La vitamine D améliore la force musculaire

Modifié le 14 décembre 2023

Temps de lecture : 8 minutes
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La vitamine D est indispensable à l’équilibre de notre organisme, à travers ses multiples rôles sur le métabolisme osseux, le système immunitaire ou cardiovasculaire. Une de ses fonctions plus méconnues est d’assister le fonctionnement des muscles, avec de multiples bénéfices à la clef.

Les muscles font partie des cibles de la vitamine D

La vitamine D se comporte comme une hormone, agissant sur de multiples organes comme les os, les reins ou l’intestin. Elle y exerce ses activités par l’intermédiaire d’un récepteur, le VDR. Après sa liaison avec la forme active de la vitamine, celui-ci va moduler l’activité de certains gènes et ainsi provoquer des effets biologiques variés. La présence du VDR au sein d’un tissu particulier est donc un indicateur du rôle joué par la vitamine D sur celui-ci.

mécanisme selon lequel la vitamine D atteint l'ADN des cellules pour moduler les gènes
Après liaison avec le récepteur VDR, la vitamine D peut contrôler l’activité d’un gène

Le muscle possède des récepteurs de la vitamine D

Les tissus composant les muscles contiennent des récepteurs de la vitamine D. Ils sont moins concentrés que dans les tissus osseux par exemple, l’une des principales cibles de la vitamine dans l’organisme. Leur rôle y est néanmoins crucial.

Les souris privées de VDR au niveau du muscle sont faibles et lentes

Les techniques de biologie moléculaire permettent de neutraliser des récepteurs de façon spécifique au niveau de certains tissus chez des animaux de laboratoire. Cette approche permet de mieux cerner leur fonction, en mettant en évidence les anomalies qui accompagnent leur disparition. Des chercheurs australiens ont ainsi désactivé les VDR au niveau des muscles de souris. Si la manœuvre n’a pas d’influence sur leur taille, ces animaux possèdent une masse musculaire réduite par rapport à leurs congénères. Elles parcourent de plus faibles distances et courent moins vite que les souris disposant de récepteurs de la vitamine D intacts au niveau des muscles. L’inactivation du VDR au niveau des cardiomyocytes, les cellules musculaires du cœur, provoque quant à elle une hypertrophie de cet organe qui le rend incapable de pomper le sang correctement.

hypertrophie cardiaque chez des souris sans récepteur à la vitamine D
L’absence de récepteurs de la vitamine D au niveau du muscle cardiaque provoque une hypertrophie

La supplémentation en vitamine D augmente la quantité de VDR dans le muscle

La concentration en récepteurs de la vitamine D a tendance à décliner au cours du vieillissement. Ce phénomène apparaît réversible avec une supplémentation en vitamine D. L’administration d’une dose de 4000UI par jour pendant 16 semaines chez des femmes âgées stimule l’activité du gène codant pour ces récepteurs. En conséquence, leur quantité augmente au niveau du tissu musculaire, ce qui le rend plus sensible à l’action de la vitamine.

déclin des récepteurs à la vitamine D avec le vieillissement
Les récepteurs de la vitamine D se raréfient au niveau du muscle au cours du vieillissement

La carence en vitamine D entraîne une faiblesse musculaire

Chez l’être humain, l’importance de la vitamine D pour les muscles se révèle en cas de carence sévère en ce nutriment. Cette situation, à l’origine des atteintes osseuses caractéristiques du rachitisme chez l’enfant et de l’ostéomalacie chez l’adulte, se caractérise en effet également par une atteinte musculaire. Elle se manifeste notamment par une faiblesse des muscles, qui affecte principalement ceux situés près du tronc comme les muscles des épaules ou des cuisses. Elle provoque parfois des douleurs musculosquelettiques diffuses. En cas d’hypovitaminose D, les troubles musculaires peuvent survenir avant même que les os ne soient touchés.

Force musculaire et statut en vitamine D vont de pair

Différentes études ont mis en évidence un lien entre le niveau de vitamine D dans l’organisme et la force musculaire. Au cours de travaux menés auprès de 419 personnes en bonne santé, âgées de 20 à 76 ans, des chercheurs américains ont par exemple montré que la force des muscles des bras et des jambes varie selon le taux de vitamine D sanguin. L’effet est plus marqué pour le bas du corps que pour le haut.

Cette relation entre force musculaire et concentration sanguine en vitamine D a également été mise en évidence chez d’autres groupes de population comme les adolescentes ou les personnes âgées

Dans ces circonstances, chercher à améliorer son statut en vitamine D à travers une supplémentation pourrait s’avérer bénéfique sur la force musculaire.

L’impact de la supplémentation en vitamine D sur la force musculaire

Maintenir un bon statut en vitamine est donc un axe pour optimiser sa force musculaire. Le niveau d’ensoleillement étant insuffisant une bonne partie de l’année dans les pays tempérés pour prévenir les carences, la supplémentation apparaît incontournable. Ses bénéfices dans ce cadre ont été explorés chez des personnes aux âges et profils divers.

La vitamine D améliore la force musculaire chez les jeunes adultes

Dans une analyse publiée en 2015, des chercheurs de l’université de Londres ont regroupé les résultats de 7 essais cliniques de bonne qualité ayant évalué les effets d’une supplémentation en vitamine D chez les adultes. Les participants, d’âge moyen compris entre 21,5 et 31,5 ans, étaient engagés dans des protocoles expérimentaux variés. Les dosages testés allaient de 4000UI par jour à 60000UI par semaine, sur une durée de 4 semaines à 6 mois. Les auteurs ont conclu à l’efficacité de l’administration de vitamine D pour améliorer la force musculaire.

La vitamine D prévient la fonte musculaire chez les personnes âgées

Le manque de vitamine D est propice à la survenue de la sarcopénie, c’est-à-dire la perte de force et de masse musculaire qui survient au cours du vieillissement. De plus, il conduit à un mauvais équilibre et à une instabilité de la marche. Les aînés présentant un statut altéré en vitamine D voient de ce fait leur risque de chute majoré.

taux de chute en fonction du taux de vitamine D
Le risque de chute est augmenté chez les femmes ayant un faible taux de vitamine D

La supplémentation après la ménopause augmente la force musculaire

Un essai clinique a été conduit auprès de 160 femmes ménopausées âgées de 50 à 65 ans. La moitié d’entre elles a bénéficié d’une supplémentation en vitamine D3 de 1000UI par jour, tandis que les autres participantes ont reçu un placebo, pour une durée de 9 mois. Dans le groupe supplémenté, l’élévation du taux sanguin de vitamine D s’est accompagnée d’une amélioration de la force au niveau des membres inférieurs de 25,3%. Dans le groupe placebo, celle-ci a diminué de 1,5%.

La vitamine D préserve la masse musculaire

couverture du Journal of Clinical Endocrinology & Metobolism

La prise de la vitamine D a également permis de préserver la masse musculaire de ces participantes, contrairement aux femmes du groupe placebo chez lesquelles une perte a été observée à hauteur de 6,8%. Cette préservation de la masse musculaire pourrait s’expliquer par l’impact de la supplémentation sur la taille des fibres contractiles qui constituent les muscles. L’administration de 4000UI de vitamine D par jour pendant 4 mois chez des femmes à mobilité réduite de plus de 65 ans permet en effet de l’augmenter de 10%.

Une méta-analyse de 30 études menées auprès de 5615 personnes âgées de 61 ans en moyenne a montré que l’effet de la supplémentation sur la force musculaire est plus prononcé quand le taux de vitamine D est initialement inférieur à 30 nmol/L.

Corriger le déficit en vitamine D chez les sportifs pour optimiser les performances

Le déficit en vitamine D est commun chez les athlètes, puisqu’il affecterait 44 à 67% d’entre eux selon les résultats d’une méta-analyse récente. En entravant le fonctionnement optimal des muscles, il peut altérer les performances sportives, les capacités de récupération après l’entraînement et augmenter le risque de blessures.

Une étude a été menée au Royaume-Uni auprès de 61 athlètes masculins au cours de l’hiver, une saison propice au manque de vitamine D en raison du faible ensoleillement. L’administration de 5000UI de vitamine D3 pendant 8 semaines a permis d’améliorer les capacités musculaires des participants, évaluées à travers un sprint sur 10 mètres et des tests de sauts verticaux.

photo d'un départ de sprint

La compilation des données recueillies auprès de 284 athlètes lors de 8 études de ce type a mis en évidence les bénéfices de la supplémentation pour améliorer la force des muscles des membres inférieurs chez les sportifs. Les athlètes qui tirent le meilleur parti de la vitamine D sont ceux dont l’entraînement se déroule en intérieur, loin de la lumière du soleil qui stimule sa production.

Pour bénéficier de l’optimisation des performances musculaires, la question du dosage est cruciale. Une équipe spécialisée en physiologie et kinésiologie précise :

« Il est possible que des dosages dépassant les recommandations en vitamine D (c’est-à-dire jusqu’à 4000-5000UI par jour), en combinaison avec 50 à 100mcg jour de vitamine K1 et K2 puissent assister la performance athlétique »

Dylan T Dahlquist et al.

Comment la vitamine D agit sur le fonctionnement des muscles ?

La vitamine D favorise tout d’abord l’assimilation du calcium et du phosphore présents dans les aliments que nous consommons. Ceux-ci ne participent pas seulement à la minéralisation osseuse, ils interviennent également dans le fonctionnement des muscles.

La vitamine D accélère la reconstitution des réserves d’énergie dans le muscle

Des chercheurs de l’université de Newcastle ont découvert un des mécanismes régulés par la vitamine D au niveau du muscle en menant des investigations auprès d’un groupe de 12 personnes sévèrement carencées. Ils ont étudié le fonctionnement des mitochondries présentes au sein des cellules musculaires de ces participants, avant et après la correction du déficit en vitamine D.

Les mitochondries assurent la fabrication de l’adénosine triphosphate, ou ATP, la forme d’énergie utilisée pour assurer les contractions musculaires. L’ATP est formée par une réaction chimique qui consiste à venir greffer un groupement phosphate à une molécule d’ADP. Elle requiert donc la présence d’un composé donneur de ce groupement phosphate. Le muscle dispose de réserves importantes de phosphocréatine dédiées à ce rôle. Elles permettent de satisfaire les besoins en énergie durant les premières secondes d’un effort physique.  

L’équipe de recherche britannique a constaté que le temps nécessaire pour reconstituer la moitié du stock de phosphocréatine après l’effort est plus court une fois le statut en vitamine D rétabli. Il est en effet passé de 34 secondes avant le début de la supplémentation à 28 secondes à la fin de celle-ci. Cet effet biologique s’est répercuté sur l’état physique des participants, qui ont ressenti une baisse de leur niveau de fatigue.

impact de la vitamine D sur le fonctionnement des mitochondries
La vitamine D améliore le fonctionnement des mitochondries

La vitamine D faciliterait le prélèvement de calcium par les mitochondries

La vitamine D pourrait par ailleurs contrôler l’efficacité de la production d’énergie au sein des mitochondries en régulant les flux de calcium. Au moment de la contraction musculaire, du calcium est déversé en grande quantité dans le cytoplasme, l’espace interne de la cellule. Les mitochondries en prélèvent une partie. Cette entrée de calcium dans la mitochondrie stimule l’activité de plusieurs enzymes impliquées dans la production de l’ATP, contribuant à son optimisation. Des expériences chez l’animal ont montré qu’un de manque de vitamine D conduit à un déficit en calcium dans les mitochondries, ce qui entrave leur fonctionnement.

Une étude récente menée chez des personnes souffrant de douleurs chroniques au niveau du dos a confirmé cette baisse de l’activité d’enzymes mitochondriales, la citrate synthase en l’occurrence, en cas de déficit en vitamine D. Chez ces patients, la supplémentation en vitamine D représente un moyen efficace de la contrer. Elle permet en plus d’atténuer la production du facteur de transcription FoxO impliqué dans l’atrophie musculaire, offrant des conditions plus favorables aux malades pour récupérer en cas d’intervention chirurgicale.

impact de la supplémentation en vitamine D sur l'enzyme mitochondriale citrate synthase et sur le facteur de transcription FoxO
La supplémentation en vitamine D (SUPL) permet de rétablir l’activité de la citrate synthase (3), et de rééquilibrer le facteur de transcription FoxO (6)

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