Vitamine B₁₂

Ni les plantes ni les animaux, et plus généralement aucun eucaryote, ne peuvent produire de vitamine B₁₂[9]. Seules quelques bactéries et archées ont les enzymes nécessaires à sa biosynthèse. Chez des eucaryotes du phytoplancton, quelques gènes intervenant dans cette biosynthèse ont été détectés, mais cela ne suffit pas pour prouver qu'ils la synthétisent[10].

Les espèces des genres suivants sont connues pour synthétiser de la vitamine B₁₂ : Acetobacterium, Aerobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Azotobacter, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Halomonas[11], lactobacilles, Micromonospora, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Protaminobacter, Proteus, Pseudomonas, Rhizobium, Salmonella, Serratia, Streptomyces, streptocoques et Xanthomonas.

L'ensemble des animaux dépend donc d'autres organismes, tels que les bactéries. La chaîne alimentaire transmet ce nutriment des herbivores aux carnivores de sorte que l'ensemble des produits d'origine animale en contient, mais pas les végétaux[12]. L'absorption intestinale de la vitamine B₁₂ a lieu uniquement au niveau de la portion terminale de l'iléon[13].

Chez les ruminants, tels que la vache, la lenteur de la digestion des fibres permet à des populations bactériennes de se développer pendant plusieurs heures, grâce à une fermentation prégastrique. La rumination consiste à faire remonter le contenu de la première poche (rumen) puis à l'ingérer de nouveau. Les aliments remontent et passent donc de poche en poche avant d'atteindre le troisième feuillet (processus pouvant durer de 20 à 48 heures).

Au cours de ce processus, la vitamine B₁₂ est produite par les micro-organismes (bactéries, archées) qui se multiplient dans le rumen. Cette synthèse nécessite la présence d'une quantité suffisante de cobalt[14]. Lorsque les aliments atteignent la partie terminale du grêle, la vitamine B₁₂ d'origine bactérienne peut enfin être absorbée.

Dans le cadre de l'agriculture intensive, les vaches laitières ont un risque de carence en vitamines B, dont la vitamine B₁₂[15].

Chez d'autres herbivores, comme le lapin, le lièvre et le chinchilla, ou encore le castor, la multiplication bactérienne a surtout lieu vers la fin des intestins, ce qui ne permet pas à ces animaux d'avoir le temps d'absorber assez de vitamine B₁₂. Pour obtenir leur vitamine B₁₂, ces mammifères consomment leurs cæcotrophes ou crottes molles, imprégnées de mucus et riches en bactéries, évacuées la nuit, pour être ré-ingérées[16] ; ils sont dits cæcotrophes.

Beaucoup d'herbivores sont coprophages quand ils sont très jeunes, tels les poulains, les jeunes éléphants, pandas, koalas, hippopotames... puis abandonnent la coprophagie à l'âge adulte, une fois leur microbiote intestinal établi[16].

Les carnivores, eux, obtiennent leur B₁₂ à partir de la chair des herbivores.

En dépit d'un régime frugivore ou végétal prédominant, les primates consomment naturellement des insectes et leurs larves[17]. Le ouistiti et le saïmiri sont particulièrement friands d'insectes. La valeur nutritionnelle des insectes ne diffère guère des autres sources de viande[18]. La vitamine B₁₂ est bien représentée par exemple chez le grillon domestique Acheta domesticus (5,4 μg par 100 g forme adulte et 8,7 μg pour 100 g nymphes). Toutefois, de nombreuses espèces d'insectes ont aussi de très faibles taux de B₁₂, et d'autres travaux sont nécessaires pour identifier les insectes comestibles riches en vitamines B[19].

Le babouin, le gibbon chassent et mangent de petits animaux. L'alimentation des chimpanzés est constituée d'une petite portion de produits d'origine animale (insectes, œufs d'oiseaux, miel, et à l'occasion des petits mammifères)[17].

Une minorité de primates, comme les colobes (singe foliophage, mangeur de feuilles) ont un estomac à plusieurs poches. Ce système proche de celui des ruminants leur permet de digérer la cellulose et de profiter de la production bactérienne de vitamine B₁₂, mais les humains ne le possèdent pas[20] - [21].

Chez les humains, la vitamine B₁₂ provient presque exclusivement des aliments d'origine animale[22] - [12], de compléments alimentaires ou d'aliments enrichis en vitamine B₁₂. Ces compléments et aliments enrichis sont la seule source significative de vitamine B₁₂ pour les végétaliens[23]. Il existe de petites quantités de vitamine B₁₂ dans certaines algues, mais leur contribution à l'apport alimentaire de cette vitamine est considérée insuffisante par le corps médical (voir la sous-section Teneurs alimentaires en B₁₂).

Il n'a jamais été démontré que la flore intestinale humaine produisait de la vitamine B₁₂ absorbable par l’appareil digestif, même en pratiquant une alimentation crue et strictement végétale[24] - [25] - [26]. Au contraire, le système digestif a plutôt tendance à dégrader la vitamine B₁₂ ingérée[27]. Une carence peut donc survenir à la suite d'une alimentation végétale non complémentée, ainsi que de certaines pathologies réduisant la capacité d'absorption telles que des maladies de l'estomac, du pancréas, des intestins, du foie ou autres[28].

La vitamine B₁₂ alimentaire est absorbée par un processus en plusieurs étapes. Dans le milieu acide de l'estomac, elle est séparée du substrat alimentaire d'origine animale par les pepsines gastriques. Elle se lie alors à des protéines R salivaires dont elle se libère dans le duodénum sous l'effet des protéases pancréatiques. Elle peut alors s'associer au facteur intrinsèque, une glycoprotéine de liaison sécrétée par les cellules pariétales de l'estomac. Le complexe de vitamine B₁₂ et de facteur intrinsèque parcourt tout l'intestin grêle avant d'être absorbé sous cette forme dans l'iléon grâce au récepteur cubam. L'assimilation de la vitamine B₁₂ est compromise lorsque l'un des mécanismes ci-dessus fait défaut, par exemple lorsque l'estomac n'est plus assez acide (une partie de la population à partir de 50 ans), ou qu'il ne produit pas de facteur intrinsèque (anémie pernicieuse), et probablement pour certaines personnes traitées par IPP (inhibiteur de la pompe à protons).

Absorbée sous forme de cobalamine, la B₁₂ passe dans la circulation sanguine. Environ 20 % (de 5 à 25 %) de la forme circulante est fixée à une protéine, la transcobalamine II ou holotranscobalamine (TC-II ou holo-TC-II) ; c'est la forme biodisponible rapidement utilisable[12] - [29]. Le reste est lié à l'haptocorrine (transcobalamine I) dont le rôle serait inconnu[30] ou une forme de stockage[31].

L'organisme humain stocke cette vitamine dans le foie, le pancréas, le cœur et le cerveau. Une partie de la vitamine B₁₂ des réserves est plus ou moins bien recyclée selon la capacité de ré-absorption des individus[32].

Les réserves totales de vitamine B₁₂ des adultes ont été estimées de 2 à 3 mg, par analyses microbiologiques de tissus humains post-mortem[33]. La durée théorique de ces réserves a été calculée sur la moyenne des pertes quotidiennes par excrétion biliaire, elles-mêmes estimées entre 0,1 et 0,2 % des réserves totales (en tenant compte d'une réabsorption entéro-hépatique elle-même estimée à 50 %), à partir de très rares données obtenues par expériences après cholécystectomie[34].

Les besoins en vitamine B₁₂ étant modestes (de 0,1 à 1 μg/j), une vraie carence n'apparait qu'après plusieurs années de déficit (5 à 6 ans par exemple) chez les personnes ayant suivi précédemment un régime alimentaire occidental standard[35].

La fraction biodisponible (transcobalamine II ou holo-TC-II) est transformée dans les cellules des tissus périphériques en deux formes coenzymatiques actives : la méthylcobalamine et l'adénosylcobalamine (synonyme de cobamamide), d'où l'existence de plusieurs rôles métaboliques majeurs[31].

Interaction métabolique entre la vitamine B₁₂ et les folates.

La méthylcobalamine est le cofacteur de la méthionine synthase pour la méthylation de l'homocystéine en méthionine. Le groupement méthyl est apporté par le 5-méthyl-tétrahydrofolate (5-CH3-THF) ce qui permet la régénération du tétrahydrofolate (THF), indispensable à la synthèse du thymidilate[12]. Donc, de façon indirecte, la méthylcobalamine joue aussi un rôle dans la synthèse de la thymidine (substance importante pour le métabolisme des nucléotides).

Une carence en méthylcobalamine a pour conséquences une accumulation de l'homocystéine, et un piégeage du 5-CH3-THF devenu indisponible pour se régénérer en THF. Il se forme ainsi une « trappe métabolique » qui se manifeste par un blocage des mitoses cellulaires des lignées à renouvellement rapide (cellules sanguines et des muqueuses digestives)[12].

Il existe donc une interaction métabolique essentielle entre le métabolisme des cobalamines et celui des folates[12].

L'adénosylcobalamine est le cofacteur de la méthylmalonyl-CoA mutase[30] qui catalyse la conversion de la méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA[36]. Il s'agit d'une des réactions permettant la dégradation de la propionyl-CoA (non métabolisée dans le corps humain), qui provient directement de l'hélice de Lynen lors de la bêta-oxydation des acides gras à nombre impair de carbones.

Un déficit en adénosylcobalamine induit de ce fait une accumulation d'acide méthylmalonique (précurseur du méthymalonyl-CoA)[12] - [30].

Au total, la vitamine B₁₂ facilite la synthèse de l'ADN et l'hématopoïèse. Elle maintient l'intégrité des épithéliums digestifs ; elle est nécessaire au développement et à la myélinisation du système nerveux central ainsi que de sa maintenance fonctionnelle[30] - [37].

Elle a une nette action sur la croissance. Cette action doit être rapprochée de l'activité de la vitamine vis-à-vis des acides aminés dont le taux sanguin chute après administration de la vitamine.

L'apport journalier recommandé par l'Union européenne pour un adulte est de 2,5 µg (règlement 1169/2011[38]), tandis que les recommandations américaines de la FDA sont de 6 μg (RDI ou Reference Daily Intake[39]). La différence est notable, mais cela s'explique par une limitation de la capacité du système digestif à absorber la vitamine B₁₂ : la quantité absorbée est relativement proche entre ces deux recommandations (de 1,2 à 1,5 µg), pourvu que les produits consommés tout au long de la journée contiennent de la vitamine B₁₂[40]. L'absorption maximale conséquente à une ingestion de 5 à 50 µg est de 1,5 µg[41].

Les méthodes qui permettent de déterminer ces apports quotidiens recommandés tiennent donc compte des phénomènes de limitation de l'absorption, et formulent des règlements qui permettent de sécuriser 97 % des populations[39]. À moins de disposer de produits suffisamment enrichis en vitamine B₁₂, et de les consommer régulièrement tout au long de la journée, comme le font les consommateurs de produits d'origine animale, les personnes qui font le choix d'une alimentation végétale sortent de cette catégorie de recommandations. Le fait de reposer sur un complément hebdomadaire oblige à tenir compte de l'absorption d'autant plus limitée que le dosage est élevé : on peut passer de 50 % à 0,5 % de B₁₂ absorbée[42]. Rappelons l'innocuité internationalement reconnue de la vitamine B₁₂, pour laquelle il n'existe pas de dose toxique[43]. De plus, la vitamine est hydrosoluble (élimination avec les urines).

L'apport quotidien d'un régime de type européen est de l'ordre de 5 à 30 µg, soit nettement plus que les besoins quotidiens. Seule une fraction de la vitamine ingérée est absorbée (de l'ordre de 1 à 5 µg)[44].

Dans le cas d'un régime occidental typique, les produits laitiers constituent généralement la principale source végétarienne de vitamine B₁₂, compléments et produits enrichis mis à part[45].

En microgrammes (μg) pour 100 g[46] - [47] :

• viande :
  • foie de bœuf : 110
  • foie de mouton : 65
  • foie de veau : 60
  • rognons de bœuf : 35
  • rognons de veau : 25
  • foie de volaille : 20
  • rognons de porc : 15
  • rognons cuits (moyenne) : 41,9
  • viande cuite (moyenne) : 2,09
  • charcuterie (moyenne) : 1,64
  • volaille cuite (moyenne) : 0,534
  • saucisse (moyenne) : 0,396
• animaux marins :
  • palourdes : 99 (cuites à l'eau)
  • pieuvre : 20
  • moules : 18 (cuites à l'eau)
  • hareng : 15
  • huîtres : 15
  • maquereau : 12
  • morue séchée : 10
  • crabe : 10
  • sardines : 12
  • saumon : 4
  • thon : 4
  • fruits de mer (moyenne) : 16
  • poisson cuit (moyenne) : 2,55
• produits laitiers
  • fromage frais : 1,28
• œufs : 1,3 (seulement bio-disponible à moins de 10 %)[48]
• les aliments enrichis en vitamine B₁₂ ne sont pas disponibles dans tous les pays. Il existe :
  • des boissons ou laits végétaux enrichis,
  • divers types de céréales de petit déjeuner,
  • des jus multi-vitaminés, cocktails de jus de fruits, jus de fruits,
  • des simili-carnés,
  • des substituts d'œufs,
  • des compléments alimentaires,
• micro-algues : malgré une certaine richesse en vitamine B₁₂ par certaines variétés d'algues, de nombreux facteurs peuvent influer sur leur teneur réelle en vitamine B₁₂. Leur utilisation comme source fiable de vitamine B₁₂ chez les humains n'est pas validée. Il est généralement admis par le corps médical qu'il n'existe aucun aliment végétal non enrichi, algues comprises, qui puisse assurer en pratique un apport suffisant en vitamine B₁₂ à l'organisme humain[49].
  • La Chlorella vulgaris contiendrait parfois de la vitamine B₁₂, parfois aucune[50].
  • Selon une étude de Dagnelie (1991), le nori n'est pas une source fiable de vitamine B₁₂ biodisponible[51]. Selon une étude de Rauma, Törrönen, Hänninen et Mykkänen (1995), sa consommation fait certes augmenter le taux mesuré de vitamine B₁₂ dans le sang, mais son taux reste inférieur à celui du groupe témoin ; les auteurs de l'étude concluent que la consommation habituelle de nori par les adeptes de l'« alimentation vivante » ne suffit pas à maintenir un niveau suffisant de vitamine B₁₂ dans l'organisme[52]. Selon une étude de Watanabe et al. (2014), l'algue nori séchée est la meilleure source disponible en vitamine B12[53]. Selon une autre étude, lorsque du nori séché est ingéré, le taux d'acide méthylmalonique augmente, indiquant une carence en vitamine B₁₂ ; en revanche, ce problème n'a pas été observé par les auteurs Yamada et al. (2018), avec le nori non séché, qui semble contenir une quantité significative de vitamine B₁₂ biodisponible[54].

• • La spiruline n'est pas non plus considérée comme une bonne source de vitamine B₁₂ pour les humains[51] - [55] - [48], malgré une teneur en méthylcobalamine de 38,5 µg pour 100 g de biomasse sèche[56], indiquant un problème de biodisponibilité chez l'espèce humaine.

La synthèse chimique de la vitamine B₁₂ (en) a été réussie par Robert Burns Woodward[57] et Albert Eschenmoser en 1972[58] - [59], et reste une réussite majeure de la synthèse organique totale.

Il existe neuf formes de cobalamine[60] - [61] :

1. la cyanocobalamine ;
2. l'hydroxocobalamine (également appelée hydroxycobalamine) ;
3. la méthylcobalamine ;
4. l'adénosylcobalamine (ou cobamamide) ;
5. l'aquocobalamine ;
6. la nitritocobalamine ;
7. la nitrosocobalamine ;
8. la sulfitocobalamine ;
9. la glutathionylcobalamine.

La synthèse totale de la vitamine B₁₂ est d'une telle complexité (100 étapes), que la B₁₂ des compléments alimentaires et des produits enrichis provient toujours de cultures bactériennes.

La production industrielle de vitamine B₁₂ se fait par la fermentation de microorganismes qui la produisent[62] parfois à l'aide d'organismes génétiquement modifiés[63].

Streptomyces griseus, une bactérie qu'on a longtemps prise pour une levure, a été pendant longtemps la source de vitamine B₁₂ destinée à un usage commercial[64] - [65]. Les espèces Pseudomonas denitrificans (en) et Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii sont plus couramment utilisées aujourd'hui[66].

La production mondiale de vitamine B₁₂ est estimée en 2020 à 80 tonnes[67]. Bien que deux tonnes pourraient suffire pour couvrir les besoins annuels en matière de supplémentation humaine, la vente à destination des secteurs alimentaire et pharmaceutique représente 70 % du chiffre d'affaires, contre 30 % pour le secteur de l'élevage[67]. Selon d'autres sources plus anciennes (2010 et 2013), 90 % de la production était destinée à l'élevage, le reste servant à l'alimentation humaine et aux soins[68] - [69].

Solution d'hydroxocobalamine pour injection cutanée, traitement de carence en B₁₂.

À moins d'adopter une alimentation strictement végétale sans complémentation, ou d'être atteint de maladies auto-immunes provoquant une malabsorption, comme l'anémie pernicieuse ou la maladie cœliaque, ou d'avoir subi une gastrectomie, les réserves font que la carence est rare[89].

L'anémie pernicieuse (ou de Biermer) est secondaire à une malabsorption d'origine auto-immune de la vitamine par le tube digestif. Elle peut aussi être conséquence d'une chirurgie digestive (gastrectomie) ou d'une maladie inflammatoire chronique de l'intestin (maladie de Crohn).

La metformine (un anti-diabétique oral) pourrait réduire l'acide folique et les taux de vitamine B₁₂.

Le protoxyde d'azote, utilisé comme anesthésique et comme substance récréative, peut oxyder la cob(1)alamine en cob(3)alamine, causant ainsi un déficit fonctionnel en vitamine B₁₂[90].

Les traitements diminuant l'acidité de l'estomac, comme les inhibiteurs de la pompe à protons et les antihistaminiques H2, peuvent conduire sur le long terme à une carence[91] - [92].

• Jacqueline Zittoun, « Découverte de la vitamine B₁₂ » La Revue du Praticien, 2000;50:473-475.
• Jean-Claude Guilland, « Vitamine B₁₂ (cobalamines) », La Revue du Praticien, vol. 63, n^o 8,‎ octobre 2013, p. 1085-1090.
• Vidal‐Alaball J, Butler C, Cannings‐John R, Goringe A, Hood K, McCaddon A ... & Papaioannou A (2005) Oral vitamin B₁₂ versus intramuscular vitamin B₁₂ for vitamin B₁₂ deficiency. Cochrane Database of Systematic Reviews, (3).

• Compendium suisse des médicaments : spécialités contenant Vitamine B12
• Page spécifique sur le Vidal.fr
• Site Internet destiné à la protection des populations véganes.