Vitamine D : rôles, déficit, dosage et supplémentation

La vitamine D est probablement le micronutriment le plus étudié et le plus discuté de ces dernières années. Historiquement identifiée pour son rôle dans la prévention du rachitisme et de l’ostéomalacie, elle est aujourd’hui reconnue comme une véritable hormone aux fonctions bien plus larges : minéralisation osseuse, fonction musculaire, immunité, système cardiovasculaire, métabolisme, humeur et cognition. Sa particularité est d’être principalement synthétisée par la peau sous l’action des UVB solaires, pour 80 % environ, le reste, soit 20 %, provenant de l’alimentation. Cette dépendance au soleil explique un déficit très fréquent dans les populations occidentales, notamment en hiver et chez les personnes peu exposées, à peau foncée, âgées ou obèses. En France, 40 à 70 % des adultes sont en insuffisance ou en déficit selon les études.

La supplémentation en vitamine D est aujourd’hui l’une des interventions préventives les plus recommandées, mais son bénéfice au-delà du domaine osseux fait l’objet de débats et d’études régulières. Le statut se mesure par le dosage sérique de la 25-OH-vitamine D : en dessous de 20 ng/mL (50 nmol/L) il s’agit d’un déficit, entre 20 et 30 ng/mL d’une insuffisance, et au-delà de 30 ng/mL d’un statut suffisant. Chez l’adulte, la supplémentation d’entretien repose sur le cholécalciférol, ou vitamine D3, à raison de 800 à 2 000 UI par jour, avec des doses de charge en cas de déficit. Elle est bien tolérée, et les risques de surdosage sont rares, observés pour des apports supérieurs à 4 000 UI par jour au long cours. Les sections qui suivent détaillent la physiologie de la vitamine D, ses fonctions, l’interprétation des dosages, les modalités de supplémentation et les précautions à connaître.

Physiologie : deux formes, deux hydroxylations et une synthèse cutanée

La vitamine D existe sous deux formes. La vitamine D2, ou ergocalciférol, est d’origine végétale et provient des levures et des champignons. La vitamine D3, ou cholécalciférol, est d’origine animale et surtout synthétisée par la peau sous l’action des UVB, à partir du 7-déhydrocholestérol. La D3 est plus efficace que la D2 pour augmenter le taux sanguin, ce qui en fait la forme de choix pour la supplémentation.

Qu’elle vienne de la peau ou de l’alimentation, la vitamine D subit deux transformations successives. Le foie réalise une première hydroxylation, qui aboutit à la 25-OH-vitamine D, ou calcidiol : c’est la principale forme circulante et celle qui est dosée biologiquement. Le rein réalise la seconde hydroxylation, par la 1α-hydroxylase, et produit la 1,25-OH₂-vitamine D, ou calcitriol, qui est la forme active hormonale. Le calcitriol agit sur son récepteur, le VDR, présent dans presque toutes les cellules. La régulation fait intervenir la PTH, ou parathormone, qui stimule la production de calcitriol lorsque le calcium sanguin baisse.

La synthèse cutanée dépend de nombreux facteurs. La latitude et la saison jouent le premier rôle : en France métropolitaine, la synthèse est quasi nulle entre octobre et mars. L’heure d’exposition compte également, le soleil étant le plus efficace entre 11 h et 15 h, lorsque les rayons UVB sont au zénith. Une peau foncée contient davantage de mélanine, qui filtre les UVB, si bien que la production y est 5 à 10 fois plus lente. La capacité de synthèse diminue par ailleurs avec l’âge.

La surface exposée intervient aussi, les bras et les jambes étant plus efficaces que le visage seul. Les écrans solaires bloquent les UVB, de même que les vêtements, le verre et la pollution. À titre d’estimation, 15 à 30 minutes d’exposition solaire du visage et des bras, trois à quatre fois par semaine entre avril et septembre, suffisent à produire des quantités importantes chez un adulte à peau claire. Cette estimation ne vaut donc ni pour l’hiver ni pour les personnes dont la synthèse est ralentie.

Des fonctions osseuses, musculaires et immunitaires

Le rôle historique de la vitamine D concerne le métabolisme phosphocalcique et la santé osseuse. Elle augmente l’absorption intestinale du calcium, qui est multipliée par 3 à 4, ainsi que celle du phosphore. Elle favorise la réabsorption tubulaire rénale du calcium et la minéralisation osseuse. Elle prévient ainsi le rachitisme chez l’enfant et l’ostéomalacie chez l’adulte, et joue un rôle dans la prévention de l’ostéoporose.

La fonction musculaire constitue un deuxième champ d’action. Le rôle de la vitamine D est démontré sur la force musculaire et la performance. Il l’est surtout sur la prévention des chutes chez le sujet âgé, avec une baisse de 20 % du risque de chute sous supplémentation adaptée. Ce bénéfice musculaire s’ajoute à l’effet osseux pour expliquer l’intérêt de la supplémentation dans le grand âge.

Le système immunitaire est également concerné, puisque le récepteur VDR est présent sur presque toutes les cellules immunitaires. La vitamine D module l’immunité innée et l’immunité adaptative. Son effet est immunomodulateur, et non immunostimulant. Elle participe à la prévention des infections respiratoires basses [6], effet démontré dans la méta-analyse de Martineau. Elle module aussi certaines maladies auto-immunes, comme la sclérose en plaques, le diabète de type 1, les thyroïdites et les MICI.

Cœur, cancers, humeur et grossesse : des effets plus discutés

Sur le plan cardiovasculaire, une corrélation existe entre le déficit sévère et l’augmentation du risque. La supplémentation n’a toutefois pas démontré de bénéfice clair chez l’adulte sans déficit dans les grands essais, dont VITAL [3]. Pour les cancers, une corrélation est décrite entre le déficit et certaines localisations, côlon, sein et prostate. Le bénéfice de la supplémentation sur la mortalité par cancer reste modeste et concerne le sujet déficitaire.

Le déficit est par ailleurs corrélé à la dépression, aux troubles cognitifs et aux troubles saisonniers. Le bénéfice de la supplémentation y est modeste mais réel dans les études. Pendant la grossesse, la vitamine D est indispensable au développement fœtal, osseux et cérébral. Le déficit est associé à la pré-éclampsie, au diabète gestationnel et à la prématurité, et la supplémentation est recommandée.

Dosage : quel marqueur, quels seuils, quelles indications

Le seul dosage informatif est celui de la 25-OH-vitamine D sérique, c’est-à-dire du calcidiol. Le dosage de la 1,25-OH₂-vitamine D est réservé à des indications spécialisées. Le déficit sévère correspond à un taux inférieur à 10 ng/mL (25 nmol/L) et expose au rachitisme et à l’ostéomalacie. Le déficit se situe entre 10 et 20 ng/mL (25 à 50 nmol/L), et l’insuffisance entre 20 et 30 ng/mL (50 à 75 nmol/L). La suffisance est atteinte au-delà de 30 ng/mL (75 nmol/L). À l’autre extrémité, un excès potentiel est évoqué au-dessus de 80 à 100 ng/mL (200 à 250 nmol/L), et la toxicité au-dessus de 150 ng/mL (375 nmol/L).

Selon la HAS (2013), le dosage n’est pas recommandé en routine chez l’adulte en bonne santé. Il est remboursé en cas de suspicion de rachitisme ou d’ostéomalacie, d’ostéoporose avérée et chez la personne âgée qui chute à répétition. Il l’est aussi en cas de malabsorption, après chirurgie bariatrique ou au cours d’une maladie cœliaque, d’une MICI ou d’une insuffisance pancréatique, ainsi que dans l’insuffisance rénale chronique. S’y ajoutent la surveillance de certains traitements, bisphosphonates ou corticoïdes au long cours, et le suivi de la lithiase rénale. En pratique, chez l’adulte sans indication spécifique, il est souvent plus simple et plus efficace de supplémenter empiriquement en hiver, sans dosage préalable coûteux.

Déficit : facteurs de risque, symptômes et sources alimentaires

Le premier facteur de risque est une exposition solaire faible ou nulle, liée au télétravail, à des sorties limitées ou au port du voile intégral. La peau foncée, l’âge supérieur à 65 ans et l’obésité, qui séquestre la vitamine D dans le tissu adipeux, sont les autres grands facteurs. La malabsorption intestinale et l’insuffisance rénale ou hépatique interviennent également. Certains médicaments sont en cause : corticoïdes, anticonvulsivants, rifampicine et kétoconazole. La grossesse, l’allaitement et la période du nourrisson, surtout lorsqu’il est allaité, sont des situations à risque. S’y ajoutent l’institutionnalisation, l’isolement, la vie urbaine avec sa pollution atmosphérique et l’usage systématique d’écrans solaires à haute protection.

Le déficit modéré, qui est fréquent, est souvent asymptomatique. Certains signes lui sont parfois attribués : une fatigue générale ou un « coup de mou » hivernal, des douleurs musculaires diffuses avec faiblesse, des douleurs osseuses ou articulaires. Des infections respiratoires récurrentes, rhumes ou bronchites, une humeur basse, une dépression saisonnière et une chute des cheveux sont également cités. Aucun de ces signes n’est spécifique, ce qui explique que le déficit passe souvent inaperçu.

Le déficit sévère est rare et donne des tableaux bien différents. Chez l’enfant, il s’agit du rachitisme, qui associe retard de croissance, déformations osseuses, retard de fermeture des fontanelles et hypotonie. Chez l’adulte, il s’agit de l’ostéomalacie, avec des douleurs osseuses diffuses, une faiblesse musculaire, des fractures spontanées et une marche dandinante. Ce sont ces formes qui ont historiquement fait connaître la vitamine D.

Peu d’aliments sont naturellement riches en vitamine D. L’huile de foie de morue détient le record, avec 250 à 400 μg pour 100 g. Les poissons gras, saumon, hareng, sardine, maquereau et thon, en apportent 10 à 20 μg pour 100 g. Le jaune d’œuf en contient 2 à 5 μg, le foie de veau ou de poulet 1 à 2 μg, et les champignons exposés aux UV jusqu’à 10 μg. Les produits laitiers enrichis sont plus répandus dans certains pays anglo-saxons qu’en France, et le beurre comme les fromages en apportent peu. L’apport alimentaire moyen en France est de 2 à 3 μg par jour, très en dessous des besoins.

Recommandations de supplémentation

Chez l’enfant et l’adolescent, les doses varient selon l’âge. Le nourrisson, de 0 à 18 mois, reçoit 400 à 1 000 UI par jour, par exemple sous forme de Zyma D. De 18 mois à 5 ans, la dose est de 400 à 800 UI par jour, ou d’une ampoule trimestrielle de 80 000 UI en hiver. L’adolescent reçoit 400 à 800 UI par jour.

Chez l’adulte sans risque particulier, la dose est de 800 à 2 000 UI par jour en hiver, c’est-à-dire de novembre à avril en France, ou d’une ampoule de 100 000 UI tous les deux mois. L’adulte à risque, peu exposé au soleil, à peau foncée, obèse ou âgé, reçoit 1 000 à 2 000 UI par jour toute l’année. La femme enceinte reçoit 1 000 UI par jour au troisième trimestre, souvent sous la forme d’une dose de charge à 28 semaines d’aménorrhée. La femme allaitante reçoit 1 000 à 2 000 UI par jour.

Chez la personne âgée, la supplémentation est systématique : 800 à 1 000 UI par jour toute l’année, associées à des apports calciques suffisants, de 900 à 1 200 mg par jour. L’objectif est la prévention des chutes et des fractures. Quelques cas particuliers appellent une adaptation. Dans l’insuffisance rénale, le calcitriol, forme active, est préféré. En cas de malabsorption majeure, des doses plus élevées ou la voie intramusculaire sont utilisées, et dans l’obésité les doses sont adaptées, souvent doublées. Enfin, tout traitement à visée osseuse, comme celui de l’ostéoporose, suppose un bilan préalable et une supplémentation quotidienne indispensable.

Traitement du déficit avéré, formes disponibles et risque de surdosage

Le traitement d’un déficit avéré associe une dose de charge puis un entretien. En cas d’insuffisance modérée, une ampoule de 50 000 à 100 000 UI est suivie d’un relais par 800 à 2 000 UI par jour. En cas de déficit franc, 100 000 UI sont données toutes les deux semaines pendant deux mois, avant l’entretien. Le déficit sévère justifie une dose de charge plus importante, jusqu’à 600 000 UI répartis sur 8 semaines, sous suivi. Un contrôle sanguin est réalisé à 3 à 6 mois lorsqu’un suivi biologique est nécessaire.

Le cholécalciférol, ou vitamine D3, est la forme de choix, préférée à la D2. Il existe en ampoules buvables de 50 000, 80 000, 100 000 et 200 000 UI (Uvédose, ZymaD, Fortiden), en gouttes quotidiennes (Vidax) et en comprimés ou gélules quotidiens. Les associations de calcium et de vitamine D (Ideos, Cacit vitamine D3, Orocal D3) sont pratiques dans l’ostéoporose. Le choix entre prise quotidienne et ampoule espacée suit les schémas décrits plus haut.

La toxicité, faite d’hypercalcémie, de lithiase rénale et de calcifications, est rare et survient pour des apports très élevés au long cours. La marge de sécurité est large : c’est au-delà de 4 000 à 10 000 UI par jour au long cours que l’apport peut devenir excessif. Les doses ponctuelles élevées, comme 200 000 UI en une prise, sont bien tolérées. La toxicité s’observe surtout en cas d’automédication excessive et prolongée, à plus de 50 000 UI par jour.

Les signes de surdosage sont ceux de l’hypercalcémie : soif, polyurie, nausées, vomissements, constipation et confusion. Une insuffisance rénale et une lithiase rénale peuvent s’y associer. À long terme, des calcifications vasculaires et tissulaires sont possibles. Ces signes justifient un contrôle biologique en cas d’automédication prolongée à forte dose.

Vitamine D et pathologies : ce que l’on sait vraiment

Les bénéfices démontrés sont au nombre de quatre. La vitamine D prévient le rachitisme et l’ostéomalacie. Elle réduit le risque de chutes et de fractures chez le sujet âgé. Elle améliore modérément la force musculaire chez le sujet âgé déficitaire. Elle prévient enfin les infections respiratoires basses en cas de déficit [6].

D’autres bénéfices sont probables, mais reposent sur des données à consolider. Il s’agit de l’effet sur l’humeur, notamment dans la dépression saisonnière, de la modulation des maladies auto-immunes comme la sclérose en plaques, et d’une prévention modeste de certains cancers en cas de déficit. À l’inverse, plusieurs effets n’ont pas été démontrés dans les grands essais. C’est le cas de la prévention cardiovasculaire chez l’adulte sans déficit, étudiée dans VITAL [3], d’un bénéfice majeur sur la mortalité globale et d’un effet sur le diabète de type 2.

La COVID-19 a fait de la vitamine D un sujet d’attention majeure pendant la pandémie. Certaines études ont montré une corrélation entre le déficit et la sévérité de la maladie. La supplémentation n’a cependant pas démontré de bénéfice curatif clair. Elle reste conseillée à titre préventif chez les personnes à risque de déficit.

Idées reçues et motifs de consultation

Plusieurs idées reçues entourent la vitamine D. Il n’est pas nécessaire de se faire doser deux fois par an, le dosage n’étant pas recommandé chez la personne sans facteur de risque. Il est faux de penser que plus la dose est élevée, mieux c’est, puisqu’un surdosage est possible au long cours à très forte dose. L’idée que le soleil fait tout est vraie en été et dans les régions ensoleillées, mais fausse en hiver ou chez les populations à risque. La vitamine D ne guérit pas tout : son effet est réel, mais souvent modeste au-delà du domaine osseux. Enfin, les compléments alimentaires dits « spéciaux » ne valent pas mieux qu’une simple D3, qui suffit lorsqu’elle est pure.

Une consultation est justifiée devant une suspicion de déficit chez un sujet à risque, une ostéoporose ou des fractures spontanées. Des douleurs osseuses ou musculaires inexpliquées et une fatigue chronique en sont d’autres motifs. Les chutes à répétition chez le sujet âgé, la grossesse et le projet de grossesse relèvent aussi d’un avis médical. Enfin, une automédication prolongée à forte dose doit conduire à un contrôle biologique.

Conclusion

La vitamine D est en réalité une hormone essentielle, aux fonctions bien plus larges que la seule santé osseuse. Le déficit est extrêmement fréquent dans les populations occidentales, en particulier en hiver et chez les sujets à risque. La supplémentation, particulièrement chez le nourrisson, le sujet âgé, la femme enceinte et les personnes déficitaires, apporte un bénéfice démontré sur la santé osseuse, la prévention des chutes et probablement les infections respiratoires. Au-delà, les bénéfices restent débattus. Une supplémentation raisonnée, de 800 à 2 000 UI par jour en hiver chez l’adulte, est simple, peu coûteuse et bien tolérée, tandis que le dosage biologique reste réservé à des indications spécifiques. Enfin, rien ne remplace une exposition solaire régulière et raisonnable, de 15 à 30 minutes plusieurs fois par semaine entre avril et septembre, qui demeure la meilleure source physiologique.

Cet article a une visée d’information générale et ne constitue pas un avis médical. Toute question relative à un dosage, à une supplémentation ou à un traitement doit être posée à un professionnel de santé.

Sources scientifiques

1. Holick MF. Vitamin D deficiency. NEJM, 2007. NEJM
2. Bouillon R, et al. Skeletal and Extraskeletal Actions of Vitamin D. Endocrine Reviews, 2019. Endocrine Reviews
3. Manson JE, et al. Vitamin D Supplements and Prevention of Cancer and Cardiovascular Disease (VITAL). NEJM, 2019. NEJM
4. HAS. Vitamine D — Utilité clinique du dosage et prescription. Haute Autorité de Santé. HAS
5. ANSES. Vitamine D — Références nutritionnelles. Agence nationale de sécurité sanitaire. ANSES
6. Martineau AR, et al. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections. The BMJ, 2017. The BMJ

Pour aller plus loin

Plusieurs articles du site prolongent ce dossier. La calcémie en est le complément naturel, la vitamine D étant indispensable à l’absorption du calcium. La callisthénie rappelle que l’exercice avec impact stimule lui aussi la formation osseuse, et les oméga-3 constituent une autre supplémentation courante chez l’adulte. La TSH et la thyroïde sont souvent explorées avec la vitamine D dans les bilans de fatigue. Parmi les publications récentes, l’article sur la PTH (parathormone) présente ce régulateur clé du métabolisme phospho-calcique.