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En raison du manque de L-gulonolactone oxydase, lhomme est lune des rares espèces incapable de synthétiser lacide ascorbique chimiquement instable (vitamine C ) (Chatterjee et al. 1961). Cette perte mutationnelle, qui a probablement eu lieu chez un primate ancestral éloigné de lhomme (Gluecksohn-Waelsch 1963), entraîne une dépendance aux sources alimentaires de vitamine C, mais peut également être considérée comme un avantage car la synthèse dacide ascorbique nécessite de nombreuses réserves de glucose coûteuses. . En moyenne, le corps humain perd environ 3% de sa teneur en vitamine C par jour, ce qui correspond au pourcentage de perte quotidienne correspondant au processus délimination de premier ordre de la vitamine C en supposant labsence dapport. Cela limite considérablement le temps sans maladie et de survie lorsque les sujets suivent un régime pauvre en vitamine C, car ce nutriment est un antioxydant de première ligne agissant comme un piégeur de radicaux libres. La demi-vie de lacide ascorbique est denviron 16 jours (Yung et al. 1978). Chez les sujets sans apport en vitamine C, lacide ascorbique nest plus détecté dans le sang après 35 à 40 jours (Willet 1998). En 1939, un chirurgien de Harvard a délibérément adopté un régime sans C, et bien que son taux de vitamines sanguines ait chuté rapidement, ce nest quaprès 12 semaines quil a commencé à ressentir de la fatigue (Crandon et al.1940). Dans un essai britannique plus vaste pendant la Seconde Guerre mondiale, il a fallu 17 à 20 semaines pour que des signes apparaissent parmi 120 volontaires (aucun auteur na répertorié 1948). Dans un essai ultérieur portant sur 4 prisonniers américains, utilisant un régime liquide purifié, des changements cutanés sont apparus après 8 à 13 semaines et des changements de gencives après 5 à 27 semaines (Hodges et al. 1969). Ainsi, les symptômes cliniques dus à une carence en vitamine C se développent très lentement. Outre les résultats contradictoires de lutilisation thérapeutique de lacide ascorbique dans un large éventail de maladies (Cahill et El-Sohemy 2010), la carence en vitamine C et le scorbut ont toujours été un problème de santé majeur. Linstabilité in vivo de ce facteur antiscorbutique est due à sa propension à loxydation. Bien que le scorbut soit généralement considéré comme un problème nutritionnel, seulement ± 17% de la variance de la concentration sérique de vitamine C peut être expliquée par lapport en vitamine C, comme présenté dans la troisième enquête nationale sur la santé et la nutrition. Linfluence de la vitamine C alimentaire sur les mesures de lacide ascorbique sérique dans cette étude a été compliquée par lutilisation de questionnaires de fréquence alimentaire qui rapportent mal les niveaux de vitamine C (Hampl et al. 2004).

Plusieurs facteurs in vivo liés à Il a été démontré que linflammation et le stress oxydatif influencent la variation biologique de la concentration en vitamine C chez lhomme. Des recherches récentes ont montré que les polymorphismes génétiques codant pour la protéine de transport de la vitamine C (SVCT) 1 (gène SLC23A1) (Cahill et El-Sohemy 2009) et la glutathion S-transférase (GST) (Cahill et al.2009) peuvent affecter les concentrations de sérum à jeun acide ascorbique indépendant du régime. Les génotypes SVCT1 et SVCT2 modifient la force de la corrélation entre la vitamine C alimentaire et lacide ascorbique sérique (Cahill et El-Sohemy 2009). Les enzymes GST ont une capacité de protection contre les carences en vitamine C lorsque la vitamine C alimentaire est insuffisante (Cahill et al. 2009). Autre facteur important, la protéine haptoglobine (Hp) de phase aiguë est caractérisée par un polymorphisme génétique à trois phénotypes (Hp 1–1, Hp 2–1 et Hp 2–2), qui résulte de lexpression de deux allèles (Hp 1 et Hp 2) du gène Hp sur le chromosome 16q22. La fonction biologique majeure de Hp est la liaison et le recyclage de lhémoglobine libre (Hb) dans le plasma pour prévenir les dommages oxydatifs induits par le fer hémique après lhémolyse (Langlois et Delanghe 1996). Lorsque la capacité de liaison à lHb de Hp est saturée, son rôle antioxydant est repris par lhémopexine (protéine liant lhème) et par la vitamine C.

Les phénotypes Hp présentent dimportantes différences structurelles et fonctionnelles. Hp 1–1 est une petite protéine dimère (86 kDa), tandis que Hp 2–1 et Hp 2–2 présentent des formes polymériques (jusquà 900 kDa). Le statut en fer est affecté par le polymorphisme de Hp car Hp 2–2 est moins efficace dans lélimination de lHb de la circulation. En conséquence, les individus Hp 2–2 présentent une rétention de fer dans les macrophages et présentent des concentrations sériques de fer et de ferritine plus élevées et une saturation accrue de la transferrine par rapport aux autres phénotypes Hp (Langlois et al. 2000).

La délocalisation du fer voie, survenant sélectivement chez les sujets Hp 2–2, a des conséquences biologiques importantes. La rétention de fer est un exemple important dimmunité nutritionnelle dans la défense contre les maladies infectieuses (Weinberg 1984; Kristiansen et al. 2001). Hp agit comme un bactériostat naturel en empêchant lutilisation de lHb par des bactéries pathogènes qui ont besoin de fer pour leur croissance. Lenvironnement de restriction du fer dans les fluides corporels établi par la liaison Hp – Hb fait partie de la défense non spécifique contre linvasion bactérienne. Le polymorphisme Hp joue un rôle dans un certain nombre dinfections bactériennes et virales (Kasvosve et al. 2010).Au début de lhistoire de lhumanité, une mutation réussie a eu lieu, qui sest avérée bénéfique en termes de conservation du fer, bien quelle ait eu un impact majeur sur la stabilité de la vitamine C in vivo (Kamel et Umar 1975).

De nos jours, le scorbut est toujours classé comme un trouble nutritionnel ou une avitaminose au lieu dune maladie génétique. Chez lhomme, le statut en vitamine C nest pas seulement déterminé par le régime alimentaire mais aussi par lenvironnement, le mode de vie, les conditions biologiques et pathologiques (Langlois et al.2009; Pincemail et al.2011; Lowik et al.1993; Galan et al.2005; Vioque et al.2007; Johnston et al.2006). Dans cet article, nous nous concentrerons sur le lien entre le statut en vitamine C et le polymorphisme Hp en discutant les trois hypothèses suivantes:

1. La stabilité de la vitamine C dépend du statut du fer et du polymorphisme Hp.

2. Le succès de la migration humaine à longue distance a été fortement déterminé par le polymorphisme Hp. En raison de la sélection naturelle, certaines populations caractérisées par des fréquences dallèles Hp 1 élevées sont beaucoup moins sujettes au scorbut.

3. Les valeurs de lapport alimentaire recommandé (AJR) de la vitamine C pourraient être fortement Hp dépendant du phénotype.

Le scorbut est lune des anomalies métaboliques génétiques qui nous accompagne depuis la préhistoire, comme cela a déjà été rapporté par les Egyptiens (1550 avant JC) et Hippocrate (460 BC – 380 BC) (Hirsch 1885; Bourne 1949; Carpenter 1986). Dans son Manuel de pathologie géographique et historique, Hirsch décrit en détail les épidémies de scorbut chez les Européens entre 1556 et 1873 (lexpédition de Cartier au XVIe siècle, lexpédition néerlandaise à Novaya Zemlya (1594-1596), lavant-poste de larmée américaine Fort Atkinson en 1819, prison de Perth au XIXe siècle) (Langlois et al.2009; Delanghe et al.2007). La disponibilité nutritionnelle de lacide ascorbique dépend géographiquement. Bien que les pertes relatives dues au scorbut aient été relativement plus faibles en Europe, il est clair que la majorité des foyers de scorbut décrits se situaient en Europe. Cependant, il existe un fort biais géographique dans cette description. Une sensibilité particulière des Asiatiques de lEst et du Sud-Est au scorbut a été signalée (Delanghe 2007; Hirsch 1885; Torck 2005; Torck 2009). Un rapport médical du XVIIIe siècle documentant les flambées dans les garnisons de larmée chinoise opérant dans le nord du pays mentionne des taux de troupes touchées de 80 à 90% (Torck 2009). De plus, les marins japonais étaient particulièrement sensibles au scorbut lors daccidents de dérive dans le Pacifique. Chez les naufragés, des taux de mortalité aussi élevés que 50 et 78% ont été signalés dans les registres du XIXe siècle (Delanghe et al. 2007). De plus, au début du Japon moderne (XIXe siècle), il existe une description des soldats Tsugaru avec jusquà 72% de mortalité par scorbut (Walker 1999; Matsuki 1981). Il est important de souligner que ces événements remontent à une période dans laquelle le régime alimentaire de la population japonaise est généralement considéré comme équilibré sur le plan nutritionnel, stable et, par conséquent, de qualité peu susceptible dêtre inférieure à celle des régimes européens contemporains. (Hanley 1991).

Bien que le syndrome scorbutique ait été simplement considéré comme une pure perturbation nutritionnelle, les différences dans la distribution du phénotype Hp peuvent offrir une explication plausible à ces résultats historiques, qui sont en outre étayés par des solides in vitro et preuves biochimiques in vivo (Delanghe et al. 2007). Dans lévolution humaine, lallèle Hp 2 est originaire dAsie du Sud, ce qui explique les fréquences dallèle Hp 2 les plus élevées et les plus faibles de type sauvage Hp 1 (~ 0,25) dans la population locale (Fig.1). Lespèce humaine est actuellement dans un état déquilibre génique transitoire, dans lequel lallèle mutant Hp 2 a été généralement favorisé au cours de lévolution. Parmi les populations dEurope occidentale, les fréquences des allèles Hp 1 et Hp 2 sont respectivement denviron 0,40 et 0,60 (Langlois et Delanghe 1996). Cependant, il existe certaines régions où lon peut trouver des populations présentant des fréquences dallèles Hp 1 élevées (tableau 1), par exemple les populations indigènes dAmérique latine (fréquence de lallèle Hp 1: 0,58–0,78). Les populations amérindiennes présentant des fréquences dallèles Hp 1 très élevées se sont révélées étonnamment capables de traverser locéan sur de simples radeaux sans aucune connaissance ou technologie avancée de la construction navale (Heyerdahl 1995). Lavantage de Hp 1–1 en tant que facteur génétique favorisant la survie dans les voyages en mer longue distance est illustré par la distribution du phénotype Hp parmi les populations indigènes des îles éloignées. Lîle de Pâques est lun des endroits les plus reculés de la planète. Sa population indigène de Rapa Nui est caractérisée par la fréquence dallèle Hp 1 la plus élevée (0,86) connue (Delanghe et al. 2007). Il ne fait aucun doute que les premiers immigrants de lîle de Pâques et du nord du Canada ont été sujets à un épuisement difficile en vitamine C (scorbut) pendant le long voyage.Des documents des XVIIIe et XIXe siècles indiquent que le scorbut causé par une carence en vitamine C na pas été observé chez les Inuits contrairement à une maladie grave observée chez les explorateurs de lArctique (Fediuk, 2000). Madagascar a une population mixte dorigine africaine et proto-indonésienne. La fréquence de l’allèle Hp 1 de la population de l’île est remarquablement plus élevée que celle des populations fondatrices constitutives, ce qui plaide pour une sélection génétique basée sur le phénotype Hp pendant la migration (Buettner-Janusch et al. 1973). Enfin, dans la population Awyu de Papouasie-Nouvelle-Guinée, également caractérisée par une prédominance de lallèle Hp 1, aucun événement de scorbut na été signalé. Dans cette zone, les régions avec la fréquence dallèle Hp 1 la plus élevée (> 0,85) sont lîle Frederik Hendrik (Irian occidental) et la région au nord de celle-ci, ce qui est un grand contraste pour Hp fréquences alléliques chez les aborigènes du nord de lAustralie. En regardant les autres cartes génétiques de la Nouvelle-Guinée, il ny a pas de gradient similaire. Le polymorphisme de Hp semble être un facteur génétique indépendant (Klein 1954; Hill et al. 1986; Cavalli-Sforza et al. 1994).

Sur la base de ces résultats, leffet du polymorphisme de Hp sur le métabolisme de la vitamine C offre une explication plausible, bien que spéculative, de la façon dont au cours de lhistoire humaine , certaines populations caractérisées par une fréquence dallèle Hp 1 élevée ont pu migrer avec succès sur de longues distances et peuvent survivre avec une alimentation pauvre en vitamine C (Delanghe et al. 2007). Cette suggestion est également appuyée par les résultats de la Toronto Nutrigenomics and Health Study. Dans cette étude, Cahill et El-Sohemy ont montré une interaction gène-régime sur la concentration sérique dacide ascorbique. Contrairement aux porteurs de lallèle Hp 1 avec une plus grande capacité antioxydante, les sujets Hp 2–2 présentaient un risque accru de carence sils ne respectaient pas la RDA pour la vitamine C (Cahill et El-Sohemy 2010). Hp agit pour prévenir les effets oxydatifs et toxiques de lhème contenant du fer dans lHb (Na et al. 2005). La stabilité de lacide ascorbique dans les fluides corporels est plus faible chez les individus Hp 2–2 (Cahill et El-Sohemy 2010; Delanghe et al. 2007; Sadrzadeh et Eaton 1988; Langlois et al. 1997). Les sujets Hp 2–2 sont moins efficaces pour éliminer lHb libre du plasma, ce qui peut favoriser une déplétion en vitamine C médiée par le fer (Langlois et al. 1997; Delanghe et Langlois 2002). De plus, la capacité des polymères Hp 2–2 à passer dans le compartiment extravasculaire est limitée par leur masse moléculaire élevée. Des parties du fer dérivé de lHb sont délocalisées et accumulées dans des compartiments de stockage de fer inertes et mal accessibles (Delanghe et al. 2007). Les complexes dHb et de Hp 2–2 multimérique présentent une affinité plus élevée pour le récepteur CD163, qui représente un transfert substantiel de fer dans les macrophages, que les complexes dHb et du phénotype Hp 1–1 (Kristiansen et al. 2001) . La charge en fer des macrophages entraîne un stress oxydatif lié au fer, qui se traduit par des concentrations sériques plus faibles de vitamine C chez les sujets Hp 2–2 (Delanghe et Langlois 2002). Aucune différence de seuil rénal et dexcrétion urinaire dacide ascorbique nest observée entre les phénotypes Hp (Langlois et al. 1997).

Selon les directives du Food and Nutrition Board, la RDA pour la vitamine C, qui est la quantité considérée pour maintenir une nutrition normale dans la population générale, est de 90 mg / jour pour les hommes et de 75 mg / jour pour femme. Ces données proviennent dune population, principalement composée dEuropéens et dAfro-Américains. Pour les fumeurs, la quantité quotidienne de vitamine C doit être augmentée de 35 mg / jour (Food et al. 2000). Cependant, sur la base des résultats mentionnés précédemment, linfluence du polymorphisme Hp sur les besoins en vitamine C doit être prise en compte. La recherche apprend que le régime alimentaire des Inuits de la baie dHudson (une région à prédominance de lallèle Hp 1) était principalement composé de sources animales, généralement perçues comme de mauvaises sources de vitamine C. On suppose que les Inuits ont pu obtenir un niveau minimum de vitamine C (10 mg / jour) provenant dun régime daliments pour animaux congelés / crus, fermentés et séchés, nécessaire pour prévenir le scorbut (Fediuk 2000). Comme la stabilité de lacide ascorbique est plus faible chez les individus Hp 2–2, lapport quotidien requis de ce nutriment est plus élevé par rapport aux autres phénotypes Hp (Cahill et El-Sohemy 2010; Delanghe et al. 2007; Langlois et al. 1997; Delanghe et Langlois 2002). Des directives RDA mieux adaptées pour lacide ascorbique tenant compte de lorigine ethnique pourraient donc contribuer à une meilleure politique de santé nutritionnelle.