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Home All issues Volume 21 / No 3 (May-June 2014) OCL, 21 3 (2014) D307 Full HTML
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Issue
OCL
Volume 21, Number 3, May-June 2014
Article Number D307
Number of page(s) 4
Section Dossier: Vitamin D, vitamin or hormone? / La vitamine D, vitamine ou hormone ?
DOI https://doi.org/10.1051/ocl/2013057
Published online 29 April 2014

© C. Annweiler, published by EDP Sciences, 2014

Licence Creative CommonsThis is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

1 Introduction

Environ 1 milliard de personnes sont insuffisantes en vitamine D à travers le monde (Holick, 2007). Les personnes âgées sont particulièrement concernées, notamment celles présentant des troubles cognitifs, avec une prévalence se situant autour de 70–90 % (Annweiler, et al., 2011). Outre sa fonction classiquement décrite de régulation du métabolisme osseux, la vitamine D démontre de multiples effets non-osseux, y compris dans le cerveau. Des relations entre le statut vitaminique D et la cognition ont ainsi été décrites de façon répétée depuis 5 ans, ce qui ouvre des perspectives intéressantes en termes de prévention primo-secondaire du déclin cognitif et des démences.

2 La vitamine D, une hormone neurostéroïde utile aux processus cognitifs

Des actions spécifiques de la vitamine D sur des organes cibles non-osseux tels que le système nerveux central (SNC) ont été décrites, apportant un nombre d’arguments croissant en faveur d’une action hormonale neurostéroïde de la vitamine D (Kalueff et Tuohimaa, 2007). En particulier, des récepteurs hormonaux de la vitamine D (VDRs) ont été décrits au sein des neurones et des cellules gliales de l’hippocampe, de l’hypothalamus, du cortex et du sous-cortex, qui sont des régions cérébrales impliquées dans le fonctionnement cognitif (Annweiler, et al., 2010, 2011; Kalueff et Tuohimaa, 2007). La fixation de la vitamine D sur les VDRs déclenche des mécanismes protecteurs contre les processus impliqués dans la maladie d’Alzheimer (Annweiler et Beauchet, 2011). Il existe en particulier une action anti-inflammatoire (Moore, et al., 2005) et des effets anti-oxydants (Ibi, et al., 2001). Comme dans d’autres organes, la vitamine D régule aussi l’homéostasie calcique, notamment les flux calciques intra-neuronaux (Brewer, et al., 2001). Elle a un effet anti-atrophique en contrôlant la synthèse d’agents neurotrophiques comme le Nerve Growth Factor (NGF) ou le Glial cell line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF) (Brown, et al., 2003). Il a été également rapporté récemment que la vitamine D permettait de prévenir dans le cerveau animal l’accumulation du peptide beta-amyloïde (Afi), caractéristique de la maladie d’Alzheimer, en stimulant la phagocytose macrophagique d’Afi (Masoumi, et al., 2009) et en en augmentant la clairance au niveau de la barrière hémato-encéphalique (Ito, et al., 2011). Enfin, la vitamine D permet de prévenir en partie le déficit en acétylcholine observé au cours de la maladie d’Alzheimer en stimulant l’activité de la choline acétyltransférase dans le cerveau (Garcion, et al., 2002). Ces propriétés neuroprotectrices de la vitamine D, décrites expérimentalement, pourraient aider, en cas de normalisation des concentrations sériques de vitamine D chez l’adulte âgé, à lutter contre le vieillissement cérébral, notamment le déclin cognitif et la survenue accrue de maladie d’Alzheimer (Annweiler, et al., 2011).

3 Hypovitaminose D et troubles cognitifs : approche observationnelle chez la personne âgée

Les premières études ayant examiné les relations entre la concentration circulante de vitamine D et les fonctions cognitives ou la démence ont montré des résultats contradictoires (Annweiler, et al., 2009). Néanmoins, les échantillons inclus étaient généralement sélectionnés et de petite taille, et les potentiels facteurs de confusion insuffisamment pris en compte (Annweiler, et al., 2010). Compte tenu de l’intérêt croissant pour les effets non-osseux de la vitamine D au cours de la dernière décennie, de nouvelles études plus larges et représentatives ont été récemment conduites et ont montré que les faibles taux de vitamine D chez la personne âgée étaient associés à des troubles cognitifs (Buell, et al., 2010; Annweiler, et al., 2010; Etgen, et al., 2012) et à la maladie d’Alzheimer (Buell, et al., 2010; Annweiler, et al., 2011, 2013). La possibilité d’une relation causale inverse restait néanmoins une préoccupation importante (en d’autres termes, l’hypovitaminose D précipite-t-elle le déclin cognitif, ou le déclin cognitif entraîne-t-il l’hypovitaminose D ?). L’analyse de la cohorte InCHIANTI a permis d’établir la séquence temporelle entre hypovitaminose D et troubles cognitifs, et a rapporté que les personnes âgées souffrant d’hypovitaminose D sévère (<25 nmol/L) avaient un risque considérablement accru de déclin cognitif global et de syndrome dysexécutif par rapport à celles ayant des concentrations élevées (>75 nmol/L) (Llewellyn, et al., 2010). Ce résultat a été confirmé par d’autres études prospectives, notamment l’analyse des cohortes MrOS (Slinin, et al., 2010) et SOF (Slinin, et al., 2012). Qui plus est, au-delà du simple déclin cognitif, des études préliminaires ont également confirmé que les faibles niveaux de vitamine D étaient associés à un risque accru de maladie d’Alzheimer (Afzal et Bojesen, 2013) et de démence toutes causes confondues (Annweiler, et al., 2011). Enfin, les études de neuro-imagerie en cours, qu’elles soient transversales ou prospectives, apportent de nouvelles informations sur les mécanismes neurodégénératifs (Annweiler, et al., 2013) et cérébrovasculaires liés à l’hypovitaminose D (Buell, et al., 2010).

4 Apports vitaminiques D et cognition : que disent les interventions ? Implications pour la pratique clinique

Il est établi que les faibles niveaux de la vitamine D contribuent au risque de déclin cognitif et de démence chez la personne âgée. Il apparaît donc judicieux de maintenir des taux de vitamine D élevés. Ainsi, les apports élevés de vitamine D, qu’ils soient alimentaires ou liés à l’exposition solaire (Annweiler, et al., 2010, 2012), sont associés à un meilleur fonctionnement cognitif dans cette population. Consommer plus de 800 UI de vitamine D par jour permet de diviser le risque de maladie d’Alzheimer par 5 après 7 ans (Annweiler, et al., 2012). Cet effet est confirmé par les essais interventionnels qui rapportent une amélioration de la performance cognitive suite à la supplémentation vitaminique D, et ce en population âgée générale (Prybelski, et al., 2008) mais aussi chez les patients présentant déjà des symptômes de maladie d’Alzheimer (Annweiler, et al., 2012; Stein, et al., 2011). Le bénéfice cognitif apparaît dès quatre semaines de supplémentation (Prybelski, et al., 2008), et concerne particulièrement les fonctions exécutives et la vitesse de traitement de l’information (Annweiler, et al., 2013). Des doses supra-physiologiques ne semblent pas nécessaires pour obtenir un effet cognitif (Stein, et al., 2011), et les schémas de supplémentation consensuels, dont l’objectif est de faire remonter la concentration de vitamine D au-dessus de 30 ng/ml (75 nmol/L), paraissent suffisants (Annweiler, et al., 2013).

Quoiqu’il en soit, alors que la plupart des personnes âgées présentent une hypovitaminose D, toutes ne développeront pas une maladie d’Alzheimer. Il est donc improbable que l’hypovitaminose D puisse expliquer à elle seule la survenue de maladie d’Alzheimer, et que la supplémentation vitaminique D seule soit suffisante pour prévenir cette maladie. Une solution pourrait être de combiner la vitamine D avec une autre molécule, dont les effets protecteurs seraient complémentaires de ceux de la vitamine D, afin de constituer un médicament neuroprotecteur multi-cibles (Cavalli, et al.,2008; Annweiler, et al., 2012). À titre d’exemple, la vitamine D majore l’efficacité de la mémantine, un traitement anti-démentiel symptomatique, avec un gain de 4 points au score du Mini-Mental State Examination (MMSE) dans une étude chez des malades atteints d’Alzheimer traités pendant 6 mois (Annweiler, et al., 2012). Ces résultats confirmaient une expérimentation in vitro qui montrait que les axones corticaux en milieux de culture microfluidique dégénéraient moins, après une exposition au peptide Afi ou au glutamate, dans un milieu enrichi en mémantine plus vitamine D par rapport à un milieu contrôle et à des milieux enrichis seulement en mémantine ou seulement en vitamine D (Annweiler, et al., 2014).

Ces résultats suscitent des perspectives encourageantes pour la prévention, le ralentissement et/ou la correction des troubles neurologiques à l’origine de la maladie d’Alzheimer.

5 Conclusion

En conclusion, la correction de l’hypovitaminose D chez la personne âgée est justifiée du point de vue cérébral par de nombreuses études transversales et longitudinales rapportant une association entre concentrations de vitamine D basses et mauvaise performance cognitive, notamment une dysfunction exécutive. Les études observationnelles ont montré une association entre apports alimentaires insuffisants en vitamine D et troubles cognitifs, notamment un risque accru de maladie d’Alzheimer. Bien qu’aucun essai contrôlé contre placebo n’ait encore examiné l’efficacité cognitive des suppléments de vitamine D pour prévenir la maladie d’Alzheimer, plusieurs études quasi-expérimentales ont rapporté que les adultes âgés supplémentés en vitamine D amélioraient leur performance cognitive. Les seuls médicaments disponibles pour le moment dans le champ de la maladie d’Alzheimer sont symptomatiques et ne font que ralentir transitoirement, sans la stopper, son évolution. Un espoir repose sur le développement de médicaments multi-cibles, en particulier l’utilisation de vitamine D comme adjuvant aux médicaments standard anti-démence.

Conflits d’intérêt. Le concept de combiner la mémantine avec la vitamine D pour prévenir l’évolution de la maladie d’Alzheimer et des maladies apparentées a été breveté par l’Université d’Angers et le Centre Hospitalo-Universitaire d’Angers. L’auteur ne rapporte aucun conflit d’intérêt avec cette recherche. L’auteur n’a pas d’intérêt financier dans cette recherche.

Références

  • Afzal S, Bojesen SE, Nordestgaard BG. 2013. Reduced 25-hydroxyvitamin D and risk of Alzheimer’s disease and vascular dementia. Alzheimers Dement. DOI: 10.1016/j.jalz.2013. 05.1765. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Beauchet O. 2011. Vitamin D-mentia: randomized clinical trials should be the next step. Neuroepidemiology 37: 249–258. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Beauchet O. 2012. Possibility of a new anti-alzheimer’s disease pharmaceutical composition combining memantine and vitamin D. Drugs Aging 29: 81–91. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Beauchet O. 2013. Vitamin D and cognition: recommendations for future trials. J. Am. Geriatr. Soc. 61: 1049–1050. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Allali G, Allain P, et al. 2009. Vitamin D and cognitive performance in adults: a systematic review. Eur. J. Neurol. 16: 1083–1089. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Le Gall D, Fantino B, Beauchet O, Tucker KL, Buell JS. 2010. 25-hydroxyvitamin D, dementia, and cerebrovascular pathology in elders receiving home services. Neurology 75: 95. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Schott AM, Allali G, et al. 2010. Association of vitamin D deficiency with cognitive impairment in older women: cross-sectional study. Neurology 74: 27–32. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Schott AM, Berrut G, Chauviré V, Le Gall D, Inzitari M, Beauchet O. 2010. Vitamin D and ageing: neurological issues. Neuropsychobiology 62: 139–150. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Schott AM, Rolland Y, Blain H, Herrmann FR, Beauchet O. 2010. Dietary intake of vitamin D and cognition in older women: a large population-based study. Neurology 75: 1810–1816. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Annweiler C, Fantino B, Le Gall D, Schott AM, Berrut G, Beauchet O. 2011. Severe vitamin D deficiency is associated with advanced-stage dementia in geriatric inpatients. J. Am. Geriatr. Soc. 59: 169–171. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Rolland Y, Schott AM, Blain H, Vellas B, Beauchet O. 2011. Serum vitamin D deficiency as a predictor of incident non-Alzheimer dementias: a 7-year longitudinal study. Dement. Geriatr. Cogn. Disord. 32: 273–278. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Souberbielle JC, Schott AM, de Decker L, Berrut G, Beauchet O. 2011. Vitamin D in the elderly: 5 points to remember. Geriatr. Psychol. Neuropsych. Vieil. 9: 259–267. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Fantino B, Gautier J, Beaudenon M, Thiery S, Beauchet O. 2012. Cognitive effects of vitamin D supplementation in older outpatients visiting a memory clinic: a pre-post study. J. Am. Geriatr. Soc. 60: 793–795. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Herrmann FR, Fantino B, Brugg B, Beauchet O. 2012. Effectiveness of the combination of memantine plus vitamin D on cognition in patients with Alzheimer disease: a pre-post pilot study. Cogn. Behav. Neurol. 25: 121–127. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Rolland Y, Schott AM, Blain H, Vellas B, Herrmann FR, Beauchet O. 2012. Higher vitamin D dietary intake is associated with lower risk of Alzheimer’s disease: a 7-year follow-up. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 67: 1205–1211. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Llewellyn DJ, Beauchet O. 2013. Low serum vitamin D concentrations in Alzheimer’s disease: a systematic review and meta-analysis. J. Alzheimers Dis. 33: 659–674. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Montero-Odasso M, Hachinski V, Seshadri S, Bartha R, Beauchet O. 2013. Vitamin D concentration and lateral cerebral ventricle volume in older adults. Mol. Nutr. Food Res. 57: 267–276. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Montero-Odasso M, Llewellyn DJ, Richard-Devantoy S, Duque G, Beauchet O. 2013. Meta-analysis of memory and executive dysfunctions in relation to vitamin D. J. Alzheimers Dis. 37: 147–171. [Google Scholar]
  • Annweiler C, Brugg B, Peyrin JM, Bartha R, Beauchet O. 2014. Combination of memantine and vitamin D prevents axon degeneration induced by amyloid-beta and glutamate. Neurobiol. Aging 35: 331–335. [Google Scholar]
  • Brewer LD, Thibault V, Chen KC, Langub MC, Landfield PW, Porter NM. 2001. Vitamin D hormone confers neuroprotection in parallel with downregulation of L-type calcium channel expression in hippocampal neurons. J. Neurosci. 21: 98–108. [Google Scholar]
  • Brown J, Bianco JI, McGrath JJ, Eyles DW. 2003. 1,25-Dihydroxyvitamin D-3 induces nerve growth factor, promotes neurite outgrowth and inhibits mitosis in embryonic rat hippocampal neurons. Neurosci. Lett. 343: 139–143. [Google Scholar]
  • Buell JS, Dawson-Hughes B, Scott TM, et al. 2010. 25-Hydroxyvitamin D, dementia, and cerebrovascular pathology in elders receiving home services. Neurology 74: 18–26. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Cavalli A, Bolognesi ML, Minarini A, et al. 2008. Multi-target-directed ligands to combat neurodegenerative diseases. J. Med. Chem. 51: 347–372. [Google Scholar]
  • Etgen T, Sander D, Bickel H, Sander K, Förstl H. 2012. Vitamin D deficiency, cognitive impairment and dementia: a systematic review and meta-analysis. Dement. Geriatr. Cogn. Disord. 33: 297–305. [Google Scholar]
  • Garcion E, Wion-Barbot N, Montero-Menei CN, Berger F, Wion D. 2002. New clues about vitamin D functions in the nervous system. Trends Endocrinol. Metab. 13: 100–105. [Google Scholar]
  • Holick MF. 2007. Vitamin D deficiency. N. Engl. J. Med. 357: 266–281. [Google Scholar]
  • Ibi M, Sawada H, Nakanishi M, et al. 2001. Protective effects of 1 alpha,25-(OH)(2)D(3) against the neurotoxicity of glutamate and reactive oxygen species in mesencephalic culture. Neuropharmacology 40: 761–771. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ito S, Ohtsuki S, Nezu Y, Koitabashi Y, Murata S, Terasaki T. 2011. 1α, 25-Dihydroxyvitamin D3 enhances cerebral clearance of human amyloid-β peptide (1–40) from mouse brain across the blood-brain barrier. Fluids Barriers CNS 8: 20. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kalueff AV, Tuohimaa P. 2007. Neurosteroid hormone vitamin D and its utility in clinical nutrition. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care 10: 12–19. [Google Scholar]
  • Llewellyn DJ, Lang IA, Langa KM, et al. 2010. Vitamin D and risk of cognitive decline in elderly persons. Arch. Intern. Med. 170: 1135–1141. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Moore ME, Piazza A, McCartney Y, Lynch MA. 2005. Evidence that vitamin D3 reverses age-related inflammatory changes in the rat hippocampus. Biochem. Soc. Trans. 33: 573–577. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  • Masoumi A, Goldenson B, Ghirmai S, et al. 2009. 1Alpha,25-dihydroxyvitamin D3 interacts with curcuminoids to stimulate amyloid-beta clearance by macrophages of Alzheimer’s disease patients. J. Alzheimers Dis. 17: 703–717. [Google Scholar]
  • Prybelski R, Agrawal S, Krueger D, Engelke JA, Walbrun F, Binkley N. 2008. Rapid correction of low vitamin D status in nursing home residents. Osteoporos. Int. 19: 1621–1628. [Google Scholar]
  • Slinin Y, Paudel ML, Taylor BC, et al. 2010. Osteoporotic Fractures in Men (MrOS) Study Research Group. 25-Hydroxyvitamin D levels and cognitive performance and decline in elderly men. Neurology 74: 33–41. [Google Scholar]
  • Slinin Y, Paudel M, Taylor BC, et al. 2012. Study of Osteoporotic Fractures Research Group. Association between serum 25(OH) vitamin D and the risk of cognitive decline in older women. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 67: 1092–1098. [Google Scholar]
  • Stein MS, Scherer SC, Ladd KS, Harrison LC. 2011. A randomized controlled trial of high-dose vitamin D2 followed by intranasal insulin in Alzheimer’s disease. J. Alzheimers Dis. 26: 477–484. [Google Scholar]

Cite this article as: Cédric Annweiler. Les effets neurocognitifs de la vitamine D chez la personne âgée. OCL 2014, 21(3) D307.

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