Séquoia géant de Californie: roi des forêts!

Le Séquoia géant : un arbre monumental

Les derniers séquoias géants ne subsistent, à l’état naturel et sauvage, que dans 72peuplements tous situés en Californie. Certains ne comptent que quelques individus. Ils sont localisés sur la pente ouest de la Sierra Nevada, entre le 36ème et le 39ème parallèles.

Le séquoia appartient à la famille des Taxodiacées qui comporte des arbres parmi les plus gros et les plus fascinants de la planète :

  • Le séquoia géant (Sequoiadendron giganteum)
  • Le séquoia toujours vert (Sequoia sempervirens)
  • Le cyprès chauve (Taxodium distichum)
  • Le métaséquoia (Metasequoia glyptodtroboides)

Le séquoia toujours vert pousse à l’état naturel au nord de la Californie, dans une région où le brouillard est tenace et quotidien. Les Américains l’appellent « Coastal redwood » par opposition au  « Sierra big tree », le séquoia géant.IMG_0136

Conditions de vie et parcs nationaux :

Comme je vous le disais, les plus beaux et plus gros séquoia se retrouvent dans deux parcs nationaux américains : les Sequoia et Kings Canyon National Parks. Localisés au centre de la Californie, ils abritent des montagnes immenses, des contreforts accidentés, de vastes cavernes et les arbres les plus volumineux de la planète.

Le sequoia géant pousse entre 1200 et 2400 m d’altitude. Il atteint des dimensions inouïes grâce aux pluies abondantes engendrées par l’élévation du relief et grâce au sol riche de la Sierra Nevada. C’est un arbre de pleine lumière qui peut dépasser les 2000 ans ! Il a au départ une croissance verticale, puis, au-delà de 100 ans, elle se développe en diamètre.

Une écorce incroyable :

Le secret de longévité de ces arbres  réside en grande partie dans leur écorce. Celle-ci est souple, épaisse, de couleur rouge-cannelle et renferme une grande quantité de tanins. Ces derniers protègent l’arbre contre les insectes, bactéries et nombreux champignons. Cette protection est tellement puissante qu’une fois tombé au sol, un tronc de séquoia reste imputrescible pendant des dizaines d’années.

Autre avantage de l’écorce externe : une absence de réseau vasculaire et donc de résine. Ceci  permet à l’écorce de jouer un rôle de pare-feu efficace. Et c’est très important car le feu, dans le processus de germination des séquoias, joue un rôle fondamental. Il élimine les mauvaises herbes, buissons, pins, etc… qui entrent en compétition avec les graines de séquoias sans détruire les séquoias adultes protégés par leur écorce. Ceci aboutit à enrichir le sol grâce aux cendres et à supprimer la compétition pour l’accès à la lumière.

L’arbre le plus volumineux de la planète : le Général ShermanIMG_0180

Ce séquoia, digne de tous les superlatifs, pousse dans la forêt géante (dénommée « Giant Forest » en 1875 par l’explorateur John Muir) de séquoia parc. Ce n’est pas le plus grand ni le plus large mais il est considéré comme le plus volumineux de la planète. Il mesure 83 m de hauteur avec un tour de taille de presque 32m à 1 m du sol et un volume estimé à 1487m3 !

Il a été baptisé « Général Sherman » en 1879 par James Wolverton qui avait servi sous les ordres du Général Sherman pendant la guerre civile. Son âge est estimé à 2200 ans.

Enfin, en guise de conclusion, il faut savoir que c’est l’inventeur de l’alphabet cherokee, le chef indien sequoyah le cherokee, qui a donné son nom à cet arbre extraordinaire.

Vitamine D

Vitamine D: un acteur majeur pour la santé?

La connaissance de la physiologie de la vitamine D a considérablement progressé, la faisant passer du rôle d’hormone à tropisme purement osseux à celui d’hormone jouant un rôle global sur la santé (anti-infectieux, anti-inflammatoire, antitumoral et protecteur cardiovasculaire). En parallèle, à la fois dans des modèles cellulaires, des modèles animaux et des études cliniques, de plus en plus d’études épidémiologiques ont montré l’importance de la carence en vitamine D dans la population générale.

Petite histoire de sa découverte…

La vitamine D a été découverte alors que l’Angleterre de la révolution industrielle faisait face à une épidémie de rachitisme sans précédent. C’est en 1918 que sir Edward Mellanby a démontré qu’un déficit nutritionnel causait la maladie et, peu après, les jeunes patients rachitiques ont été traités avec succès avec de l’huile de foie de morue.

La vitamine D3 (ou cholécalciférol), forme active de la vitamine D, a été isolée pour la première fois en 1922 par Elmer Mc Collum et nommée vitamine D car sa découverte suivait celle des vitamines A, B et C. Deux ans après, des chercheurs de trois universités différentes ont découvert simultanément que le soleil était une source de vitamine D. En 1965, R.B. Woodward a obtenu le prix Nobel pour la synthèse des vitamines D et B12. Pour des raisons historiques et épidémiologiques, ce composé permettant de lutter contre le rachitisme a été appelé vitamine. Toutefois, il ne s’agit pas à proprement parler d’une vitamine puisque celle-ci est synthétisée par la peau et se propage dans tout le corps grâce à la circulation sanguine. En réalité, la vitamine D est une hormone stéroïde aux fonctions multiples.

La double origine de la vitamine D :

Elle existe sous deux formes majeures (1) : la vitamine D2 (ergocalciférol) et la vitamine D3 (cholécalciférol). La vitamine D2 est produite photochimiquement par les plantes et la vitamine D3 est synthétisée au niveau des couches profondes de l’épiderme chez les animaux.

Les aliments contenant de la vitamine D3 sont peu nombreux. On la trouve essentiellement dans les huiles de foie de poissons, dans certains poissons gras (saumons, sardines, harengs, maquereaux), dans le jaune d’œuf ou encore dans le foie (Tableau 1).

 

Tableau 1 Principales sources alimentaires de vitamine D3.    

 Aliments  Vitamine D3 (µg/100 g)  Vitamine D3 (UI/100 g)
 Huile de foie de morue  250  10000
 Saumon, hareng, anchois  12-20  480-800
 Sardine, maquereau  8-12 320-480
 Thon  4-7  160-280
 Foie de veau  2-3  80-120
 Jaune d’œuf  2-3  80-120
 Laitages enrichis  1.25  50
 Beurre  0.6-1.5  24-60

 D’après la table Ciqual 2012.

La principale source de vitamine D3 est la synthèse endogène qui se déroule au niveau de l’épiderme, après une exposition aux rayonnements ultraviolets B (UVB) fournis par l’ensoleillement. Elle est réalisée à partir du 7-déhydrocholestérol, un intermédiaire de synthèse du cholestérol, présent dans les membranes des cellules du derme et de l’épiderme. L’énergie fournie par les rayons UVB permet sa transformation en pré-vitamine D3, elle-même rapidement convertie sous l’effet de la chaleur en vitamineD3, libérée dans la circulation. Cette synthèse de vitamine D est donc étroitement liée à l’exposition solaire.

 

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Figure 1 d’après Millet P. et al, 2014 (2)

Effets de la vitamine D :

La vitamine D possède une action essentielle sur de nombreux tissus cibles comme indiqué dans le tableau suivant :

 Tissus cibles classiques  Effets biologiques  Maladies
 Intestin  Absorption de calcium et phosphate Rachitisme  Ostéomalacie
 Os  Turn over et minéralisation osseux  Ostéoporose
 Rein  Réabsorption de calcium et phosphate
 Cartilage de croissance   Fonction de chondrocytes hypertrophiques  Rachitisme Retard de croissance
 Glandes parathyroïdes  Contrôle production et sécrétion de PTH

 

 Non classiques  Effets biologiques   Maladies
 Peau  Cycle de renouvellement de cheveux   Alopécie
 Système immunitaire native  Stimulation de macrophages  Infections bactériennes
 Système immunitaire acquise  Inhibition de cellules Th1  Maladies auto-immunes (T1DM, MS, Crohn…)
 Prolifération cellulaire  Contrôle du cycle cellulaire  Cancer Colon > sein > prostate
 Cardiovasculaire  Régulation de Rénine, coagulation et cellules  endothéliales   HTA, thromboses risques  CV
 Muscle  Maturation et fonction musculaire  Sarcopénie ?

 PTH : parathormone ; T1DM : Type 1 Diabetus Mellitus (diabète type 1)

 

1/ Effets osseux de la vitamine D (physiologie du métabolisme phosphocalcique):

Au niveau intestinal, la vitamine D stimule l’absorption de calcium et de phosphore, permettant ainsi de maintenir un état de normocalcémie nécessaire pour une minéralisation osseuse adéquate. Au niveau rénal, la vitamine D stimule la réabsorption tubulaire de calcium.

 

La vitamine D permet d’augmenter significativement la fraction de calcium et de phosphate absorbée par rapport à la quantité ingérée. Cela va favoriser un environnement minéral optimal pour le tissu osseux et permettre la minéralisation osseuse.

Il existe une relation étroite entre les concentrations de vitamine D sérique et l’absorption du calcium, L’absorption du calcium est maximale, c’est-à-dire de 65 %, pour un taux de vitamine D supérieur à 32 ng/mL (80 nmol/L) (3)

La vitamine D exerce aussi un effet antifracturaire : Plusieurs études d’observation suggèrent une relation positive entre les apports en vitamine D et la densité minérale osseuse. Il est parfois difficile de distinguer dans ces études, l’effet du calcium de celui de la vitamine D dans l’efficacité antifracturaire (4,5,6). L’association de 700 à 800 unités de vitamine D à 1000 mg de calcium versus placebo réduit significativement le risque de fracture de la hanche et de fractures non vertébrales  (7). Cette efficacité est plus nette chez les femmes présentant une valeur initiale plus basse, une hyperparathyroïdie secondaire et dépend de la dose de vitamine D utilisée. Aucun effet antifracturaire n’était noté dans les études qui ont utilisé des doses de 400 UI/j.

L’effet est observé pour des doses qui permettent d’obtenir des concentrations sériques supérieures à 30 ng/mL (8) et il est plus important lorsque la vitamine D est associée à la prise de calcium (9).

 Effets osseux de la vitamine D : les points à retenir

  •  un déficit en vitamine D est responsable de troubles de la minéralisation osseuse,  pouvant aller jusqu’à l’ostéomalacie (adulte) et le rachitisme (enfant) ;
  • l’administration de vitamine D diminue la perte osseuse ;
  • associé au calcium, la vitamine D possède une efficacité antifracturaire à des doses supérieures ou égales à 800 UI/j.

2/ effets musculaires de la vitamine D :

  Hypovitaminose D et myalgies (douleurs musculaires) :

Très peu de publications avaient jusqu’à présent évoqué un rôle potentiel de la vitamine D sur le tissu musculaire. Les hypovitaminoses D sévères peuvent être responsables de tableaux myopathiques parfois sévères, en règle associés à une ostéomalacie ; et régressifs après supplémentation (10,11). Le déficit en vitamine D pourrait favoriser par ailleurs les douleurs musculaires non spécifiques ou de fibromyalgie dans certaines populations, avec régression du tableau douloureux après traitement du déficit vitaminique dans 90 % des cas (12).

Le déficit en vitamine D pourrait également favoriser les myopathies des statines (13).

 Chutes et vitamine D :

 Si depuis de nombreuses années, l’effet de la supplémentation en vitamine D sur la réduction des fractures fémorales et autres fractures non vertébrales est connu, son mécanisme pourrait être lié non seulement à une réduction de la perte osseuse, mais aussi des chutes responsables.

Ainsi, Bischoff-Ferrari et al., à partir d’une méta-analyse réalisée à partir de six études rassemblant 1237 patientes, ont montré que la vitamine D à des doses variables (200 à 1000 UI/j) permettait de diminuer le risque de chute de 22 % par rapport aux patients sous calcium seul ou placebo (14).

De plus il semblerait que les patients supplémentés en vitamine D ont une force musculaire significativement plus élevée que les non  supplémentés et  qu’un déficit en vitamine D favoriserai l’accumulation de graisse dans les muscles et réduirait d’autant la masse musculaire protéique et donc la force musculaire associée (15).

Effets musculaires de la vitamine D : les points à retenir

  •  un déficit en vitamine D peut se traduire par des myalgies voire un tableau myopathique
  • il existe une corrélation entre vitamine D et performances physiques : une supplémentation chez des sujets déficitaires réduit le risque de chute de 22 % ;
  • le déficit en vitamine D favorise le remplacement graisseux et l’atrophie des fibres de type 2 ;
  • la supplémentation en vitamine D améliore le testing et les capacités musculaires.

3/  Cancer et vitamine D :

De nombreuses enquêtes épidémiologiques et observationnelles ont suggéré que des concentrations élevées de 25OHD sont associées à une réduction de la fréquence des cancers et à une réduction de la mortalité liée au cancer notamment cancer du sein et cancer colorectal  mais aussi prostate, pancréas, poumon. Il existe par ailleurs une carence en vitamine D fréquemment observée dans certaines pathologies tumorales : prostate, ovaire ou myélome (16).

Les mécanismes antitumoraux de la vitamine D semblent multiples (17). En se basant sur de nombreuses études expérimentales (culture cellulaire, modèles animaux. . .), il apparaît que l’explication la plus probable de cet effet antitumoral est lié au fait que dans certains tissus, la 1,25(OH)2 vit D régule un certain nombre de gènes qui contrôlent la prolifération cellulaire, et stimule d’autres gènes qui, eux, inhibent l’angiogenèse et induisent l’apoptose des cellules tumorales.

 

Vitamine D et cancer : les points à retenir

  •  dans certains tissus, la vitamine D régule les gènes de la prolifération cellulaire, et ceux qui contrôlent l’inhibition de l’angiogenèse et l’apoptose des cellules tumorales ;
  • il existe une corrélation significative entre déficit en vitamine D et prévalence de certains cancers, notamment du sein et colorectal ;
  • il n’existe cependant pas d’essais randomisés prouvant qu’il s’agit de liens de causalité ;
  • la vitamine D n’est pas actuellement à considérer comme un moyen thérapeutique du cancer.Cancer

 

4/ effets immunomodulateurs de la vitamine D :

La 1,25(OH)2D est un puissant immunomodulateur in vitro, avec de possibles conséquences sur le contrôle du système immunitaire et de l’auto-immunité in vivo (18).

Globalement, de nombreuses études expérimentales sont en faveur d’une inhibition de l’immunité acquise et d’une stimulation de l’immunité innée par la vitamine D.

De nombreuses études épidémiologiques montrent une relation entre une plus grande fréquence de certaines maladies auto-immunes, diabète de type 1 (19), sclérose en plaques (20), polyarthrite rhumatoïde (21) et des concentrations basses de 25OHD.

Effets immunomodulateurs de la vitamine D : les points à retenir

  •  la 1,25(OH)2D est un puissant immunomodulateur qui réduit la prolifération lymphocytaire et la production de certaines cytokines ;
  • il existe une relation entre une plus grande fréquence de certaines maladies auto-immunes et des concentrations basses de 25OHD ;
  • la vitamine D favorise l’expression des peptides antimicrobiens par les macrophages.

5/  Vitamine D et autres pathologies : les points à retenir

  •  il existe une association entre déficit en vitamine D et pathologies cardiovasculaires : HTA, syndrome métabolique et diabète ;
  • une carence en vitamine D peut augmenter le catabolisme du cartilage ;
  • le déficit en vitamine D favorise la périodontite, responsable de la chute des dents ;
  • une méta-analyse montre qu’un apport régulier de vitamine D est associé à une réduction du risque de mortalité.

 

Déficit en vitamine D : pourquoi est-il de plus en plus fréquent ?

Malgré la double origine (endogène et exogène), la population française dans sa globalité est fortement en déficience ou insuffisance (22). En effet, à la valeur seuil plasmatique de vitamine D (sous forme 25(OH)D) de 20 ng/mL, on se rend compte que environ 40 % de la population est en insuffisance, et si l’on se fixe au seuil de 30 ng/mL, près de 80 % de la population sont alors en situation d’insuffisance .

 Plusieurs explications sont avancées pour expliquer l’augmentation importante de la prévalence du déficit en vitamine D :vit D soleil

  1.  la tendance à l’autolimitation de l’exposition solaire, liée à des activités quotidiennes réalisées de plus en plus souvent à l’intérieur et à des campagnes d’information pour réduire le risque de cancer de la peau ;
  2.  la relative pauvreté des alimentations occidentales en vitamine D ;
  3. l’augmentation de la prévalence de l’obésité a` l’échelle mondiale, puisqu’il semble y avoir un lien fort entre métabolisme de la vitamine D, surpoids et adipocytes

Prévalence de l’insuffisance en vitamine D : les points à retenir

  •  en Europe, selon les populations, la prévalence de l’insuffisance en vitamine D varie de 50 % à 100 % pour les sujets institutionnalisés ;
  • la prévalence de l’insuffisance en vitamine D est paradoxalement également élevée dans les pays où l’ensoleillement peut être important (excès de protection).

Quelle supplémentation en vitamine D?

En France, l’ANSES a établi en 2001 les valeurs d’apports nutritionnels conseillés(ANC), pour la population adulte française (23). Ces valeurs s’échelonnent de 5  µg/jour (200 UI/jour) par jour pour les enfants de plus de 4 ans, les adolescents et les adultes, à 10  µg/jour pour les enfants de moins de 3 ans, les femmes enceintes et allaitantes, jusqu’à 15  µg/jour pour les personnes âgées. D’autres pays d’Europe ont récemment revus leur recommandations, c’est notamment le cas de l’Allemagne où la German NutritionSociety conseille un apport de 20  µg/jour (800 UI/jour) pour la majorité des groupes de populations (24).

Il est donc recommandé de doser la vitamine D avant de supplémenter (doser la 250HD), et Holick dans sa revue récente (25) propose les posologies suivantes :

  • donner quatre ampoules de 100 000 UI de vitamine D3 (une ampoule toutes les deux semaines) si la 25OHD est inférieure ou égale à 10 ng/mL, trois ampoules si la 25OHD est entre 11 et 20 ng/mL et deux ampoules si la 25OHD est entre 21 et 30 ng/mL ;
  • pour maintenir ensuite une concentration supérieure à 30 ng/mL, on peut donner soit des doses journalières (800 à 1200 UI/j de vitamine D2 ou de vitamine D3) ou bien une ampoule de 100 000 UI de vitamine D3 tous les deux mois (le choix dépendra de la préférence des patients, le but étant de privilégier l’observance).

Quelle supplémentation : les points à retenir

  •  les posologies nécessaires en vitamine D, pour de nombreux experts, sont très supérieures aux recommandations des autorités de santé (400 à 600 UI/j actuellement) ;
  • la préférence à la vitamine D3 plutôt que de la vitamine D2.

 

Toxicité :

L’intoxication à la vitamine D est extrêmement rare ; elle conduit à une hypercalciurie, avec un risque de lithiase urinaire, et à une hypercalcémie avec hyperphosphatémie.

Elle a été observée pour des concentrations de 25OHD supérieures ou égales à 150 ng/mL (soit 374 nmol/L) (26).

L’administration de 10 000 unités par jour de vitamine D3 (cholécalciférol) pendant cinq mois n’a pas causé d’effets indésirables, pas plus que celle de 100 000 UI de vitamine D3 tous les quatre mois pendant cinq ans (27).

Il n’y a pas de risque de toxicité lié à la synthèse cutanée de vitamine D (autorégulation). Il n’existe pas de données sur la tolérance d’administration de vitamine D pendant de nombreuses années (au-delà de cinq ans).

Des cas d’hypersensibilité à la vitamine D ont été rapportés lors de l’administration de vitamine D chez des sujets souffrant de maladies granulomateuses telles que la sarcoïdose, la tuberculose et le lymphome du fait de la production extrarénale de 1,25(OH)2D par les macrophages.

vit D femme

Si à ce jour les besoins restent difficiles à définir et font l’objet de nombreux débats, il apparaît toutefois clairement que compte-tenu des effets régulateurs sur de nombreux processus, tels que le métabolisme osseux, le métabolisme musculaire, adipocytaire, le contrôle du cycle cellulaire, la fonction immune, les déficiences en vitamine D observées à l’échelle de la population peuvent compromettre l’homéostasie générale et participer à la survenue de nombreux désordres physiopathologiques.

 

Références :

(1)Jean-François Landrier, Vitamine D : sources, métabolisme et mécanismes d’action, Cahiers de nutrition et de diététique (2014) 49, 245—251

(2)Pascal Millet, Véréna Landel, Isabelle Virard, Maria Morello, François Féron, Rôles bénéfiques de la vitamine D sur la neurodégénérescence et les troubles mentaux, Cahiers de nutrition et de diététique (2014) 49, 279—293 Disponible en

(3)Heaney R, Davies M, Chen T, Holick M, Barger-Lux J. Human serum 25-hydroxycholecalciferol response to extended oral dosing with cholecalciferol. Am J Clin Nutr 2003;77:204—

(4)Tang BMR, Eslick GD, Nowson C, Smith C, Bensoussan A. Use of calcium or calcium in combination with vitamin D supplementation to prevent fractures and bone loss in people aged 50 years and older: a meta-analysis. Lancet 2007;370:657—66.

(5)Trivedi DR, DolI R, Khaw KT. Effect of four monthly oral vitamin D3 (cholecalciferol) supplementation on fractures and mortality in men and women living in the community: randomized double blind controlled trial. BMJ 2003;326:469—75.

(6)Lips P, Grafmans WC, Ooms ME, Bezemer PD, Bouter LM. Vitamin D supplementation and fracture incidence in elderly persons. A randomized, placebo controlled clinical trial. Ann lntern Med 1996;124:400—6.

(7)Avenell A, Gillespie WJ, Gillespie LD, O’Connell DL. Vitamin D and vitamin D analogues for preventing fractures associated with involutional and post-menopausal osteoporosis. Cochrane Database Syst Rev 2005;20. CD000227.

(8)Bischoff-Ferrari HA. How to select the doses of vitamin D in the management of osteoporosis. Osteoporos Int 2007;18:401—7.

(9)Boonen S, Lips E, Bouillon R, Bischoff-Ferrari HA, Vanderschueren D, Haentjens P. Need for additional calcium to reduce the risk of hip fracture with vitamin D supplementation: evidence from a comparative meta-analysis of randomized-controlled trials. J Clin Endocrinol Metab 2007;92:1415—23.

(10)Ziambaras K, Dagogo-Jack S. Reversible muscle weakness in patients with vitamin D deficiency. West J Med 1997;167:435—9.

(11)Al-Said YA, Al-Rached HS, Al-Qahtani HA, Jan MM. Severe proximal myopathy with remarkable recovery after vitamin D treatment. Can J Neurol Sci 2009;36:336—9.

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(18)  Arnson Y, Amital H, Shoenfeld Y. Vitamin D and autoimmunity: new aetiological and therapeutic considerations. Ann Rheum Dis 2007;66:1137—42.

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(20)  Munger KL, Levin LI, Hollis BW, Howard NS, Ascherio A. Serum 25-hydroxy-vitamin D levels and risk of multiple sclerosis. JAMA 2006;296:2832—8.

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(22)  Castetbon K, Vernay M, Malon A, Salanave B, Deschamps V, Rou-dier C, et al. Dietary intake, physical activity and nutritionalstatus in adults: the French nutrition and health survey (ENNS,2006—2007). Br J Nutr 2009;102(5):733—43.

(23)  Martin A. The ‘‘apports nutritionnels conseilles (ANC)’’ for theFrench population. Reprod Nutr Dev 2001;41(2):119—28.

(24) GNS. New reference values for vitamin D. Ann Nutr Metab2012;60(4):241—6.

(25)  Holick ME. Vitamin D deficiency. N Engl J Med 2007;357:266—81.

(26)  Vieth R. Vitamin D supplementation, 25-hydroxy-vitamin D concentrations, and safety. Am J Clin Nutr 1999;69:842—6.

(27) Trivedi DR, DolI R, Khaw KT. Effect of four monthly oral vitamin D3 (cholecalciferol) supplementation on fractures and mortality in men and women living in the community: randomized double blind controlled trial. BMJ 2003;326:469—75.