Une vitamine est une substance organique, nécessaire en quantité mineure (moins de 100 mg/jour - voir tableau ci-dessous) au métabolisme d'un organisme vivant, qui ne peut être synthétisée en quantité suffisante par cet organisme. Chaque organisme a des besoins spécifiques : une molécule peut être une vitamine pour une espèce et ne pas l'être pour une autre. C'est par exemple le cas de la vitamine C, synthétisée par la plupart des mammifères mais pas par les primates.
Molécules organiques, les vitamines B et C sont majoritairement des précurseurs de coenzymes, molécules qui participent au site actif d'une enzyme, activent des substrats ou sont des substrats particuliers. Elles doivent être apportées régulièrement et en quantité suffisante par l'alimentation. Chez l'être humain, deux vitamines sont synthétisées par des bactéries intestinales : les vitamines K et . La vitamine D est un dérivé de stéroïde qui peut être synthétisé par la peau exposée au Soleil chez l'être humain, et qui possède un rôle hormonal.
Un apport insuffisant ou une absence de vitamine provoquent respectivement une hypovitaminose ou une avitaminose qui sont la cause de diverses maladies (scorbut, béribéri, rachitisme, etc.). Un apport excessif de vitamines liposolubles (A et D essentiellement) provoque une hypervitaminose, très toxique pour l'organisme, car l'excès de vitamines liposolubles ne peut être éliminé rapidement par les reins et est stocké dans le foieVitamines : Fantasmes et vérités sur ARTE, avec Derek Muller, animateur de la chaîne Veritasium.
Ces vitamines ont été découvertes par le biochimiste polonais Kazimierz Funk qui, le premier, isola la dans l'enveloppe de riz en 1912. Le terme « vitamine » vient du latin « vita » qui signifie vie et du suffixe amine qui est le nom d'un radical en chimie (toutes les vitamines ne possèdent pas pour autant le radical amine).
thumb|Cristaux de vitamine C.
Histoire des vitamines La nécessité de manger certains aliments pour conserver une bonne santé a été reconnue bien avant l'identification des vitamines. Les anciens Égyptiens savaient que consommer du foie aide une personne à lutter contre l'héméralopie, maladie causée par la carence en vitamine AJack Challem (1997)."The Past, Present and Future of Vitamins". À la Renaissance, le développement des longs voyages sur les océans a entraîné des périodes prolongées sans fruits ni légumes frais, donc parmi les équipages des maladies dues aux carences en vitamines courantes, notamment le scorbut.
En 1747, le chirurgien écossais James Lind a découvert que les agrumes aidaient à prévenir le scorbut, une maladie particulièrement mortelle qui se caractérise par un arrêt de la synthèse du collagène, provoquant une mauvaise cicatrisation des plaies, des saignements des gencives, une douleur intense et la mort.
En 1753, Lind publie son Traité sur le scorbut, qui recommande d'utiliser des citrons et des limes (citron vert) pour éviter le scorbut, ce qui est adopté par la marine royale britannique (d'où le surnom limey pour les marins britanniques). Cependant, la découverte de Lind n'a pas toujours été acceptée par les explorateurs des expéditions arctiques de la Royal Navy au : on croyait généralement que le scorbut pouvait être évité en pratiquant une bonne hygiène, en faisant régulièrement de l'exercice et en maintenant le moral de l'équipage à bord, plutôt que par un régime de produits frais. En conséquence, les expéditions dans l'Arctique ont continué de souffrir du scorbut et d'autres maladies de carence. Encore au début du , lorsque Robert Falcon Scott a effectué ses deux expéditions en Antarctique, la théorie médicale dominante était que le scorbut était causé par des aliments en conserve contaminés.
À la fin du et au début du , des études de privation alimentaire ont permis aux scientifiques d'isoler et d'identifier un certain nombre de vitamines. Les lipides de l'huile de poisson ont été utilisés pour guérir le rachitisme chez le rat, et le nutriment liposoluble a été appelé « antirachitique A ». Ainsi, la première bioactivité « vitaminique » isolée, qui a permis de guérir le rachitisme, a été initialement appelée « vitamine A ». Cette vitamine a depuis été renommée, devenant aujourd'hui la vitamine D.
En 1881, le médecin russe Nikolaï I. Lunin a étudié les effets du scorbut à l'Université de Tartu. Il a nourri des souris avec un mélange artificiel de tous les constituants séparés du lait connus à l'époque, à savoir les protéines, les graisses, les glucides et les sels. Les souris qui n'ont reçu que les constituants individuels sont mortes, tandis que les souris nourries au lait lui-même se sont développées normalement. Il a conclu qu'« un aliment naturel tel que le lait doit donc contenir, outre ces ingrédients principaux connus, de petites quantités de substances inconnues essentielles à la vie ». Cependant, ses conclusions ont été rejetées par Gustav von Bunge. Un résultat similaire de Cornelius Pekelharing est apparu dans une revue médicale néerlandaise en 1905, mais il n'a pas été largement diffusé.
En Asie de l'Est, où le riz blanc raffiné était l'aliment de base de la classe moyenne, le béribéri résultant d'un manque de vitamine B1 était endémique. En 1884, Takaki Kanehiro, médecin britannique de la marine impériale japonaise, a observé que le béribéri était endémique parmi les équipages subalternes qui ne mangeaient souvent que du riz, mais pas parmi les officiers qui avaient un régime à l'occidentale. Avec le soutien de la marine japonaise, il a expérimenté en utilisant des équipages de deux cuirassés ; un équipage n'a reçu que du riz blanc, tandis que l'autre a été nourri avec de la viande, du poisson, de l'orge, du riz et des haricots. Le groupe qui n'a mangé que du riz blanc a rapporté 161 membres d'équipage atteints de béribéri et 25 décès, tandis que l'autre groupe n'avait que 14 cas de béribéri et aucun décès. Cela a convaincu Takaki et la marine japonaise que le régime alimentaire était la cause du béribéri, mais ils pensaient à tort que des quantités suffisantes de protéines permettraient d'empêcher la maladie. Le fait que des maladies puissent résulter de certaines carences alimentaires a été étudié plus en détail par Christiaan Eijkman, qui a découvert en 1897 que nourrir les poulets avec du riz non raffiné au lieu de la variété raffinée aidait à prévenir une sorte de polynévrite équivalente au béribéri. L'année suivante, Frederick Hopkins a postulé que certains aliments contenaient des « facteurs complémentaires » - en plus des protéines, des glucides, des graisses, etc. - qui sont nécessaires aux fonctions du corps humain. Hopkins et Eijkman ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1929 pour leurs découvertes.
vignette|L'article d'un seul paragraphe de Jack Drummond en 1920 qui fournissait la structure et la nomenclature utilisées aujourd'hui pour les vitamines.
En 1910, le premier complexe vitaminique a été isolé par le scientifique japonais Umetaro Suzuki, qui a réussi à extraire un complexe hydrosoluble de micronutriments du son de riz et l'a appelé acide abérique (plus tard Orizanin). Il a publié cette découverte dans une revue scientifique japonaise. Lorsque l'article a été traduit en allemand, la traduction n'a pas indiqué qu'il s'agissait d'un nutriment nouvellement découvert, une allégation formulée dans l'article japonais d'origine, et sa découverte n'a donc pas obtenu de publicité. En 1912, le biochimiste d'origine polonaise Casimir Funk, travaillant à Londres, a isolé le même complexe de micronutriments et a proposé que le complexe soit nommé « vitamine ». Elle devait plus tard être connue sous le nom de vitamine B3 (niacine), bien qu'il l'ait décrite comme « facteur anti-beriberi » (qui serait aujourd'hui appelé thiamine ou vitamine B1). Funk a proposé l'hypothèse que d'autres maladies, telles que le rachitisme, la pellagre, la maladie cœliaque et le scorbut pourraient également être guéries par des vitamines. Max Nierenstein, son ami et lecteur de biochimie à l'Université de Bristol aurait suggéré le nom de « vitamine » (de « amine vitale »)Funk, C. and Dubin, H. E. (1922). The Vitamines. Baltimore: Williams and Wilkins Company.. Le nom est rapidement devenu synonyme des « facteurs complémentaires » de Hopkins et, au moment où il a été démontré que toutes les vitamines ne sont pas des amines, le mot était déjà omniprésent et n'a plus été changé.
En 1920, Jack Cecil Drummond a proposé que le « e » final soit supprimé pour mettre l'accent sur la référence aux « amines », après que les chercheurs ont commencé à soupçonner que certaines « vitamines » (en particulier, la vitamine A) n'ont pas de composant aminé. En 1930, Paul Karrer a élucidé la structure correcte du bêta-carotène, le principal précurseur de la vitamine A, et a identifié d'autres caroténoïdes. Karrer et Norman Haworth ont confirmé la découverte d'Albert Szent-Györgyi de l'acide ascorbique et ont apporté des contributions importantes à la chimie des flavines, ce qui a conduit à l'identification de la lactoflavine. Pour leurs recherches sur les caroténoïdes, les flavines et les vitamines A et B2, ils ont tous deux reçu le prix Nobel de chimie en 1937.
En 1931, Albert Szent-Györgyi et un collègue chercheur Joseph Svirbely soupçonnaient que l'« acide hexuronique » était en fait de la vitamine C, et a donné un échantillon à Charles Glen King, qui a prouvé son activité anti-scorbutique dans son essai scorbutique de longue date sur le cobaye. En 1937, Szent-Györgyi a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour sa découverte. En 1943, Edward Adelbert Doisy et Henrik Dam ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour leur découverte de la vitamine K et de sa structure chimique. En 1967, George Wald a reçu le prix Nobel (avec Ragnar Granit et Haldan Keffer Hartline) pour sa découverte que la vitamine A pourrait participer directement à un processus physiologique. En 1938, Richard Kuhn a reçu le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les caroténoïdes et les vitamines, en particulier B2 et B6.
1950-1960 : le docteur Garnett Cheney dans les années 1950 puis le docteur Dubarry et des tests cliniques dans les années 1960 en France démontrent l'efficacité rapide de la consommation de choux sur certains ulcères. On identifie la vitamine U pour anti-ulcère.
Dès 2012, l'académie de médecine française conseille la prise de vitamine D en cas de carence puis de nouveau en durant la crise covid . La vitamine D, prescrite par un médecin, est remboursée par la sécurité sociale française. 80 % de la population française serait en carence de vitamine D dont 5 % en carence sévère. La première source de vitamine D est le Soleil.
Classification et action des vitamines Généralement, on sépare les vitamines en deux groupes : les vitamines hydrosolubles (solubles dans l'eau) et les vitamines liposolubles (solubles dans les graisses).
Les vitamines liposolubles sont absorbées avec les graisses et, comme celles-ci, sont stockables dans l'organisme (dans les graisses), il est donc difficile de s'en débarrasser. À l'inverse, les vitamines hydrosolubles (à l'exception de la ) ne sont pas stockables et les apports excédentaires sont éliminés par la voie urinaire.
Les vitamines ont deux types de rôles une fois transformées dans l'organisme : un rôle coenzymatique pour la plupart (coenzymes substrats, coenzymes de transfert de groupement, coenzymes activateurs de substrats) ; un rôle hormonal (pour la vitamine D et probablement A pour une part).
On peut définir l'action globale des vitamines selon leur intérêt comme le rôle dans l'hématopoièse (acide folique), la perméabilité cellulaire (acide ascorbique)…
Vitamines hydrosolubles VitamineNomRôleConséquence de la carenceVitamine Thiamine, ou aneurine métabolisme énergétique (notamment dans le complexe Pyruvate déshydrogénase) polynévrites œdèmes myocardites