Métabolisme et activation de la vitamine D

La vitamine D est une prohormone sécostéroïde qui doit être métabolisée en deux étapes d'hydroxylation séquentielles avant de pouvoir agir comme hormone régulatrice du calcium. Le cholécalciférol (vitamine D3) est produit dans la peau à partir du 7-déhydrocholestérol sous l'effet de la lumière ultraviolette ou obtenu par l'alimentation ; il est ensuite hydroxylé dans le foie en 25-hydroxyvitamine D et enfin dans le rein en 1,25-dihydroxyvitamine D, forme hormonalement active, connue sous le nom de calcitriol.

Definition

Le métabolisme de la vitamine D est l'activation en deux étapes de la prohormone sécostéroïde vitamine D — conversion hépatique en 25-hydroxyvitamine D suivie d'une 1-alpha-hydroxylation rénale en hormone active 1,25-dihydroxyvitamine D (calcitriol).

Scope

Ce sujet aborde la voie de synthèse et d'activation de la vitamine D : la production cutanée, l'25-hydroxylation hépatique, la 1-alpha-hydroxylation rénale en calcitriol, la régulation des enzymes d'activation et d'inactivation par la PTH, le phosphate, le FGF23 et le calcitriol lui-même, ainsi que la justification de la mesure de la 25-hydroxyvitamine D comme indicateur du statut en vitamine D. Les mécanismes d'action du calcitriol sur les organes cibles sont traités dans un sujet complémentaire. Il s'agit d'un exposé de référence à visée éducative sur la physiologie normale.

Key concepts

• 7-déhydrocholestérol et synthèse cutanée
• Cholécalciférol (vitamine D3)
• 25-hydroxylation hépatique
• 25-hydroxyvitamine D (calcidiol)
• 1-alpha-hydroxylase rénale (CYP27B1)
• 1,25-dihydroxyvitamine D (calcitriol)
• 24-hydroxylase (CYP24A1) et inactivation
• Régulation par la PTH, le phosphate et le FGF23

Mechanisms

Le rayonnement ultraviolet B convertit le 7-déhydrocholestérol cutané en prévitamine D3, qui s'isomérise en cholécalciférol ; les vitamines D2 et D3 alimentaires y contribuent également. Dans le foie, la 25-hydroxylase produit la 25-hydroxyvitamine D, la forme circulante abondante et le marqueur standard du statut en vitamine D. L'étape d'activation limitante se produit dans le tubule rénal proximal, où la 1-alpha-hydroxylase (CYP27B1) génère l'hormone active calcitriol. Cette étape rénale est le principal point de contrôle : la PTH et l'hypophosphatémie stimulent la 1-alpha-hydroxylase, tandis que le FGF23 et le calcitriol lui-même la suppriment et induisent la 24-hydroxylase catabolique (CYP24A1) qui inactive à la fois la 25-hydroxyvitamine D et le calcitriol. Cette activation régulée relie le statut en vitamine D aux besoins de l'organisme en calcium et en phosphate.

Clinical relevance

La voie métabolique explique pourquoi la 25-hydroxyvitamine D, plutôt que le calcitriol actif, est utilisée comme indicateur du statut en vitamine D, et pourquoi la fonction rénale et hépatique influence l'activation de la vitamine D. Cette entrée décrit la physiologie normale et ne constitue pas une base pour les seuils diagnostiques, la supplémentation ou les décisions de traitement.

History

La reconnaissance que la vitamine D n'est pas active telle qu'ingérée mais doit subir des hydroxylations hépatiques et rénales successives pour devenir une forme hormonale a constitué une avancée majeure du milieu à la fin du XXe siècle, recadrant la vitamine D comme une prohormone au sein d'un système endocrinien. Des travaux ultérieurs ont caractérisé les enzymes cytochrome P450 d'activation et d'inactivation et les signaux hormonaux qui les régulent, intégrant le métabolisme de la vitamine D au contrôle de la PTH, du phosphate et du FGF23.

Key figures

• Michael F. Holick
• Daniel D. Bikle
• Sylvia Christakos

Seminal works

• christakos-2016
• bikle-2014
• holick-2007

Frequently asked questions

Pourquoi la vitamine D doit-elle être activée ?

La vitamine D ingérée ou d'origine cutanée est une prohormone ; elle ne devient biologiquement active qu'après une 25-hydroxylation hépatique puis une 1-alpha-hydroxylation rénale en calcitriol, la forme hormonale.

Quelle forme indique le statut en vitamine D ?

La 25-hydroxyvitamine D est le métabolite circulant abondant et est utilisée comme indicateur du statut en vitamine D, tandis que le calcitriol est l'hormone active à courte durée de vie.