiques, dont elles sont libérées par l’action des sucs gastriques, HCl et pepsine. Seules les méthyl- et 5’-déoxy-adénosyl-colabamines sont actives. Liées à une glycoprotéine synthétisée par des cellules pariétales de l’estomac (facteur FI), elles peuvent alors être assimilées par l’organisme.

Les carences, sauf états pathologiques particuliers, sont très rares. En effet, les apports quotidiens sont naturellement importants, 100 mg/jour, et couvrent largement les besoins quotidiens de 2 à 5 mg/jour (apportés par la consommation de viande, de poissons, de foie, d’œufs et de lait principalement, les végétaliens stricts peuvent ainsi être carencés en vitamine B12). Les réserves de vitamines B12 sont essentiellement hépatiques, et couvrent de 2 à 4 ans des besoins. Les risques de carence sont plus élevés en cas de gastrite à Helicobacter pylori (et sa présence dans la plaque dentaire). Il est également élevé chez les seniors dénutris, chez qui on observe alors une diminution significative du volume du cerveau.

De nombreux travaux ont montré que, loin du pronostic vital au XIXe siècle de l’anémie pernicieuse, il est facile actuellement de soigner les carences en vitamine B12, et mieux encore, de les prévenir. Hydrosoluble, elle est désormais disponible, non seulement sous forme injectable, mais sous forme orale. Même si les autorités sanitaires ont, encore récemment, déclaré l’innocuité de la prise (raisonnable) de supplémentation en B12, une alimentation équilibrée et variée devrait en limiter la consommation (actuellement, de l’ordre de 35 t/an, généralement à partir de microorganismes génétiquement modifiés).

Pensée du jour
« Une maladie mortelle pendant des siècles, quatre prix Nobel, et encore des surprises en 2011… la recherche sur la vitamine B12 est-elle inépuisable ? »

Sources
– http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitamine_B12
– www.jle.com/fr/revues/medecine/med/e-docs/00/04/16/93/article.md?type=text.html
– M. Taga et al., {BluB cannibalizes flavin to form the lower ligand of vitamin B12, {Nature 2007, 446, 449-453.
– http://nature.berkeley.edu/tagalab/research.html
– http://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_B12-binding_domain
– www.chm.bris.ac.uk/motm/vitaminb12/structure.html
– www.toutsurlatransfusion.com/transfusion/notions-d-hematologie.php
– http://psychology.wikia.com/wiki/Cyanocobalamin
– http://encyclo.voila.fr/wiki/Vitamine_B9
– www.efsa.europa.eu/fr/efsajournal/pub/815.htm

Pour en savoir plus
– Cobalt
– Porphyrines
– CytochromeP450
– ADN
– Nitrogénases
– Corticoïdes