Le rôle de la nutrition dans le développement de la cognition chez l’enfant, comme dans le maintien des fonctions cognitives au cours du vieillissement, est essentiel (Grantham-McGregor S, 2001). Parmi les oligoéléments, le fer et le zinc sont principalement cités compte tenu de leur présence à des concentrations importantes dans le cerveau et de leur participation au métabolisme cérébral (Oken et Duggan, 2002). Le déficit en fer est celui dont la prévalence est la plus élevée dans le monde (Yip, 2002) et ses conséquences, en particulier chez l’enfant, sont lourdes de conséquences non seulement sur le plan hématologique mais aussi sur l’immunité et sur les fonctions cognitives.

Les ANC sont définis en fonction de l’âge et du sexe. Ils sont fixés à 7mg/j pour les jeunes enfants, à 16 mg/j pour les femmes en âge de procréer et à 30mg/j pour les femmes enceintes au cours du 3ème  trimestre de grossesse, contre seulement 8 mg/j pour les hommes adultes.

Au cours des dernières années, un grand nombre de travaux ont suggéré que des fractions non négligeables de la population française, comme dans l’ensemble des pays industrialisés, pouvaient avoir des apports en fer qui s’éloignaient des recommandations. En France, le déficit est très largement répandu dans la population jeune et en particulier chez les femmes en âge de procréer (Etude EPIFER, Galan et Coll.,1998). Des apports insuffisants en fer dans les premières années de la vie sont des causes de troubles du développement cérébral. Chez 3676 enfants présumés sains, âgés de 10 mois, 2 ans et 4 ans, les fréquences de carence en fer pour les enfants nés de parents français métropolitains étaient de 29 % à 10 mois, de 13 % à 2 ans et de 7 % à 4 ans. Chez les enfants nés de parents émigrés, les prévalences étaient respectivement de 50, 44 et 15 %. Le déficit en fer était responsable d'une anémie chez 8 % des enfants de 10 mois nés de parents français métropolitains et chez 23 % de ceux nés de parents émigrés. A 2 ans, les prévalences de l'anémie étaient respectivement de 0,3 % et 22 % et à 4 ans de 0 et 4 % (Mekki et Coll., 1989). L'étude épidémiologique Val-de-Marne (1200 sujets) confirme ces observations chez les enfants en période de croissance rapide (29 % chez les 6 mois-2 ans ; 14 % chez les 2-6 ans). Cette étude retrouve chez 15% adolescentes et entre 7 et 15 % de femmes en âge de procréer, des stigmates biochimiques de carence en fer. Cependant, malgré l’évidente relation entre déficits en fer et retards de la cognition, les bénéfices des supplémentations chez l’enfant restent encore peu concluants.

En revanche, dans la deuxième partie de la vie, ces déficits sont peu nombreux en relation avec l’arrêt des menstruations chez la femme et les modifications du métabolisme hépatique avec l’âge et l’excès de fer comme les déficits sont à éviter en raison d’un risque pro-oxydant des surcharges en fer.

Le fer est, avec le zinc, l’oligoélément le plus présent dans le cerveau. Il participe au métabolisme neuronal et de ce fait influence les fonctions cognitives et comportementales. Le tissu cérébral est riche en fer, avec des concentrations qui diffèrent selon la région du cerveau et le stade du développement (Youdim, 2000)

Parmi les nombreux effets biologiques du fer, son rôle dans le fonctionnement neuronal et le développement du cerveau est essentiel (Beard, 2001).

Les mécanismes des retards cognitifs observés ne sont pas tous connus mais seraient en relation avec des altérations au niveau des enzymes impliquées dans la synthèse des neurotransmetteurs (Erikson et Coll., 2001), une myélinisation diminuée (Larkin et Coll., 1990) et des modifications dans le métabolisme énergétique du cerveau (Rao, 2001). Il s’agit principalement d’un rôle sur les neurotransmetteurs comme le souligne la revue de Beard (2003). Elle affecte le fonctionnement des transporteurs de la dopamine, de la sérotonine et de la noradrénaline (Burhans et Coll., 2005).
Le cortex, l’hippocampe, et le striatum, zones importantes pour la cognition, sont plus sensibles aux déficits en fer que les autres zones du cerveau (Beard, 2001).

Grossesse et post-partum

En post-partum, les femmes avec déficits en fer ont plus de stress, de dépression et d’altérations des fonctions cognitives (Beard et Coll., 2005) et l’enfant né de mère carencée sera particulièrement vulnérable. Les enfants de mères diabétiques ont un risque de développer un déficit en fer au niveau de l’hippocampe et ces déficits entraînent un risque de retard dans le développement intellectuel de l’enfant comme le montre les travaux de Siddapa et Coll., (2004).

Nouveau-né

La plupart des études ont mis en évidence le rôle délétère du déficit en fer dans les deux premières années de la vie, période critique du développement cérébral.

Adulte jeune

Les déficits en fer chez l’enfant et l’adulte jeune se traduisent par des altérations des fonctions cognitives et des troubles de la mémoire et de l’apprentissage (Taras, 2005), Chez l’adulte jeune, nous disposons d’un nombre limité d’études. Chez des adolescentes non anémiées, les déficits en fer significativement sont associés aux troubles de l’attention et de la mémoire (Bruner et Coll., 1996).

La supplémentation en fer améliore-t-elle le fonctionnement cérébral ?

Un certain nombre d’arguments plaide en faveur d’une supplémentation précoce : les déficits en fer chez l’animal à la naissance modifient les concentrations cérébrales de transferrine, les récepteurs de la transferrine et la ferritine, mais ces altérations sont compensées rapidement par une supplémentation précoce suggérant une grande capacité du cerveau à réguler et à utiliser le fer en fonction des besoins (Pinero et Coll., 2000)

La consommation de viande est positivement corrélée avec le développement psychomoteur de 4 à 22mois (Morgan et Coll., 2004) La corrélation entre les taux d’hémoglobine et les performances scolaires est bien établie, en particulier chez les enfants d’âge scolaire déficients en fer (Sungthong et Coll., 2002). La comparaison entre enfants déficients, anémiés ou non anémiés montre que les scores cognitifs sont les plus bas chez les enfants anémiés (Halterman et coll., 2001). Cependant, malgré un grand nombre d’études chez l’enfant et le nouveau-né, les effets de la supplémentation en fer sur le développement cérébral restent décevants (Grantham-Mc Gregor et Coll., 2001) (Sachdev et Coll.,2005). Chez des nouveau-nés de petits poids à la naissance, des apports de 13mg/j ou 20mg/j ne montrent pas d’impact de cette forte dose de fer (Friel and Coll., 2001) mais, d’autre part, les bénéfices sur le développement mental et psychomoteur du nouveau né d’une supplémentation par 7mg/j de fer sous forme de sulfate sont observés chez des enfants de 6 mois nourris au sein par la même équipe (Friel et Coll, 2003)

En dessous de deux ans, peu de résultats sont positifs. Chez l’enfant de moins de trois ans, déficient en fer, une revue des différentes études ne dégage pas d’évidence quant aux bénéfices des supplémentations en fer (Logan et Coll., 2001). Seules, deux études réalisées en Indonésie (Idjradinata et Coll., 1993) et à Zanzibar (Stoltzfus et Coll., 2001) chez des enfants anémiés, suggèrent des bénéfices d’un traitement au long cours chez des enfants anémiés. Au delà de deux ans, chez l’enfant anémié ou déficitaire en fer, les tests d’intelligence sont améliorés (Bryan et Coll., 2004). Chez de jeunes enfants grecs d’âge préscolaire, recevant 15mg de fer pendant deux mois, les enfants souffrant d’anémie et supplémentés améliorent leur capacité d’attention (Metallinos-Katsaras et Coll., 2004). Les bénéfices disparaissent si l’enfant n’est pas anémié (Sungthong et Coll., 2002).
La supplémentation en fer permet d’améliorer les scores cognitifs des enfants anémiés mais elle ne permet pas de rétablir les retards observés dans le développement psychomoteur. Les adolescents qui furent des enfants déficients en fer possèdent une mauvaise mémoire spatiale et ne récupèrent pas leurs capacités malgré les traitements de supplémentation (Lozoff et Coll., 2000). Chez l’adolescente non anémiée mais dont les apports en fer sont insuffisants, la supplémentation en fer à très hautes doses (650mg deux fois par jour) améliore l’apprentissage de la parole et la mémorisation (Bruner et Coll., 1996).

De façon surprenante, il apparaît que, chez des jeunes femmes participant à l’étude SUVIMAX, et dont la ferritine est inférieure à 15µg /L, les troubles de la mémorisation sont moins fréquents que chez celles qui ont une ferritine comprise entre 30 et 80 µg/L (Duport et Coll., 2003). En revanche, chez des jeunes femmes en surpoids commençant un régime, la déplétion en fer se traduit par une baisse des capacités d’attention (Kretch et Coll., 1998).

A partir des résultats de la littérature, définir une supplémentation idéale est impossible : il faut tenir compte avant tout du statut en fer du sujet, de son âge et de son environnement, en privilégiant, semble-t-il les supplémentations au long cours et précoces chez les enfants anémiés. Les doses les plus souvent citées chez l’enfant vont de 7 à 15 mg/j. De plus, les supplémentations doivent prendre en compte les interactions possibles : La supplémentation en zinc n’a pas d’impact négatif sur le statut en fer, même si quand le zinc est donné avec le fer, la réponse à la supplémentation en fer est moins bonne qu’avec le fer seul (Fisher Walker et Coll., 2005).

Chez le sujet âgé, le rôle du fer est plus ambigu et l’excès de fer serait impliqué dans le développement des maladies neurodégénératives (Levenson, 2003) en relation avec un possible rôle pro-oxydant (Qian et Coll., 1998).

La plupart des études ont souligné l’importance de l’homéostasie du fer dans le cerveau pour maintenir un fonctionnement normal de cet organe et l’impact des déficits en fer a été dénoncé. Cependant, l’augmentation sélective de fer sous forme libre dans le cerveau, en générant la production d’espèces radicalaires agressives pour les neurones (Berg, 1999) serait en partie responsable des dégénérescences neuronales observées dans la maladie de Parkinson (Youdim et Coll., 1991), et dans la maladie d’Alzheimer (Masters, 2002). Les mécanismes de l’action pro-oxydante du fer, génératrice des dommages oxydatifs des neurones sont, au moins, partiellement médiés par la génération de peroxyde d’hydrogène, produit par la déamination oxydative de la dopamine et converti en présence de fer ferreux en radical hydroxy hautement agressif. Des travaux récents tendent à montrer que l’effet nocif de supplémentations en fer à doses élevées n’est pas spécifiquement lié à l’âge. Chez le rat Wistar à la naissance, la surcharge en fer à un stade précoce (10mg/kg en période post natale) entraîne une altération des capacités de mémorisation, positivement corrélée à la mesure des marqueurs de péroxydation dans le tissu cérébral (de Lima et Coll., 2005). Précédemment à cette étude, Schroeder et Coll. (2001) avaient également décrit les troubles de mémorisation chez des rats adultes ayant reçu une supplémentation en fer à la naissance.

Le fer est un nutriment clef pour le développement du cerveau et un statut optimal en fer est nécessaire pour assurer les performances cognitives. Si les retards cognitifs liés aux déficits en fer sont bien connus chez le nouveau né et l’enfant, il y a peu d’évidence des bénéfices des supplémentations en fer chez l’enfant de moins de deux ans. Un intérêt des supplémentations à plus long terme semble possible, mais uniquement chez l’enfant plus âgé. Cependant, les effets bénéfiques semblent restreints à des corrections de statut déficient.

Les excès de fer comme les déficits sont à éviter car ils sont source d’agression neuronale. En particulier au cours du vieillissement, le fer sous forme de métal de transition pourrait participer à l’incidence de maladies neurodégénératives telles que Parkinson ou Alzheimer.

Un consensus sur la mise en œuvre des supplémentations en fer à doses nutritionnelles ou supranutritionnelles chez l’enfant déficient semble acquis. Cependant le bénéfice réel de ses supplémentations en terme de développement cognitif, de mémorisation et d’apprentissage demanderait à être défini par de nouvelles études.

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