Effets bénéfiques des nitrates alimentaires

McDonagh, S.T.J., Wylie, L.J., Thompson, C., Vanhatalo, A. and Jones, A.M. (2018) Potential benefits of dietary nitrate ingestion in healthy and clinical populations: A brief review. European Journal of Sport Science. Sous presse

(voir l'abstract ici)

Les auteurs britanniques [Campus Saint-Luc, Université d’Exeter, Comté du Devon, Royaume-Uni] présentent une revue de synthèse consacrée, chez sujets sains et patients, aux effets bénéfiques des ingestions alimentaires de nitrate NO3-.

Le plan est le suivant:

- Introduction

- 1) Sources alimentaires des nitrates et biodisponibilité en oxyde nitrique

- 2) Nitrates alimentaires et santé cardiovasculaire

- 3) Nitrates alimentaires et syndrome métabolique

- 4) Nitrates alimentaires, fonction musculaire et performance physique

- 5) Nitrates alimentaires et fonction cognitive

- Conclusions

L’article prend appui sur plus d’une centaine de références bibliographiques.

Dans le cadre ici imparti, il n’est pas possible de tout relater. Quelques points retiennent l’attention:

• Tandis qu’ils contiennent habituellement plus de 2500 mg de nitrate NO3- kg-1, la betterave, les épinards, la laitue et la roquette sont des composants clés à la fois du régime méditerranéen et du régime DASH, régimes connus pour leurs effets cardioprotecteurs [Beetroot and green leafy vegetables, such as spinach, lettuce and rocket are a key source of naturally available inorganic NO3-, containing over 250 mg of NO3- per 100 g of fresh vegetable weight and are key components in the Mediterranean and Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) diets which are believed to be cardioprotective].

In vivo, quelle qu’en soit la source, la demi-vie de l’ion nitrate NO3- est d’environ 6 heures, celle de l’ion nitrite NO2- d’environ 1 heure et demie.

• Il a été rapporté que, s’ils recourent à deux bains de bouche antiseptiques (ou davantage) par jour pendant trois ans, les sujets obèses augmentent leur risque de voir apparaître un diabète ou un état prédiabétique.

• La flore bactérienne buccale, ou microbiome oral, joue un rôle majeur dans la transformation des ions nitrate NO3- en ions nitrite NO2-. Il serait ainsi souhaitable qu’à l’avenir on réussisse à optimiser le microbiome oral afin de majorer les bénéfices potentiels des apports alimentaires en nitrate NO3- [This work might eventually lead to the development of interventions designed to «optimise» the oral microbiome in order to maximise the potential health benefits of dietary NO3- ingestion].

• Le fumeur augmente son taux sérique de thiocyanate. L’ion thiocyanate SCN- inhibe la fixation sur la glande salivaire de l’ion nitrate NO3- présent dans la circulation sanguine. Le sujet qui fume atténue ainsi la séquence nitrate NO3- plasmatique → nitrate NO3- salivaire → nitrite NO2- salivaire [It should be noted that tobacco smoking increases serum thiocyanate which can inhibit uptake of NO3- from the systemic circulation into the salivary gland and therefore attenuate oral NO3- to NO2- conversion].

• De même, comme ils sont naturellement riches en ions thiocyanate SCN-, les légumes crucifères (choux, chou-fleur, brocoli, cresson, navet, radis) pourraient limiter l’action hypotensive des autres légumes riches en nitrate, co-ingérés [Interestingly, co-ingestion of cruciferous vegetables, which are naturally high in thiocyanate, with NO3--rich vegetables ablates the influence of NO3- ingestion in blood pressure].

La conclusion des auteurs britanniques est triple:

1) Surtout sous forme de légumes et de jus de légumes, la supplémentation alimentaire en nitrate NO3- a pour effet:

- de faire baisser la tension artérielle au repos,

- de réduire la consommation d’oxygène lors de l’exercice submaximal,

- d’augmenter la contractilité musculaire,

- d’améliorer la tolérance à l’exercice.

[Dietary NO3- supplementation, particularly in the form of vegetables and their juices, has the potential to lower resting blood pressure, reduce the O2 cost of submaximal exercise, increase muscle contractility and improve exercise tolerance].

2) L’ingestion de nitrate NO3- pourrait aussi:

- atténuer ou corriger le syndrome métabolique,

- améliorer la circulation sanguine périphérique et cérébrale,

- renforcer la fonction cognitive.

[In addition, there is some preliminary evidence that NO3- ingestion may attenuate or reverse indices in the metabolic syndrome, improve peripheral and cerebral blood flow and enhance overall cognitive function].

3) De telles notions ont d’importantes implications, tant chez le sujet sain que chez le patient. Elles incitent à augmenter les apports quotidiens en fruit et légumes, plus spécialement en légumes verts, conformément aux avis et recommandations émis par nombre d’agences sanitaires et gouvernementales de par le monde [Suggestions to increase daily intake of fruit and vegetables, especially of the green leafy varieties, is consistent with epidemiological evidence and advice from numerous governements and health agencies around the world].

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Veillonella et conversion nitrates-nitrites salivaires

Mitsui, T., Saito, M. and Harasawa, R. (2018) Salivary nitrate-nitrite conversion capacity after nitrate ingestion and incidence of Veillonella spp. in elderly individuals. Journal of Oral Science 60, 405-410

(voir l'abstract ici)

Après une charge alimentaire en nitrate NO3-, du fait du cycle entérosalivaire des nitrates, les teneurs salivaires en nitrate NO3- et en nitrite NO2- augmentent nettement. Selon une étude parue en 2008, les concentrations salivaires en nitrate s’échelonnent alors entre 43 et 930 mg NO3- l-1, les concentrations salivaires en nitrite entre 14 et 92 mg NO2- l-1.

Des études précédentes ont aussi montré qu’après une charge alimentaire en nitrate, la conversion des nitrates salivaires en nitrites salivaires peut être des plus variables d’un sujet à l’autre, pour des raisons restant à éclaircir [Previous studies examining the effect of dietary nitrate have alos revealed great variation in salivary nitrate/nitrite conversion after nitrate loading, which is the result of inter-individual differences in nitrate metabolism […]. Despite its physiological importance […], the inter- and intra-individual variation in salivary nitrate/nitrite conversion after nitrate loading has received little attention to date].

De nombreuses bactéries anaérobies, strictes ou facultatives, possèdent des nitrate- ainsi que des nitrite-réductases. Bactéries anaérobies strictes possédant des nitrate-réductases, les Veillonelles constituent le groupe bactérien réducteur de nitrate le plus fréquemment observé dans la cavité buccale. Leur contribution dans la réduction des nitrates salivaires en nitrites salivaires est considérée comme majeure.

Chez l’homme, on a jusqu’à présent individualisé 6 espèces de Veillonella. Trois d’entre elles sont souvent présentes dans la cavité buccale, Veillonella dispar, Veillonella rogosae et Veillonella atypica.

Les auteurs japonais [Iwate University, Morioka] présentent une étude portant sur 24 sujets (12 hommes et 12 femmes) âgés en moyenne de 70 ans.

A jeun le matin, les sujets fournissent leur salive pour une analyse bactériologique en PCR (amplification en chaîne par polymérase). Ils ingèrent ensuite 100 ml d’un jus de betterave riche en nitrate (James White Drinks Ltd, Ashbocking, UK), apportant 372 mg de nitrate NO3-. Durant les 90 minutes suivantes, la tension artérielle est vérifiée toutes les 15 minutes, des prélèvements salivaires effectués toutes les 30 minutes.

La procédure est répétée huit jours plus tard.

Veillonella dispar, Veillonella rogosae et Veillonella atypica sont respectivement détectés chez 24, 14 et 10 participants, soit, respectivement, chez 100, 58.3 et 41.7% d’entre eux.

Concernant les augmentations des concentrations salivaires en nitrate NO3- et en nitrite NO2-, les coefficients de corrélation entre la première et la deuxième expérience sont respectivement de 0.637 et 0.583. La corrélation est jugée statistiquement significative [The coefficients of correlation between the first and the second experiments on increased nitrate/nitrite were 0.637 and 0.583, respectively, both of which were statistically significant (P<0.01)].

Au cours des deux expériences de charge orale nitratée:

- 6 sujets produisent relativement peu de nitrite salivaire, l’augmentation de la concentration salivaire en nitrite étant inférieure à 23 mg NO2- l-1,

- 7 sujets sont, au contraire, de forts producteurs en nitrite salivaire, l’augmentation de la concentration salivaire en nitrite étant supérieure à 46 mg NO2- l-1.

[In both experiments, 6 participants produced relatively low levels of nitrite (<0.5 mM Δ nitrite) while 7 produced relatively high levels (>1.0 mM Δ nitrite)].

Entre les sujets âgés hypertendus et non hypertendus, les auteurs n’observent pas de différence significative concernant cette réduction des nitrates NO3- salivaires en nitrites NO2- salivaires [There were no significant differences in salivary Δ nitrate/nitrite after nitrate loading between the normotensive and hypertensive participants].

A la fin de leur publication, les auteurs japonais font remarquer que l’intérêt de la communauté médicale pour le rôle des bactéries dans la voie métabolique Nitrate-Nitrite-Oxyde nitrique est encore récent [[…] The medical community’s interest in this pathway (the nitrate-nitrite-NO pathway) has been increasing recently]. En conséquence des connaissances plus approfondies sur les bactéries réductrices de nitrates présentes dans la cavité buccale sont souhaitables [More information on oral nitrate-reducing bacteria is required].

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Légumes riches en nitrate, légumes riches en thiocyanate: effets inverses sur la tension artérielle.

Dewhurst-Trigg, R., Yeates, T., Blackwell, J.R., Thompson, C., Linoby, A., Morgan, P.T., Clarke, I., Connolly, L.J., Wylie, L.J., Winyard, P.G., Jones, A.M. and Bailey, S.J. (2018) Lowering of blood pressure after nitrate-rich vegetable consumption is abolished with the co-ingestion of thiocyanate-rich vegetables in healthy normotensive males. Nitric Oxide 74, 39-46

(voir l'abstract ici)

L’idée à l’origine du travail des auteurs britanniques [Université d’Exeter et université de Lougborough, Royaume-Uni] est née de plusieurs notions:

- L’effet cardioprotecteur de la consommation des légumes se montre supérieur à celui de la consommation des fruits.

- Les légumes verts à feuilles riches en nitrate NO3- semblent avoir un effet cardioprotecteur particulièrement prononcé.

- La fixation de l’ion nitrate NO3- sur la glande salivaire entre en compétition avec celle d’autres ions, notamment celle de l’ion thiocyanate SCN-. L’affinité de l’ion thiocyanate sur les glandes salivaires est d’ailleurs plus marquée que celle de l’ion nitrate.

- Comme l’a montré en 2016 la même équipe britannique, le fumeur a des concentrations plasmatiques et salivaires en thiocyanate SCN- plus importantes que le non-fumeur. Après ingestion nitratée, il enregistre une élévation moins prononcée des concentrations en nitrate NO3- salivaire et des concentrations en nitrite NO2- plasmatique [rubrique du 17 mars 2017]. Une plus grande exposition à l’ion thiocyanate SCN- semble perturber le métabolisme des nitrates et freiner leur effet favorable sur la santé cardiovasculaire [Therefore, increased expsoure to SCN- has the potential to perturb dietary NO3- metabolism and its beneficial effect on vascular health].

Dans leur étude préliminaire, les auteurs constatent que

- les petits pois ont de faibles teneurs à la fois en nitrate: ~ 8 mg NO3- kg-1 et en thiocyanate: < 1 mg SCN- kg-1.,

- les épinards et la roquette ont, par contre, de fortes teneurs en nitrate: respectivement 1430 et 3600 mg NO3- kg-1 et de faibles teneurs en thiocyanate: pour les deux, < 1 mg SCN- kg-1,

- et les feuilles internes du chou montrent l’inverse, à savoir de faibles teneurs en nitrate: ~ 73 mg NO3- kg-1 et de fortes teneurs en thiocyanate: ~ 50 mg SCN- kg-1.

Sur ces bases, sont composés des frappés aux légumes (750 ml) contenant:

- soit de faibles quantités de nitrate NO3- (19 mg) et de thiocyanate SCN- (~ 0.3 mg),

- soit de faibles quantités de nitrate NO3- et de fortes quantités de thiocyanate SCN- (4.2 mg),

- soit de fortes quantités de nitrate NO3- (250 mg) et de faibles quantités de thiocyanate SCN-,

- soit de fortes quantités de nitrate NO3- et de thiocyanate SCN-.

Avant puis 3 heures après l’ingestion des différents frappés aux légumes (750 ml) sont mesurées, chez 11 hommes sains, non-fumeurs, âgés en moyenne de 21 ans, les concentrations plasmatiques et salivaires des ions nitrate NO3-, nitrite NO2- et thiocyanate SCN-.

A la troisième heure, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2-, ainsi que la concentration salivaire en nitrate NO3-, ne sont pas significativement différentes entre les deux «high-nitrate» groupes. Par contre, à la troisième heure, la concentration salivaire en nitrite NO2- est significativement plus importante dans le groupe «high-nitrate, low-thiocyanate» que dans le groupe «high-nitrate, high-thiocyanate»: respectivement et en moyenne, 54 versus 43 mg NO2- l-1.

De même, à la troisième heure, la tension artérielle systolique n’apparaît significativement diminuée que dans le groupe «high-nitrate, low-thiocyanate»: diminution moyenne de 3 mmHg (p< 0.05).

Ces résultats suggèrent que les légumes verts n’ont pas tous la même potentialité hypotensive. Les légumes riches en nitrate NO3- sont capables de faire baisser la tension artérielle quand ils sont consommés conjointement à des légumes à faible teneur en ions thiocyanate SCN-. Ils ne le sont plus quand ils sont associés à des légumes riches en thiocyanate SCN- [These results suggest that green vegetables are not uniform in their potential to improve blood pressure and that NO3--rich vegetables can lower blood pressure when consumed with vegetables low, but not high, in SCN-].

La recommandation officielle de consommer abondamment fruits et légumes afin d’améliorer le statut tensionnel mérite d’être affinée et optimisée. Il convient désormais de tenir compte de la composition exacte des légumes consommés [These findings might have implications for optimising dietary guidelines aimed at improving cardiovascular health].

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Nitrates et santé cardiovasculaire: revue de la littérature

Blekkenhorst, L.C., Bondonno, N.P., Liu, A.H., Ward, N.C., Prince, R.L., Lewis, J.R., Devine, A., Croft, K.D., Hodgson, J.M. and Bondonno, C.P. (2018) Nitrate, the oral microbiome, and cardiovascular health: a systematic literature review of human and animal studies. The American Journal of Clinical Nutrition 107, 504-522

(voir l'abstract ici)

A partir d’études effectuées chez l’homme et l’animal, les auteurs australiens [Perth, Joondalup et Nedlands, Australie-Occidentale; Sydney et Westmead, Nouvelle-Galles du Sud] présentent une revue de synthèse consacrée aux liens entre les apports alimentaires en nitrate NO3- et l’amélioration de la santé cardiovasculaire [The objective of this study was to systematically assess the evidence for dietary nitrate intake and improved cardiovascular health from both human and animal studies].

Ils analysent 27 articles relatant les résultats d’études effectuées chez l’homme et 14 articles relatant les mêmes résultats chez l’animal [Thirty-seven articles on humans and 14 articles on animals were included from 12,541 screened references].

Ils adoptent le plan suivant:

Introduction

• Les deux voies métaboliques menant à l’oxyde nitrique NO

- Voie de la L-arginine et des NO synthases

- Voie Nitrate-Nitrite-Oxyde nitrique NO

• La flore microbienne de la cavité buccale [The oral microbiome]

• Les sources alimentaires des nitrates NO3- et des nitrites NO2-

• Les effets des apports en nitrate sur la fonction vasculaire

- Tension artérielle

Chez l’homme:

Ingestion unique, effet dans les 24 premières heures (27 études)

Ingestion répétée, effet entre 3 et 42 jours (15 études)

Chez l’animal: (17 études)

- Fonction endothéliale

Chez l’homme:

Ingestion unique, effet dans les 24 premières heures (7 études)

Ingestion répétée, effet entre 14 et 42 jours (4 études)

Chez l’animal: (3 études)

- Lésions d’ischémie reperfusion

Chez l’homme: après 2 à 3 heures (3 études)

Chez l’animal: (1 étude)

- Rigidité artérielle

Chez l’homme:

Ingestion unique, effet dans les 24 premières heures (7 études)

Ingestion répétée, effet entre 7 et 42 jours (5 études)

Chez l’animal: (0 étude)

- Fonction plaquettaire

Chez l’homme:

Ingestion unique, effet dans les 24 premières heures (5 études)

Ingestion répétée, effet à 42 jours (1 étude)

Chez l’animal: ingestion répétée, effet à 7 jours (1 étude)

- Flux sanguin cérébral

Chez l’homme:

Ingestion unique, effet dans les 24 premières heures (1 étude)

Ingestion répétée, effet au troisième jour (1 étude)

Chez l’animal: (0 étude)

• Résumé: Ingestion de nitrate et effets sur la fonction vasculaire

• Considérations épidémiologiques

Conclusion

Des études publiées il ressort que les apports alimentaires en nitrate NO3- font baisser la tension artérielle et améliorent la fonction endothéliale. De tels effets bénéfiques se vérifient surtout dans la population en bonne santé, et à l’occasion d’études sur le court terme [Human intervention studies have now shown that the ingestion of nitrate lowers blood pressure and improves endothelial function. These studies were predominantly in healthy populations and of short duration].

Il n’est pas encore définitivement établi que les apports alimentaires en nitrate aient les mêmes effets bénéfiques chez les patients à risque cardiovasculaire. Dans ce contexte pathologique, les études sont assez peu nombreuses. Elles ont jusqu’à présent donné lieu à des résultats hétérogènes [It is yet to be established whether nitrate ingestion has the same effects in populations at higher risk of cardiovascular disease, because few studies have been conducted and findings are inconsistent].

De même, d’autres études méritent d’être conduites afin de vérifier si les effets favorables des nitrates alimentaires sur le plan cardiovasculaire persistent sur le long terme [Further research is also needed to understand the long-term effects of nitrate intake on cardiovascular clinical endpoints].

On pourrait imaginer que l’augmentation des apports alimentaires en nitrate NO3- par l’intermédiaire d’une plus importante consommation de légumes riches en nitrate constitue un moyen à la fois réalisable et peu coûteux de diminuer le risque d’apparition des maladies cardiovasculaires dans les populations humaines [Increasing nitrate in the diet through the consumption of nitrate-rich vegetables may prove to be an achievable and cost-effective way to reduce the risk of cardiovascular disease].

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Apports en nitrate et xérostomie de la ménopause

Xu, Y., Pang, B., Hu, L., Feng, X., Hu, L., Wang, J., Zhang, C. and Wang, S. (2018) Dietary nitrate protects submandibular gland from hyposalivation in ovariectomized rats via suppressing cell apoptosis. Biochemical and Biophysical Research Communications 497, 272-278

(voir l'abstract ici)

Survenant habituellement chez la femme entre 45 et 55 ans, la ménopause traduit un déclin de la fonction ovarienne. La xérostomie, avec sensation de sécheresse buccale, fait partie des phénomènes cliniques observés. Le mécanisme physiopathologique reste encore imparfaitement compris.

Les auteurs chinois [Pékin et Qingdao, République Populaire de Chine] présentent, sur le sujet, une étude expérimentale menée chez 30 rates, réparties en 5 groupes de 6:

- 1) rates «pseudo-opérées», l’incision abdominale n’étant pas suivie d’ovariectomie [groupe SHAM],

- 2) rates subissant une ovariectomie bilatérale [groupe OVX],

- 3) rates subissant une ovariectomie bilatérale puis ingérant pendant 3 mois une eau de boisson contenant 25 mg NO3- l-1 [groupe 0.4 mM nitrate],

- 4) rates subissant une ovariectomie bilatérale puis ingérant pendant 3 mois une eau de boisson contenant 124 mg NO3- l-1 [groupe 2 mM nitrate],

- 5) rates subissant une ovariectomie bilatérale puis ingérant pendant 3 mois une eau de boisson contenant 248 mg NO3- l-1 [groupe 4 mM nitrate].

Chez les rates recevant une supplémentation orale en nitrate, on constate à la fin du troisième mois, par comparaison avec les observations faites dans le groupe [OVX]:

- des concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2- significativement élevées,

- une prise de poids consécutive à l’ovariectomie significativement diminuée: en moyenne de 40 grammes environ,

- une quantité d’eau ingérée par les animaux significativement diminuée: en moyenne de 70 ml kg-1 j-1, témoignant d’une moindre xérostomie,

- un flux salivaire nettement accru: ~2 ml/10 minute/kg, versus ~1 ml/10 minute/kg dans le groupe [OVX].

A la fin du troisième mois, les animaux sont sacrifiés. Les glandes sous-maxillaires sont analysées. Chez les rates ayant reçu une supplémentation orale en nitrate et par comparaison avec les observations faites dans le groupe [OVX], les auteurs chinois font les constatations suivantes:

- l’expression de l’aquaporine 5 [AQP5], marqueur de la cellule acineuse en lien avec sa fonction sécrétrice, est restaurée,

- l’expression du marqueur de la cellule endothéliale CD31 est également restaurée,

- l’expression de la caspase-3, marqueur de l’apoptose, revient presque à la normale, alors que l’ovariectomie seule la majorait nettement,

- l’expression de la Cu-Zn superoxyde dismutase [Cu-Zn SOD], connue pour protéger la cellule du stress oxydant, est restaurée.

Bien que les effets protecteurs des apports en nitrate à l’égard de la xérostomie induite par le déficit œstrogénique soient observés aux trois doses étudiées, les effets les plus nets ont été enregistrés avec une concentration dans l’eau de boisson de 124 mg NO3- l-1 [Although protective effects of nitrate against estrogen deficiency-induced serostomia were observed at all doses, treatment with 2 mM nitrate was more effective than that with 0.4 mM and 4 mM nitrate].

En définitive, chez la rate ovariectomisée, les apports alimentaires en nitrate semblent améliorer la fonction sécrétoire des glandes salivaires en réduisant l’apoptose et en restaurant l’expression de la Cu-Zn superoxyde dismutase. On pourrait imaginer que chez la femme ménopausée les apports en nitrate NO3- puissent de la même manière exercer une action préventive à l’égard de sa tendance hyposalivaire [Our findings indicate that nitrate could improve functional activity of the salivary glands in ovariectomized rats by suppressing apoptosis and upregulating Cu-Zn superoxide dismutase expression, suggesting that dietary nitrate may potentially prevent hyposalivation in menopausal women].

Commentaire du blog

L’étude est intéressante. Elle reste à confirmer.

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La Conférence Internationale d’Oxford

La première Conférence Internationale sur les Applications Biologiques, Chimiques et Thérapeutiques de l’Oxyde Nitrique (NO) [International Conference on the Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide] s’est tenue il y a maintenant dix-huit ans, en juin 2000, sous les auspices de la Nitric Oxide Society, à l’Hyatt Regency Hotel de San Francisco (USA).

Depuis, de telles conférences internationales sont organisées tous les deux ans. Les quatre dernières, les 6ème, 7ème, 8ème et 9ème conférences, eurent lieu respectivement en juin 2010 à Kyoto (Japon), en juin 2012 à Edimbourg (Ecosse, Royaume-Uni), en juin 2014 à Cleveland (Ohio, USA) et en mai 2016 à Sendai (Japon) [Cf. rubriques du 7 juillet 2012 et du 18 juin 2014].

La prochaine Conférence Internationale sur les Applications Biologiques, Chimiques et Thérapeutiques de l’Oxyde nitrique, la 10ème, se tiendra tout prochainement, du 16 au 20 septembre 2018, au Mathematical Institute d’Oxford (Royaume-Uni).

(voir le programme ici)

Elle commencera par deux exposés de deux scientifiques renommés. Le 16 septembre 2018, Louis Ignarro (USA) décrira l’oxyde nitrique: «Nitric Oxide, a truly remarkable molecule». Le 17 septembre 2018, Ferid Murad (USA) expliquera son mécanisme d’action: «Discovery of nitric oxide and cyclic GMP in cell signaling and their role in drug development». Louis Ignarro et Ferid Murad sont, rappelons-le, deux des trois lauréats (le troisième étant Robert Furchgott) du prix Nobel de Physiologie et de Médecine 1998, attribué en raison de travaux des années 1970-1980 à l’origine de la découverte du rôle majeur de l’oxyde nitrique en physiologie cardiovasculaire.

Parmi les autres exposés consacrés à l’ion nitrate NO3- et à son métabolisme lors de cette Conférence Internationale d’Oxford, notons, par exemple:

- Kapil, V. (Royaume-Uni): “The nitrate-nitrite-NO pathway and blood pressure: clinical utility and impact of sex.”

- Daiber A. (Allemagne): “Inorganic nitrite and nitrate in cardiovascular therapy: a better alternative to organic nitrates as nitric oxide donors?”

- Gee, L.C., Barts and the London School of Medicine and Dentistry Queen Mary University of London (UK): “Effects of dietary inorganic nitrate on blood pressure-dependent and independent cardiac dysfunction.”

- O’Gallagher, K., King’s College London British Heart Foundation Centre, London (UK): “Beetroot juice (dietary nitrate)-grapefruit juice (furancoumarine) cocktail crossover study: enhanced blood pressure-lowering and taste: nitrate-nitrite-NO pathway interactions: CYP3A4 inhibition of nitrite oxidation or enterosalivary circulation?

- Jones, A. (Royaume-Uni): “Dietary nitrate supplementation and exercise performance.”

- Allen, J. (USA): “Beet HF? Inorganic nitrate supplementation and exercise capacity in heart failure.”

- Rasica, L. (Italie): “«Beet on Alps»: ergogenic effects of dietary nitrate supplementation on cycling and arm-cranking during a prolonged exposure to high altitude.”

- Eriksson, K.E.L. (Suède): “Effects of dietary nitrate in patients undergoing coronary artery bypass.”

Les exposés seront accompagnés de 69 affiches [posters], émanant de quatre des cinq continents. Elles proviendront des Etats-Unis, du Brésil, du Royaume-Uni, de Suède, d’Allemagne, de Norvège, du Portugal, de Russie, du Kazakhstan, du Japon, de Corée, de Taiwan et d'Australie.

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Entérocolite du nourrisson et méthémoglobinémie

Malin, S.W., Lutfi, R., Friedman, M.L. and Teagarden, A.M. (2018) Food protein-induced enterocolitis syndrome causing hypovolemic shock and methemoglobinemia. Case Reports in Critical Care. doi.org//10.1155/2018/1903787

(voir le texte entier ici)

Les auteurs américains [Service de Pédiatrie, Ecole de Médecine de l’Université de l’Indiana, Indianapolis, IN, USA] rapportent l’affection d’un tout jeune garçon âgé de 5 semaines.

Après deux jours de diarrhée et de vomissements répétés, il est hospitalisé dans un état sévère, comprenant choc hypovolémique et acidose métabolique. Il est, à la fois, somnolent et cyanosé.

Malgré une intubation et une pression partielle d’oxygène de 200 mm Hg, l’enfant reste hypoxémique. Le sang artériel prélevé étant de couleur brun chocolat, le taux de méthémoglobine est vérifié. Il est trouvé élevé, supérieur à 25 % [The child was persistently hypoxemic after intubation despite receiving 100 % fraction of inspired oxygen on the ventilator, so an arterial blood gas was obtained and the blood was noted to be dark chocolate colored in appearance. The partial pressure of oxygen was 200 mm Hg. Cooxymetry was ordered with a serum methemoglobin level which was greater than 25 % (> 1.5 % is considered elevated per laboratory equipment and protocol].

Après deux injections de 1 mg/kg de bleu de méthylène, le taux de méthémoglobine baisse, atteignant 3.5 %. L’enfant guérit sans séquelle.

Par exclusion des autres causes possibles, l’équipe médicale américaine retient finalement le diagnostic de syndrome d’entérocolite induite par les protéines alimentaires [SEIPA]. Ils considèrent que lors d’une inflammation intestinale aiguë, l’activité enzymatique de la catalase peut être diminuée, et qu’il en résulte éventuellement une augmentation de la concentration intestinale en nitrite NO2-, et, de ce fait, une méthémoglobinémie [Decreased catalase activity during acute intestinal inflammation leads to increased intestinal nitrites and can cause increased heme molecule oxidation, which leads to methemoglobinemia].

Commentaire du blog

Chez le jeune nourrisson, il convient de distinguer deux types de méthémoglobinémie induite par les nitrites NO2-:

- la méthémoglobinémie induite par les nitrites externes, c’est-à-dire la méthémoglobinémie d’origine alimentaire,

- la méthémoglobinémie induite par la gastro-entérite, probablement due à un excès de production de nitrites endogènes.

• La méthémoglobinémie induite par les nitrites externes, c’est-à-dire la méthémoglobinémie d’origine alimentaire, a été la première décrite. Les nitrites apportés par l’alimentation furent d’emblée incriminés.

• La méthémoglobinémie accompagnant la gastro-entérite du nourrisson fut, par contre, longtemps ignorée tant des cliniciens que des épidémiologistes. De nos jours son incidence apparaît nettement supérieure à celle de la méthémoglobinémie d’origine alimentaire [Avery, 1999].

Rappelons que la méthémoglobinémie d’origine alimentaire du nourrisson n’est pas due aux nitrates alimentaires, quelle que soit la dose de nitrates ingérée. Par contre, s’il est préparé avec une eau de puits

- qui contient des nitrates NO3-

- et est aussi bactériologiquement contaminée [plus de 106 germes ml-1],

les ions nitrate NO3- présents dans l’eau de puits puis dans le biberon peuvent être, en plus ou moins grande quantité, transformés en ions nitrite NO2-. Avalant les nitrites NO2- du biberon, le nourrisson est alors exposé à l’apparition de la méthémoglobinémie.

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Supplémentation en nitrate, tolérance et performance physiques

Van De Walle, G.P. and Vukovich, M.D. (2018) The effect of nitrate supplementation on exercise tolerance and performance: A systematic review and meta-analysis. Journal of Strength and Conditioning Research 32, 1796-1808

(voir l'abstract ici)

Les auteurs américains [Université de l’Etat du Dakota du Sud, Brookings] présentent une revue de la littérature médicale consacrée aux effets ergogéniques de la supplémentation en nitrate NO3-. Ils retiennent dans leur méta-analyse les études répondant aux quatre critères suivants:

- travail expérimental publié dans une revue de langue anglaise et ayant été soumis à une évaluation par les pairs [peer-reviewed],

- comparaison des effets de la consommation de nitrate NO3- avec ceux de la consommation d’un supplément inactif ou ceux de la consommation d’un placebo,

- évaluation quantitative de la performance physique,

- participants en bonne santé.

Les études retenues pour la méta-analyse sont au nombre de 29.

L’effet sur la tolérance à l’exercice est évalué par les tests prenant en considération le temps jusqu’à l’épuisement [Time-to-exhaustion (TTE)]. L’effet sur la performance physique est évalué par les tests prenant en considération le temps nécessaire à l’épreuve [Time-trial (TT)].

Selon la définition de Cohen, la taille d’effet [Size effect (SE)] est considérée comme faible si elle est égale ou inférieure à 0.2, modérée si elle avoisine 0.5, importante si elle est égale ou supérieure à 0.8.

Dans la méta-analyse, les auteurs américains observent:

- un effet significatif de la supplémentation en nitrate sur la tolérance à l’exercice: taille d’effet = 0.28; p = 0.006 [Analysis using TTE as the outcome variable revealed a significant effect of nitrate supplementation on exercise tolerance ES 0.28 (95% CI: 0.08-0.47; p = 0.006)],

- une absence d’effet significatif de la supplémentation en nitrate sur la performance physique elle-même: taille d’effet = -0.05; p = 0.64 [Analysis using time to complete a specific distance as the outcome variable revealed no significant effect of nitrate supplementation on exercise performance ES -0.05 (95% CI: -0.28-0.17; p = 0.64)].

Il apparaît ainsi qu’une supplémentation en nitrate augmente la tolérance à l’effort lorsque l’exercice physique est constant et de haute intensité. Dans une telle condition, elle pourrait accroître la performance physique.

Quantitativement, les apports en nitrates les plus efficaces semblent se situer entre 310 et 560 mg, qu’ils soient fournis en une ou plusieurs fois. On parvient à cette dose en faisant appel à une consommation de légumes riches en nitrate NO3-, tels la betterave, les épinards et la roquette [This amount (5-9 mmol) can easily be met through a normal diet consisting of vegetables, with beetroot, spinach and rocket (rogula) representing the richest sources of dietary nitrate].

La consommation de légumes riches en nitrate NO3- apparaît dénuée d’effets défavorables sur la santé, contrairement à l’utilisation non contrôlée de nitrates organiques du type de la nitroglycérine (ou trinitrine) ou à celle de sels de nitrite NO2- [Natural sources of vegetable nitrates are likely safe and should remain the primary vessel for those looking to explore the physiological effets of nitrate associated with exercise. In contrast, the uncontrolled use of organic nitrates (nitroglycerin) and nitrite salts is potentially hazardous and should be avoided].

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Apport en nitrate et efforts distaux du membre supérieur

Craig, J.C., Broxterman, R.M., Smith, J.R., Allen, J.D., Barstow, T.J. (2018) Effect of dietary nitrate supplementation on conduit artery blood flow, muscle oxygenation, and metabolic rate during handgrip exercise. Journal of Applied Physiology 125, 254-262

(voir l'abstract ici)

Lors d’une étude randomisée, en double aveugle et cross over présentée par des auteurs américains [Manhattan, Kansas; Charlottesville, Virginie], 10 hommes jeunes, âgés en moyenne de 25 ans, en bonne santé, consomment:

-soit 140 ml d’un jus de betterave riche en nitrate apportant 800 mg de nitrate NO3- [groupe Nitrate],

- soit 140 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate n’apportant que 0.4 mg de nitrate NO3- [groupe Placebo].

Deux heures et demie plus tard, ils effectuent un exercice de contractions du poing à puissance constante:

- soit pendant 10 minutes à 40% de la puissance maximale (préalablement évaluée), en moyenne à 2.2 W.

- soit à 80% de la même puissance maximale, en moyenne à 4.7 W.

Avant l’exercice, au repos, la pression artérielle moyenne est significativement plus faible dans le groupe [Nitrate] que dans le groupe [Placebo]: respectivement, en moyenne, 84 versus 89 mm Hg (p<0.01).

Aucune différence statistiquement significative n’est, par la suite, enregistrée entre le groupe [Nitrate] et le groupe [Placebo] concernant

- la tolérance de l’exercice effectué à 80% de la puissance maximale: 358 versus 341 secondes (p = 0.3),

- le débit de l’artère brachiale au repos puis au cours de l’exercice,

- la concentration d’hémoglobine et de myoglobine désoxygénées lorsque l’exercice est effectué à 40% de la puissance maximale,

- et la consommation en oxygène [VO2] en fin d’exercice.

Par contre, comparativement à ce qu’on note dans le groupe [Placebo], lorsque l’exercice est effectué à 80% de la puissance maximale le groupe [Nitrate] est l’objet:

- d’une augmentation de la concentration d’hémoglobine et de myoglobine désoxygénées (p < 0.05),

- et en début d’exercice d’une augmentation de la consommation en oxygène [VO2] (en moyenne: 96 versus 72 ml/min; p < .05).

Les auteurs concluent que dans l’exercice de contractions répétitives du poing à forte intensité l’ingestion préalable 2 heures et demie plus tôt d’une dose de 800 mg de nitrate NO3- augmente et accélère la consommation musculaire locale d’oxygène, plus par un processus d’accentuation de l’extraction d’oxygène que par un processus d’accroissement du flux sanguin [The acute dose was also an effective method to increase and speed the local muscle VO2 on-kinetics parameters during severe intensity handgrip exercise, primarily through an increased fractional O2 extraction rather than increased blood flow].

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Effet hypotensif des nitrates. Mécanismes physiopathologiques

Carlström, M., Lundberg, J.O and Weitzberg, E. (2018) Mechanisms underlying blood pressure reduction by dietary inorganic nitrate. Acta Physiol (Oxf). Sous presse.

(voir l'abstract ici)

Dans une revue de synthèse, les auteurs suédois [Karolinska Institute, Stockholm, Suède] font le point sur les effets hypotensifs, ou antihypertenseurs, des nitrates alimentaires, et se penchent sur  les mécanismes mis en jeu.

Ils suivent le plan suivant:

1) Introduction

2) Synthèse d’oxyde nitrique NO

2.1 NO synthase

2.2 Voie métabolique Nitrate-Nitrite- Oxyde nitrique NO

3) Devenir de l’oxyde nitrique NO

4) Etudes chez l’homme sur les effets des nitrates alimentaires sur la tension artérielle

5) Organes concernés par l’effet hypotensif de l’ion nitrate

5.1 Vaisseaux sanguins

5.1.1 Vasodilatation

5.1.2 Fonction endothéliale

5.1.3 Intégrité vasculaire

5.2 Globule rouge

5.3 Cœur

5.4 Reins

5.5 Système nerveux

5.6 Système gastro-intestinal – rôle du microbiome et de l’acidité gastrique

5.6.1 Microbiome

5.6.2 pH gastrique

6) Autres mécanismes contribuant éventuellement aux effets antihypertenseurs et cardio-protecteurs des nitrates

6.1 Inhibition du système rénine-angiotensine –aldostérone (RAAS)

6.2 Inhibition de l’arginase

6.3 Modulation de la synthèse endothéliale d’oxyde nitrique NO

6.4 Propriétés anti-inflammatoires

6.5 Propriétés anti-oxydantes

7) Résumé et perspectives pour l’avenir

Dans le cinquième chapitre, les auteurs passent en revue les systèmes d’organe intervenant dans la régulation de la tension artérielle après ingestion de nitrates NO3- alimentaires, autrement dit après stimulation de la voie métabolique Nitrate NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO [In this section […], several different organ systems are described that are involved in either mediating or modulating the blood pressure responses following dietary stimulation of the nitrate-nitrite- NO pathway].

• Par la voie métabolique guanylate cyclase soluble/guanosine monophosphate cyclique [sGC/CGMP], l’oxyde nitrique NO libéré induit une vasodilatation, sans signes de tolérance au long cours, en même temps qu’il exerce un effet anti-agrégant plaquettaire.

• Il ne semble pas que l’ingestion de nitrate NO3- influe sur la fonction cardiaque [There is little evidence indicating that the blood pressure-lowering effect of dietary nitrate is due to reduced cardiac function].

• L’oxyde nitrique NO libéré joue un rôle dans la régulation du système nerveux sympathique. Il ne serait pas impossible que la stimulation d’origine alimentaire de la voie métabolique Nitrate NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO exerce un effet hypotensif par l’intermédiaire du système nerveux sympathique [Considering the importance of NO in regulation of sympathoexcitation, and hence modulation of blood flow and blood pressure, it is possible that stimulation of the nitrate-nitrite-NO pathway by dietary means may contribute to blood pressure-lowering effects of inorganic nitrate via mechanisms within the nervous system].

• Les bactéries de la cavité buccale sont impliquées dans le fonctionnement de la voie métabolique Nitrate NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO. Dans une relation symbiotique, l’hôte leur fournit le substrat. En retour, elles l’assistent dans la régulation de sa fonction cardiovasculaire.

• L’acidité gastrique est également impliquée; d’où un lien entre l’utilisation prolongée des inhibiteurs de la pompe à protons et les élévations de la tension artérielle et du risque cardiovasculaire.

Le sixième chapitre discute quelques mécanismes supplémentaires pouvant être mis en jeu [In the section below, several different mechanisms underlying the blood pressure-lowering effect of dietary nitrate are discussed].

• Des études expérimentales effectuées chez le rat montrent qu’une supplémentation en nitrate NO3- pourrait être associée:

- à une diminution de la réponse vasculaire à l’angiotensine II,

- à une réduction de l’expression du récepteur de l’angiotensine II de type 1 (AT1),

- à l’inverse, à une augmentation de l’expression des récepteurs de l’angiotensine de type 2 (AT2), intervenant dans la cardio-protection.

Les faits sont à confirmer.

• Il serait possible que les nitrates alimentaires aient un effet inhibiteur sur un enzyme du cycle de l’urée, l’arginase, d’où résulterait un effet favorable sur les dysfonctions cardiovasculaires.

• On sait qu’une diminution de la synthèse en oxyde nitrique NO par la NO synthase endothéliale (eNOS), ou une diminution de la biodisponibilité de l’oxyde nitrique NO, contribuent au développement de désordres, notamment cardiovasculaires, liés à l’âge. On envisage ainsi que des stratégies aptes à restaurer la fonction des NO synthases et la biodisponibilité de l’oxyde nitrique NO aient un avenir thérapeutique. Il se trouve que certaines études ont mis en évidence une modulation de l’activité de la NO synthase endothéliale (eNOS) sous l’effet des ions nitrate NO3- et des ions nitrite NO2-, via une stimulation de l’AMPK (ou «adénosine monophosphate-activated protein kinase»).

• On considère qu’augmentant significativement le risque de complications, les phénomènes inflammatoires contribuent défavorablement au développement et à la progression des maladies cardiovasculaires. Comme en témoignent des études expérimentales et cliniques, les effets favorables des nitrates NO3- alimentaires, et du renforcement de la voie métabolique Nitrate NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO, pourraient être associés à une diminution du recrutement leucocytaire, à une diminution de l’activation des polynucléaires neutrophiles et des macrophages, à une stimulation des mécanismes anti-inflammatoires.

• Il est également possible que les mitochondries constituent l’une des cibles de la voie métabolique Nitrate NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO, le rôle éventuel du phénomène sur la régulation de la tension artérielle restant à confirmer [It is now evident that mitochondria are potential targets of the nitrate-nitrite-NO pathway, but whether the effects described above are involved in the blood pressure regulation by this pathway is not yet evident]. 

Commentaire du blog

Le champ d’investigation est vaste. De nombreuses incertitudes physiopathologiques persistent.

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