Résumé
La vitamine D est une vitamine liposoluble dont les propriétés sont proches de celles d’une
hormone stéroïdienne. Des taux suffisants sont essentiels pour maintenir
l’homéostasie générale de l’organisme et le bien-être, tandis qu’une carence en vitamine D
est associée à une prévalence accrue de plusieurs maladies et à une fréquence plus élevée de blessures
et de fractures osseuses. Cette revue résume les principaux aspects du métabolisme de la
vitamine D, examine ses différentes sources alimentaires, y compris les compléments,
et présente des recommandations d’apport pour les personnes
sédentaires comme pour les personnes physiquement actives, notamment les sportifs. Elle aborde également
les situations dans lesquelles envisager une supplémentation pour atteindre des taux optimaux.
Les données disponibles indiquent qu’une supplémentation orale en vitamine D peut avoir
un effet notable sur la performance physique, en particulier chez les personnes dont le taux sérique
de 25(OH)D, marqueur de la concentration sanguine en vitamine D, est déficitaire (<50 nmol/L) ou
insuffisant (50–75 nmol/L). Atteindre des taux suffisants, de 75 à <125
nmol/L, dans la population générale peut favoriser la santé, tandis qu’une augmentation
jusqu’à des taux optimaux (≥125 nmol/L) chez les sportifs peut optimiser la performance
physique.
La toxicité liée à des apports excessifs en vitamine D est rare chez les sportifs. Toutefois,
des doses élevées prises pendant de nombreuses années peuvent provoquer une toxicité, définie
par des taux sériques de 25(OH)D supérieurs à 180 nmol/L (72 ng/mL), pouvant entraîner
une hypercalcémie. Un apport quotidien allant jusqu’à 10 000 UI est généralement considéré comme
la limite supérieure d’apport tolérable.
Introduction
Sur le plan nutritionnel, la vitamine D est classée parmi les vitamines liposolubles, mais elle agit
comme une hormone stéroïdienne, par des mécanismes génomiques et non génomiques. Elle
contrôle le fonctionnement de nombreux tissus et cellules non squelettiques, influençant la santé
et la qualité de vie. Des taux suffisants de vitamine D sont ainsi essentiels pour
maintenir l’homéostasie de l’organisme, le bien-être et la santé générale, de la vie fœtale
à la vieillesse (7). À l’inverse, une carence est associée à une augmentation de la
prévalence de nombreuses maladies, telles que le diabète, le cancer et les maladies
auto-immunes et cardiovasculaires, notamment les maladies du muscle squelettique (3), ainsi
qu’à une fréquence accrue de blessures et de fractures osseuses (14). Les effets étendus de la
vitamine D s’expliquent par la large présence de ses récepteurs (VDR), exprimés, à des
concentrations variables, dans tous les tissus humains, y compris les
muscles squelettiques (6). Une faible exposition de la peau au soleil et une mauvaise alimentation
contribuent, entre autres facteurs, aux taux insuffisants de vitamine D observés chez les
sportifs (15). L’obésité, avec l’accumulation de métabolites de la vitamine D dans
le tissu adipeux, est également une cause de carence (13), elle-même
associée à une faiblesse musculaire, à des myalgies et à de faibles performances physiques (8).
Sources, métabolisme et taux de vitamine D chez l’humain
La principale source de vitamine D chez l’humain est le rayonnement ultraviolet B (UV-B), c’est-à-dire la lumière
solaire, qui fournit 80 à 90 % des apports en induisant la synthèse de vitamine D à partir de son précurseur,
le 7-déhydrocholestérol, dans la peau. Les sources alimentaires naturelles de vitamine D
jouent un rôle moindre, apportant 10 à 20 % du total (17). L’alimentation fournit deux
formes de vitamine D : la vitamine D3, ou cholécalciférol, et la vitamine D2,
ou ergocalciférol. La vitamine D3 se trouve dans les aliments d’origine animale, comme l’huile de
foie de morue, le saumon et le jaune d’œuf, ainsi que dans des produits enrichis tels que
le lait, les céréales et le jus d’orange. La vitamine D2 est présente dans certaines
plantes et certains champignons (10). Bien que ces sources alimentaires puissent être importantes,
l’efficacité de l’absorption de la vitamine D alimentaire n’est que d’environ 50 % ;
une grande partie de sa valeur nutritive est donc perdue pendant la digestion (15). Pour atteindre
des taux sanguins optimaux, il est ainsi essentiel d’assurer des apports alimentaires
suffisants, une exposition aux rayons ultraviolets B (UVB) et, si nécessaire, de suivre un protocole
de supplémentation.
La vitamine D3 joue un rôle fondamental dans le métabolisme osseux et exerce des effets
importants sur la fonction musculaire (8). Les deux formes, D3 et D2, sont converties en 25-
hydroxyvitamine D [25(OH)D] dans le foie ; cette dernière peut être dosée dans des échantillons
sanguins. Dans les reins, la 25(OH)D est transformée en un composé biologiquement actif,
le calcitriol, également appelé 1,25-dihydroxyvitamine D3 (1,25(OH)2 D3) (7). Le calcitriol
stimule l’absorption intestinale du calcium et du phosphate, tout en favorisant la formation de nouveau
tissu osseux (9).
Bien que le taux sérique optimal de 25(OH)D reste débattu, dans le contexte sportif,
un taux sanguin d’environ ~125 nmol/L (50 ng/mL) est recommandé comme optimal, sans
bénéfice supplémentaire observé au-delà de cette valeur (19). Si ce taux a été
considéré comme excessif pour la population générale (7), il est estimé que, pour optimiser
la performance physique des sportifs, cette concentration de 25(OH)D est nécessaire pour que
la vitamine D soit stockée dans les tissus adipeux et les muscles squelettiques (3,17). De manière
générale, des taux sériques de 25(OH)D allant de ≥75–100 à 125 nmol/L, soit de ≥30–40 à 50 ng/mL,
bien que peut-être non optimaux pour les sportifs, sont considérés comme suffisants chez les personnes sédentaires
ou moins actives (21). En revanche, des valeurs comprises entre ~50 et <75 nmol/L, soit de 20 à <30 ng/mL, sont jugées inadéquates ou insuffisantes. En dessous de 50 nmol/L (<20 ng/mL), on parle de carence en vitamine D (21). Des taux inférieurs à 10 nmol/L indiquent une carence sévère (14).
Chez les personnes entraînées, maintenir des taux adéquats de 25(OH)D peut avoir un effet positif sur la performance sportive, tandis que des taux insuffisants peuvent limiter les adaptations à l’exercice et empêcher une performance optimale. Des études animales suggèrent qu’une augmentation de la 1,25(OH)2D et la présence de VDR dans les cellules musculaires pourraient modifier sensiblement l’efficacité de la liaison du calcium pendant l’activation musculaire, et même contribuer à l’augmentation de la taille et du nombre de fibres musculaires à contraction rapide (16, 22). Des études in vitro indiquent également que l’élévation de la 1,25(OH)2D et les VDR intracellulaires stimulent la lipolyse et l’activité du cycle de Krebs, ou cycle des acides tricarboxyliques (2).
Les sportifs vivant à des latitudes supérieures à 35° ou s’entraînant et concourant principalement en salle présentent un risque accru d’insuffisance, voire de carence en vitamine D (21). D’autres facteurs et habitudes, comme une peau foncée, une masse grasse élevée, l’entraînement tôt le matin ou au crépuscule lorsque les niveaux d’UVB sont faibles, ainsi qu’une forte protection contre les UVB — vêtements, équipements et écrans solaires — augmentent ce risque. Le temps d’exposition recommandé pour obtenir suffisamment de rayonnement ultraviolet (UV) pour la synthèse de vitamine D est ainsi estimé à 5 à 30 minutes entre 10 heures du matin et 4 heures de l’après-midi (4).
Apports en vitamine D et performance physique
On estime que l’organisme a besoin de 3000 à 5000 UI de vitamine D par jour pour répondre aux besoins de presque tous ses tissus et cellules (11). L’Endocrine Society recommande un apport quotidien de 400 à 1000 UI pour les nourrissons, de 600 à 1000 UI pour les enfants de 1 à 18 ans et de 1500 à 2000 UI pour les adultes, en plus d’une exposition solaire adéquate (12). Des apports plus élevés seraient toutefois nécessaires si les taux sériques commencent à devenir insuffisants (15). Les recommandations augmentent avec l’âge, la grossesse et l’allaitement. Différents protocoles de supplémentation ont également été proposés pour soutenir la performance sportive et rétablir des taux optimaux lorsque cela est nécessaire. La littérature décrit, par exemple, des apports compris entre 2000 UI et 200 000 UI, chez les patients présentant une carence sévère, jusqu’à l’obtention de taux optimaux de 25(OH)D, suivis de 1000 à 2000 UI par jour en entretien (15). Chez les sportifs présentant de faibles taux sériques de 25(OH)D (<75 nmol/L ou <30 ng/mL), un apport de 5000 UI par jour pendant 8 semaines, suivi de 1000 à 2000 UI en entretien, est recommandé (15). Rappelons toutefois que la vitamine D ne commence à être stockée dans les muscles et la graisse pour une utilisation ultérieure que lorsque les taux de 25(OH)D dépassent 100 à 125 nmol/L, soit plus de 40 à 50 ng/mL (3). En dessous de 125 nmol/L (50 ng/mL), l’organisme dépendrait donc principalement d’un renouvellement quotidien des apports pour couvrir ses besoins, ce que l’alimentation habituelle ne permet généralement pas. Bien que des concentrations allant de 75–100 à 125 nmol/L de 25(OH)D soient considérées comme suffisantes par la plupart des organismes de santé (21), elles pourraient tout juste couvrir les besoins métaboliques immédiats. Elles ne garantissent pas la disponibilité de réserves de vitamine D pour les processus avancés impliqués dans des voies autocrines essentielles, susceptibles d’avoir une plus grande influence sur la performance physique. Ainsi, des taux cliniquement normaux resteraient insuffisants pour soutenir la performance et les adaptations à l’exercice chez les sportifs (17). Il est essentiel de souligner qu’une fois des taux sériques adéquats de 25(OH)D atteints par supplémentation, aucune amélioration notable de la performance physique n’est observée (9). En particulier, lorsque les participants commençaient les interventions avec des taux de 25(OH)D supérieurs à ~50 nmol/L (20 ng/L), les études n’ont généralement pas détecté d’effets significatifs de la supplémentation en vitamine D3 (8). Certains essais contrôlés randomisés (1) pourraient néanmoins avoir négligé des changements non statistiquement significatifs, mais susceptibles d’influencer la performance sportive lorsque les participants passent de taux insuffisants de 25(OH)D — 50 à 75 nmol/L ou 20 à 30 ng/L — à des valeurs >75 à 125 nmol/L, soit >30 à 50 ng/L.
En résumé, augmenter les apports alimentaires en vitamine D3, y compris par
supplémentation, sert davantage à prévenir la diminution de la fonction musculaire et à optimiser
les adaptations induites par l’entraînement qu’à produire des améliorations continues de la
performance physique.
Supplémentation en vitamine D chez les personnes physiquement actives
Les compléments de vitamine D sont commercialisés sous différentes formes : comprimés, gélules,
capsules molles, comprimés à croquer — parfois désignés indifféremment comme
comprimés ou capsules —, sprays oraux ou sublinguaux, gouttes, solutions liquides et gommes à mâcher,
qui contiennent généralement une quantité importante de sucre.
La vitamine D2 présente une activité biologique nettement inférieure à celle de la vitamine
D3. Cette dernière est donc la forme la plus efficace pour augmenter la concentration totale
de 25(OH)D (14). Les doses quotidiennes efficaces de vitamine D3 peuvent aller de 1000 UI à
5000 UI (21). Des recherches récentes recommandent 2000 UI (50 μg) de vitamine D3 par jour
comme dose simple, efficace et sûre pour prévenir et traiter la carence en vitamine D dans
la population adulte générale (18). En hiver, les sportifs s’entraînant en salle ou
à des latitudes élevées pourraient se situer dans la partie haute de cette plage, soit 2000 à 5000 UI par jour.
Les études de courte durée, de quelques semaines à 2–3 mois,
montrent en outre des améliorations rapides de la performance physique chez les personnes carencées lorsque
leurs taux se normalisent. Les interventions plus
longues ne montrent généralement pas d’amélioration significative de la performance. Comme
indiqué précédemment, une fois les taux adéquats de vitamine D rétablis, une
supplémentation supplémentaire n’apporte pas de bénéfice ergogène et les gains de performance
se stabilisent, étant notamment limités par l’adaptation optimale à l’entraînement (8).
Chez les personnes physiquement actives, afin de maintenir des taux adéquats et stables de
vitamine D tout au long des cycles d’entraînement, il est recommandé d’envisager une
supplémentation régulière, quotidienne ou hebdomadaire. La vitamine D3 est mieux absorbée lorsqu’elle est
prise avec des aliments, notamment au cours d’un repas ou d’une collation contenant
un peu de matières grasses, comme des œufs, de l’avocat, des fruits à coque ou des produits laitiers. Cela stimule la
sécrétion de bile et la formation de micelles, facilitant ainsi son absorption (5).
La vitamine D étant liposoluble, bien que de nombreux protocoles
recommandent une prise quotidienne, il n’est pas strictement nécessaire d’en prendre chaque jour. Des doses élevées
(>5000 UI) pourraient être prises une fois par semaine ; le nutriment serait alors stocké
et utilisé progressivement par l’organisme. La régularité et le contexte alimentaire
comptent davantage que l’heure exacte ou la fréquence hebdomadaire des prises (5).
La composition de l’alimentation et l’origine ethnique sont d’autres aspects à prendre en compte. Aucune
donnée ne montre que les personnes végétariennes métabolisent différemment la vitamine D,
mais certaines études indiquent que les taux des personnes véganes peuvent être légèrement
plus faibles en l’absence de supplémentation (23). Par ailleurs, la plupart
des recommandations reposent sur des populations blanches, tandis que des recherches
récentes suggèrent que des apports bien plus élevés pourraient être nécessaires chez les personnes d’autres
origines ethniques. Les besoins pourraient également varier considérablement entre les
régions et les continents, laissant penser que certaines populations auraient besoin de doses
supérieures aux premières estimations (18).
En résumé, un protocole approprié de supplémentation en vitamine D3 chez les personnes
en bonne santé et physiquement actives, adapté à l’alimentation et aux facteurs individuels, pourrait être le suivant :
- Évaluer le taux sérique de 25(OH)D : il est vivement recommandé de mesurer la
concentration de 25(OH)D, particulièrement à la fin de l’hiver, afin d’ajuster la dose. - Si les taux sont optimaux chez le sportif — 125 nmol/L, ≥50 ng/mL — ou suffisants pour la
population générale sédentaire — ≥75 nmol/L, 30 à 40 ng/L — une dose d’
entretien peut suffire, voire une exposition solaire raisonnable en été. Chez les sportifs présentant des
taux inférieurs à 125 nmol/L, une dose de 3000 à 5000 UI pendant 8
semaines est suggérée, suivie d’une dose d’entretien de 2000 UI. - En cas d’insuffisance — 50 à 75 nmol/L, 20–30 ng/mL — environ 2000 à 4000 UI, ou
5000 chez le sportif, sont recommandées chaque jour pendant 8 à 12 semaines. - En cas de carence (<50 nmol/L, <20 ng/mL), environ 7000 UI par jour peuvent être prescrites,
soit ~50 000 UI une fois par semaine, pendant 6 à 8 semaines (8). - Dose d’entretien : après avoir atteint la concentration souhaitée de 25(OH)D, environ 1000 à
2000 UI par jour, plutôt autour de 1000 chez les omnivores et souvent de
2000 chez les végétariens en l’absence d’apport alimentaire. Les sportifs ayant une charge d’entraînement élevée ou
une masse corporelle importante pourraient avoir besoin de 2000 à 5000 UI par jour, même en
entretien, particulièrement en hiver (23). L’apport peut être quotidien ou prendre la forme de son
équivalent hebdomadaire, par exemple 7000 UI une fois par semaine (20).
Toxicité et effets indésirables possibles liés aux apports en vitamine D
Selon l’Institute of Medicine, les données sur les effets négatifs de
concentrations élevées de 25(OH)D, supérieures à 125 nmol/L dans la population
générale sédentaire, sont limitées. Chez les sportifs, des taux supérieurs à 375 nmol/L devraient alerter les
professionnels de santé sur de possibles effets indésirables, notamment des lésions rénales et d’autres
tissus (14). La toxicité de la vitamine D est très rare chez les sportifs. Des doses élevées prises
pendant des années peuvent provoquer une toxicité (>180 nmol/L, 72 ng/mL) et une hypercalcémie.
Bien que des études sur des prises orales prolongées indiquent que 10 000 UI par jour constituent une limite
supérieure tolérable sans cas de toxicité rapporté (19), un apport aussi élevé
maintenu pendant des années pourrait déclencher une rétroaction négative,
réduisant les concentrations de 1,25(OH)2D (17).
Conclusions
La supplémentation orale en vitamine D3 influence la performance physique, en particulier dans
les situations de carence ou d’insuffisance. Les données scientifiques indiquent que
des taux suffisants dans la population générale, ou optimaux chez les
sportifs, sont importants pour éviter des limitations de la performance physique. En définitive,
une concentration sérique de 25(OH)D inférieure ou égale à 75 nmol/L (30 ng/mL) nécessite
une supplémentation. Lorsque la concentration se situe entre >75 et <175 nmol/L, soit 31–
40 ng/L, des stratégies de supplémentation devraient être envisagées chez les personnes
physiquement actives.
AUTEUR
Dr Fernando Naclerio
Professeur de musculation et de nutrition sportive
Centre for Exercise Activity and Rehabilitation
Institute for Lifecourse Development
School of Human Sciences
University of Greenwich
E-mail : f.j.naclerio@gre.ac.uk
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