Vitamine B12

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Vitamine B12
Image illustrative de l’article Vitamine B12
Identification
Nom UICPA α-(5,6-dimethylbenzimidazolyl)cobamidcyanide
Synonymes

cobalamine

No CAS 13870-90-1
68-19-9 (Cyanocobalamine)
13422-51-0 (Hydroxocobalamine)
No CE 237-627-6
200-680-0 (Cyanocobalamine)
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule C72H100CoN18O17P  [Isomères]
Masse molaire[1] 1 579,581 8 ± 0,073 3 g/mol
C 54,75 %, H 6,38 %, Co 3,73 %, N 15,96 %, O 17,22 %, P 1,96 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

La vitamine B12, également appelée cobalamine, est une vitamine hydrosoluble essentielle au fonctionnement normal du cerveau (elle participe à la synthèse de neuromédiateurs), du système nerveux (elle est indispensable au maintien de l'intégrité du système nerveux et tout particulièrement de la gaine de myéline qui protège les nerfs et optimise leur fonctionnement) et à la formation du sang. C'est l'une des huit vitamines B. Elle est normalement impliquée comme cofacteur dans le métabolisme de chacune des cellules du corps humain, plus particulièrement dans la synthèse de l'ADN et sa régulation ainsi que dans la synthèse des acides gras et dans la production d'énergie.

Elle existe sous plusieurs formes appartenant à la famille des cobalamines : cyanocobalamine, hydroxocobalamine, méthylcobalamine et adénosylcobalamine, les deux premières étant ses formes stables. Les cobalamines ont une structure chimique proche de l’hème mais l’atome central de fer y est remplacé par un atome de cobalt, d’où leur nom.

Un déficit en vitamine B12 entraîne une forme d'anémie dont l'une des caractéristiques est la présence de globules rouges fortement augmentés en taille (macrocytose).

La synthèse totale de cette biomolécule complexe, réalisée en 1972 par Robert Burns Woodward, Albert Eschenmoser et leur équipe, demanda plusieurs années.

Histoire

L'origine des recherches sur cette vitamine débute par la description d'une anémie mortelle, l'anémie pernicieuse, par différents auteurs dont Thomas Addison ou Michael Anton Biermer au XIXe siècle[réf. nécessaire].

Vers 1920, George Whipple, George Minot et William Murphy (prix Nobel de médecine en 1934) démontrèrent que des extraits de foie sous forme de compléments alimentaires étaient susceptibles de corriger certaines anémies[réf. nécessaire]. Les extraits de foie contiennent le facteur extrinsèque, c'est-à-dire la vitamine B12 elle-même.

William Castle a démontré qu'il existait un facteur intrinsèque indispensable et inexistant chez les malades souffrant d'anémie pernicieuse et un facteur extrinsèque venant de l'alimentation (foie, viandes).

Grâce aux travaux de Mary Shorb, la vitamine B12 a été isolée en 1948 par l'équipe de Karl Folker du laboratoire Merck, puis par Lester Smith du laboratoire Glaxo la même année. La configuration tridimensionnelle fut identifiée par Dorothy Hodgkin (prix Nobel de chimie en 1964).

En 2007, des chercheurs du MIT et de la Harvard Medical School ont achevé l'étude de la synthèse de la vitamine B12 par des micro-organismes[2].

Physiologie

Aucun animal, et plus généralement aucun eucaryote, ne fait la synthèse de la vitamine B12. L'ensemble des animaux dépendent donc d'autres organismes, tels que les bactéries. Puis, la chaîne alimentaire transmet ce nutriment des herbivores aux carnivores de sorte que l'ensemble des produits d'origine animale en contiennent, mais pas les végétaux.

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. 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). En attendant, la vitamine B12 est produite par certaines bactéries qui se multiplient dans les poches polygastriques (estomac à plusieurs compartiments). Lorsque les aliments atteignent les intestins, la vitamine B12 d'origine bactérienne peut enfin être absorbée. Chez d'autres herbivores, comme les lapins, les lièvres et les chinchilla, la multiplication bactérienne a lieu vers la fin des intestins, ce qui ne leur permet pas d'avoir le temps d'absorber la vitamine B12. Pour obtenir leur vitamine B12, ces animaux consomment leurs cæcotrophes (crottes spécifiquement destinées à être ré-ingérées). Les carnivores, eux, obtiennent leur B12 à partir de la chair des herbivores.

La vitamine B12 est utilisée comme facteur de croissance dans les élevages. Pour des raisons de rentabilité, les herbivores sont supplémentés en cobalt, à partir duquel leurs bactéries digestives produisent davantage de vitamine B12, tandis que les autres animaux, tels que les cochons, les poules, les poissons, etc. sont directement complémentés en vitamine B12.

La majorité des humains obtiennent la B12 à partir de la chair des animaux et du produit de leur exploitation (lait, œufs). Les personnes qui font le choix d'une alimentation végétale (véganisme, végétalisme) obtiennent leur vitamine B12 par complémentation ou dans les aliments enrichis[3].

Certains primates frugivores consomment naturellement des insectes (notamment des termites) et sont coprophages, comme le gorille. 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). Une minorité de primates ont un second estomac (colobinae). Ce système proche de celui des ruminants leur permet de profiter de la production bactérienne de vitamine B12, mais les humains ne le possèdent pas. Les bactéries présentes dans le système digestif des humains, bien qu'elles puissent effectivement synthétiser un peu de vitamine B12, sont situées vers la fin des intestins et ne permettent pas l'autosuffisance[4]. Une carence peut donc survenir à la suite d'une alimentation végétale non complémentée, ainsi que de certaines maladies de l'estomac, des intestins, du foie, des reins ou autres [5].

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. 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 (maladie de Biermer).

Cette vitamine est le cofacteur de deux enzymes, la méthionine synthase et le L-méthylmalonyl–coenzyme A mutase[6]. Environ un quart de la forme circulante est fixée à une protéine, la transcobalamine[7], le reste est lié à l'haptocorrine dont le rôle est inconnu[6].

Action de la vitamine sur l'hématopoïèse

L'action de la vitamine B12 semble reposer sur son intervention dans la synthèse de la protoporphyrine libre des hématies et dans la transformation de l'acide folique en acide folinique.

La vitamine B12 intervient dans la synthèse de la thymidine (substance importante pour le métabolisme des nucléotides) qui joue un rôle important dans l'édification du noyau des cellules et donc dans la réplication cellulaire.

Action métabolique

La vitamine B12 exerce 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.

La vitamine B12 est indispensable à l'entretien des épithéliums et de la myéline.

Il est à noter qu'elle exerce aussi une action dans le métabolisme lipidique et la bêta-oxydation. En effet, la vitamine B12 est un cofacteur de la méthylmalonyl-CoA mutase, enzyme qui catalyse la conversion de la L-méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA. 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.

Besoins et absorption

L'apport journalier recommandé par l'Union européenne pour un adulte est de 2,5 µg (règlement 1169/2011[8]), tandis que les recommandations américaines de la FDA sont de 6 μg (RDI ou Reference Daily Intake[9]). La différence est notable, mais cela est expliqué 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[10]. L'absorption maximale conséquente à une ingestion de 5 à 50 µg est de 1,5 µg[11].

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[9]. 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[12]. Ainsi, la communauté scientifique végane recommande une prise de 2000 µg lorsque la prise est hebdomadaire[3]. Rappelons l'innocuité internationalement reconnue de la vitamine B12, pour laquelle il n'existe pas de dose toxique[13]. De plus, la vitamine est hydrosoluble (élimination avec les urines).

Sources alimentaires de vitamine B12

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)[14].

En microgrammes (μg) pour 100 g[15],[16] :

  • 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
  • produits laitiers
    • fromage frais : 1,28
  • œufs : 1,3 (seulement bio-disponible à moins de 10 %)[17]
  • 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 viandes végétales,
    • des substituts d'œufs,
    • des compléments alimentaires,
  • micro-algues : malgré une certaine richesse affichée en vitamine B12 de certaines variétés d'algues, la biodisponibilité chez les humains a été prouvée comme étant défaillante :
    • la Chlorella vulgaris contiendrait parfois de la vitamine B12, parfois aucune[18],
    • l'algue nori n'est pas une source fiable[19],[20],
    • la spiruline n'est pas une source de vitamine B12 pour les humains[17].

En raison des troubles potentiellement graves susceptibles d'être engendrés par une carence en vitamine B12, il est important que les personnes qui suivent un régime végétalien assurent un apport fiable, à travers une complémentation[21]. Les végétariens qui consomment peu de produits d'origine animale sont également concernés[22]. La complémentation peut se faire à l'aide de comprimés (disponibles en magasins bio, en ligne et en pharmacie), de fioles de vitamine B12 (disponibles en pharmacie), ou de céréales de petit déjeuner, de jus de fruits, laits végétaux enrichis, etc. Les associations véganes majeures recommandent la complémentation en vitamine B12[3]. La synthèse 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.

Production industrielle

La production mondiale de vitamine B12 se montait en 2008 à environ 35 tonnes[23] et était assurée par quatre sociétés: une française - Sanofi-Aventis - et trois chinoises[24]. La production semble être en augmentation rapide. Elle se fait par fermentation bactérienne, parfois à l'aide d'organismes génétiquement modifiés[25]. La plus grande partie de cette production[26] est destinée à l'élevage comme facteur de croissance afin d'améliorer sa rentabilité, le reste sert à l'alimentation humaine et aux soins.

En médecine

Des valeurs élevées de B12 dans le sang chez des patients âgés atteints de cancer avancé constituent une mesure utile dans l'évaluation du risque de mortalité[27]. De même, le pronostic vital est engagé chez 10 % des sujets de plus de 75 ans qui sont carencés[28].

Les seniors qui ont de bons niveaux de vitamine B12 présentent moins de risque de voir le volume de leur cerveau diminuer avec l'âge, le déclin du volume cérébral étant plus marqué chez les volontaires qui présentaient des bas niveaux de vitamine B12. Les seniors qui ont peu de vitamine B12 ont six fois plus de risque de voir le volume de leur cerveau diminuer.

La carence en vitamine B12 ou sa mauvaise absorption digestive peut entraîner une anémie de Biermer et une sclérose combinée de la moelle dans le cadre d'un syndrome neuro-anémique. Elle peut être associée à une hyperhomocystéinémie pouvant être responsable de thrombose[29].

Causes de la déficience en vitamine B12

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 d'une pathologie comme la maladie de Biermer, ou d'avoir subi une gastrectomie notamment, les réserves font que la carence est rare[30].

Alimentations végétales

Les personnes qui font le choix d'une alimentation végétale sans se complémenter présentent un risque élevé[3]. C'est encore plus vrai chez leurs enfants, en particulier lorsqu'ils sont allaités par une mère elle aussi déficitaire[21]. Le tableau est celui d'un retard de croissance, une hypotonie, une somnolence, une anorexie, le tout étant plus ou moins réversible après complémentation, selon les cas[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]. Un déficit d'apport induit parfois rapidement des symptômes cliniques tels que les fourmillements dans les extrémités des membres, ou l'absence de sensation et une extrême fatigue, mais de tels symptômes peuvent parfois n'être perceptibles qu'au terme de longues années. Ces personnes présentent néanmoins des risques associés à l'hyperhomocystéinémie (maladies cardiovasculaires, maladies neuropsychiatriques, risques de fractures), imputables la baisse inéluctable de leurs réserves en vitamine B12 qui, insuffisante, ne catalyse plus le retour de l'homocystéine en méthionine. L'hyperhomocystéinémie est tout particulièrement préoccupante dans les projets de grossesse[33] : fausse couche, naissance prématurée, prééclampsie, poids de naissance faible, malformations du tube neural, pied bot, etc. La complémentation systématique est donc recommandée par l'ensemble des organisations véganes majeures dans le monde[3].

Problèmes d'absorption

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) d'une maladie inflammatoire chronique de l'intestin. Enfin, et en raison de l'affaiblissement de l'acidité de l'estomac d'une proportion importante des individus au delà de 50 ans, l'Institut de médecine des États-Unis, en édictant les apports journaliers recommandés, a déclaré que :

«  10 à 30 % des personnes âgées pourraient ne plus avoir la capacité d’absorber la vitamine B12 qui se présente naturellement dans leur alimentation. Il est donc recommandé à l’ensemble des personnes âgées de plus de 50 ans de garantir leur AJR (apport journalier recommandé) de vitamine B12 par la consommation d’aliments enrichis en vitamine B12 ou de compléments contenant de la vitamine B12[réf. souhaitée].  »

Déficit fonctionnel

Elle peut aussi être due à une inhalation de protoxyde d'azote[34] qui oxyde la cob(1)alamine en cob(3)alamine, causant ainsi un déficit fonctionnel en vitamine B12.

Interactions médicamenteuses

La metformine (un anti-diabétique oral) pourrait réduire l'acide folique et les taux de vitamine B12. L'utilisation à long terme de metformine augmente de manière substantielle les risques de déficiences en vitamine B12 et d'hyperhomocystéinémie (chez ceux qui deviennent déficients). Ceci est un risque de maladie cardiovasculaire, particulièrement chez les sujets avec un diabète de type 2[35]. Il y a aussi de rares rapports d'anémie mégaloblastique lors d'utilisation chronique de metformine de cinq ans ou plus. Le risque de taux abaissés de vitamine B12 concerne 30 % des sujets prenant de la metformine. Cependant, une carence cliniquement significative ne risque pas d'apparaître si la prise alimentaire est adéquate. Cette carence peut être supplémentée par la prise de vitamine B12 orale même si la metformine est continuée. Cette carence est aussi réversible par la prise de calcium[36].

Dosage

Il peut être fait par une technique dite de « competitive-binding luminescence » mais cette dernière peut ne pas détecter certains cas de vrai déficit, probablement en raison de problèmes d'interférences avec le facteur intrinsèque fixé sur la cobalamine[37]. Les méthodes microbiologiques confondent les analogues et la vitamine B12. Cela fausse les résultats des végétaliens qui consomment des aliments qui contiennent des analogues, comme les algues par exemple.

Le dosage de la protéine porteuse, la transcobalamine, ou plus précisément, la fraction de cette protéine fixée à la vitamine (holotranscobalamine), peut être également effectué[38], mais cette technique n'est pas disponible partout.

Les taux d'acide méthylmalonique (dosage remboursé sur prescription, en France) et d'homocystéine sont presque constamment élevés en cas de déficit en cobalamine et sont donc de bons indicateurs[39]. L'élévation de la concentration sanguine en homocystéine est cependant moins spécifique puisqu'elle peut se voir dans d'autres maladies.

Notes et références

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Cécile Dumas, « La synthèse de la vitamine B12 enfin complète », Sciences et Avenir.com,‎ (lire en ligne)
  3. a b c d et e « Ce que tout végane doit savoir sur la vitamine B12 », sur www.societevegane.fr Société végane française, (consulté le )
  4. « La Société végane remercie le PNNS d'avoir commencé à protéger la santé des véganes », sur www.societevegane.fr Société végane française, (consulté le )
  5. (en) Alan M. Immerman, Health Unlimited, page 62 (sur 95), 1989
  6. a et b (en) Stabler SP., « Vitamin B12 deficiency », N Engl J Med, no 368,‎ , p. 149-160 (PMID 23697526, lire en ligne)
  7. (en) Nexo E, Hoffmann-Lucke E., « Holotranscobalamin, a marker of vitamin B-12 status: analytical aspects and clinical utility », Am J Clin Nutr, no 94,‎ , p. 359S-365S (PMID 21593496, lire en ligne)
  8. Parlement Européen, RÈGLEMENT (UE) No 1169/2011 DU PARLEMENT EUROPÉEN ET DU CONSEIL du 25 octobre 2011, Europe, JO de l'UE, (lire en ligne), p.62
  9. a et b (en) « Guidance for Industry: A Food Labeling Guide », sur U.S. Food and Drug Administration, (consulté le )
  10. « Recommandations des Pays-Bas », sur Manger ensemble, (consulté le )
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  12. (en) Carmel, « How I treat cobalamin (vitamin B12) deficiency », Blood, no 112 (6),‎ , p. 2214-2221 (lire en ligne)
  13. (en) EFSA (autorité européenne de sécurité sanitaire), Tolerable Upper Intake Levels for Vitamins and Minerals, EU, EFSA, , 480 p. (lire en ligne), « No adverse effects have been associated with excess vitamin B12 intake from food or supplements in healthy individuals. » (p. 46)
  14. (en) Hunt A, Harrington D, Robinson S, « Vitamin B12 deficiency » BMJ 2014;349:g5226
  15. « Teneurs par constituant - Vitamine B12 (µg/100 g) », sur pro.anses.fr ANSES, (consulté le )
  16. (en) « Nutrient Lists for Vitamin B12 », sur ndb.nal.usda.gov USDA National Nutrient Database for Standard Reference (consulté le )
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  18. (en) Watanabe, « Vitamin B12-Containing Plant Food Sources for Vegetarians », Nutrients, vol. 6, no 5,‎ , p. 1861–1873 (lire en ligne)
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  23. (en) « New round of price slashing in vitamin B12 sector. (Fine and Specialty) », janvier 2009.
  24. Voir l'article ci-dessus « New round of price slashing... ». Celui-ci mentionne comme société française « Aventis Pharma Limited of France », mais ce nom est celui d'une société indienne, filiale de Sanofi-Aventis. L'usine de production de Sanofi-Aventis est à Saint-Aubin-lès-Elbeuf en France (Seine-Maritime).
  25. Selon le site GMO Compass.
  26. 90 % de la production, selon (en) « Where does B12 come from? »(Archive.orgWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?) (consulté le ).
  27. (en) P. Geissbühler, B. Mermillod et C.H. Rapin « Elevated serum vitamine B12 levels associeted with CRP as a predictive factor of mortality in palliative care cancer patients. A prospective study over five years » Journal of pain and symptom management 2000;20(2):93-103. PMID 10989247
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Voir aussi

Bibliographie

  • Jacqueline Zittoun, « Découverte de la vitamine B12 » La Revue du Praticien, 2000;50:473-475

Liens externes