BPCO, ingestion de nitrate, performance physique

Friis, A.L., Steenholt, C.B., Lokke, A. and Hansen, M. (2017) Dietary beetroot juice – effects on physical performance in COPD patients: a randomized controlled crossover trial. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease 12, 1765-1773

(voir le texte entier ici)

Les auteurs danois [Aarhus, Danemark] présentent une étude randomisée contre placebo, avec crossover, effectuée chez 15 patients atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive [BPCO].

Les patients reçoivent pendant six jours consécutifs:

- soit deux flacons de 70 ml de jus de betterave enrichi en nitrate deux fois par jour, apportant 600 mg de nitrate NO3- j-1 [groupe betterave ou BR],

- soit deux flacons de 70 ml de jus de betterave déplété en nitrate deux fois par jour apportant des quantités quotidiennes de nitrate négligeables [nitrate-negligible] [groupe placebo ou PL].

Le septième jour, ils ingèrent à nouveau 140 ml de jus de betterave, soit enrichi, soit déplété en nitrate.

150 minutes, soit deux heures et demie, plus tard, on mesure les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- ainsi que les tensions artérielles systolique et diastolique. A la 165ème minute, est effectué un test de marche de 6 minutes [6-minute walk test]. A la 225ème puis à la 241ème minutes sont effectués deux efforts submaximaux de 6 minutes chacun, sur cyclo-ergomètre, à 50% de la puissance maximale [The submaximal load was equivalent to 50 % of the estimated Wattmax].

A la 150ème minute, la concentration plasmatique en nitrite NO2- est trouvée significativement plus élevée chez les patients du groupe BR que chez ceux du groupe PL: respectivement, et en moyenne: 51 et 8 µg NO2- l-1. Contrairement à la tension artérielle systolique qui ne paraît pas influencée de façon évidente par l’apport nitraté, la tension artérielle diastolique apparaît significativement diminuée par l’apport nitraté, la comparaison étant faite avec les chiffres précédant l’ingestion [Diastolic blood pressure (DBP) was reduced after beetroot ingestion compared to baseline (mean difference: 4.6, 95% CI: 0.1-9.1, p<0.05)].

Par contre, les auteurs n’observent pas, sous l’effet des ingestions nitratées, de modification statistiquement significative des performances physiques et de la consommation d’oxygène [Beetroot did not increase functional walking capacity, O2 consumption during submaximal cycling, or physical activity level during the intervention period].

Commentaire du blog

Cette enquête danoise s’ajoute à des travaux précédents. Rappelons qu’en cas de bronchopneumopathie chronique obstructive[BPCO], deux études [rubriques du 18 janvier et du 16 juillet 2015] ont précédemment montré que la supplémentation en nitrate se traduisait par des effets ergogéniques positifs, alors que deux autres études [rubriques du 11 juin et du 29 août 2015] ont, comme celle-ci, conclu en l’absence d’effets ergogéniques détectables.

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Supplémentation en nitrite chez le rat hypertendu

Sonoda, K., Ohtake, K., Uchida, H., Ito, J., Uchida, M., Natsume, H., Tamada, H. and Kobayashi, J. (2017) Dietary nitrite supplementation attenuates cardiac remodeling in L-NAME-induced hypertensive rats. Nitric Oxide 67, 1-9

(voir l'abstract ici)

Les auteurs japonais [Kinjo Gakuin University, Nagoya; Josai University, Saitama; Tokyo; Japon] présentent une étude expérimentale effectuée sur 5 groupes de rats mâles Sprague-Dawley, âgés de 5 semaines, d’un poids compris entre 200 et 250 grammes:

- 1) rats témoins

- 2) rats hypertendus à la suite d’un traitement par un inhibiteur de la NO synthase, le NG-nitro-L-arginine methyl ester, ou L-NAME,

- 3) rats hypertendus à la suite d’un traitement par un inhibiteur de la NO synthase, le NG-nitro-L-arginine methyl ester, ou L-NAME, recevant, en outre, une eau de boisson contenant 10 mg de nitrite NO2- l-1,

- 4) rats hypertendus à la suite d’un traitement par un inhibiteur de la NO synthase, le NG-nitro-L-arginine methyl ester, ou L-NAME, recevant, en outre, une eau de boisson contenant 100 mg de nitrite NO2- l-1,

- 5) rats hypertendus à la suite d’un traitement par un inhibiteur de la NO synthase, le NG-nitro-L-arginine methyl ester, ou L-NAME, recevant, en outre, une eau de boisson contenant 100 mg l-1 d’un inhibiteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine I en angiotensine II, le captopril [LoprilR].

A la fin de la 8ème semaine, les auteurs mesurent chez les rats des 5 groupes:

- la tension artérielle moyenne,

- les teneurs en nitrate NO3- du plasma et du tissu cardiaque,

- les teneurs en nitrite NO2- du plasma et du tissu cardiaque,

- les teneurs plasmatiques en angiotensine II (AT II),

- les teneurs cardiaques du récepteur de l’angiotensine de type 1 (AT1R)

▪ Chez les rats du groupe 2, hypertendus, les teneurs plasmatiques en nitrate NO3- sont fortement diminuées. Les teneurs plasmatiques en angiotensine II comme les teneurs cardiaques du récepteur de l’angiotensine de type 1 (AT1R) sont augmentées.

▪ Chez les rats des groupes 3 et 4, l’augmentation des teneurs plasmatiques en angiotensine II comme celle des teneurs cardiaques du récepteur de l’angiotensine de type 1 (AT1R) ne sont plus observées. Chez les rats du groupe 3, consommant une eau de boisson contenant 10 mg de nitrite NO2- l-1, la tension artérielle moyenne reste aussi élevée que chez les rats du groupe 2. Si, chez les rats du groupe 4 consommant une eau de boisson contenant 100 mg de nitrite NO2- l-1, la tension artérielle moyenne reste élevée, elle l’est cependant moins qu’elle ne l’était chez les rats du groupe 2. Les tensions artérielles moyennes des rats des groupes 1, 2, 3 et 4 sont, respectivement et en moyenne, de 117, 163, 163 et 140 mm Hg.

Les auteurs comparent ces ingestions expérimentales de nitrite à celles qui peuvent s’observer chez l’homme. Chez celui-ci, un régime anti-hypertensif de type «DASH diet» apportant, par exemple, 1200 mg de nitrate NO3- j-1 donnerait lieu, après circulation entéro-salivaire, à l’apparition dans la salive de quelque 46 mg j-1 de nitrite NO2-, destinés ensuite à être déglutis. Ici, les animaux des différents groupes semblent avoir ingéré quelque 20 ml d’eau j-1. Les rats des groupes 3 et 4 ont dû ingérer approximativement, et respectivement, 0.2 et 2 mg de nitrite NO2- j-1.

Ainsi, chez l’homme, un régime quotidien comportant de fortes quantités de légumes pourrait, après circulation entérosalivaire des nitrates, apporter dans la salive suffisamment d’ions nitrite NO2- pour qu’une action favorable sur la maladie hypertensive puisse être consécutive à une inhibition du remodelage ventriculaire dépendant de l’angiotensine II et de son récepteur de type 1 [These results suggest that dietary nitrite levels achievable via a daily high-vegetable diet could improve hypertensive heart disease by inhibiting AT II-AT1R-mediated cardiac remodeling].

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Supplémentation en nitrate, course à pied, glycémie

Vasconcellos, J., Silvestre, D.H., dos Santos Baiâo, D., Werneck-de-Castro, J.P., Alvares T.S. and Paschoalin, V.M.F. (2017) A single dose of beetroot gel rich in nitrate does not improve performance but lowers blood glucose in physically active individuals. Journal of Nutrition and Metabolism. Volume 2017, Article ID 7853034

(voir l'abstract et le texte entier ici)

Les auteurs brésiliens [Rio de Janeiro, Brésil] présentent une étude randomisée contre placebo, en double aveugle et cross over, réalisée chez 25 athlètes en bonne santé (11 hommes; 14 femmes) adeptes de la course à pied. Âgés en moyenne de 35 ans, ces athlètes sont chevronnés. Ils ont plus d’une année d’expérience sportive.

Ils reçoivent 90 minutes avant l’exercice:

- soit 100 grammes d’un gel de betterave apportant 620 mg de nitrate [NO3-] [groupe NITRATE],

- soit, à titre de placebo, 100 grammes d’un gel de betterave déplété en nitrate [NO3-], [groupe PLACEBO].

L’exercice aérobie est effectué sur tapis roulant. Il consiste en 3 minutes d’échauffement à 40 % du pic de consommation d’oxygène, puis de 4 minutes de course d’intensité modérée suivies d’une course de plus forte intensité [3 min warm-up of 40 % peak oxygen consumption, 4 min at 90 % of gas exchange threshold I and 70 % (Δ) maximal end speed until volitional fatigue].

A la 90ème minute, les concentrations urinaires en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont, certes, significativement plus élevées chez les sujets du groupe NITRATE que chez les sujets du groupe PLACEBO.

Mais, lors de cet exercice aérobie d’intensité sous-maximale, réalisé 90 minutes après l’ingestion de 620 mg de nitrate NO3-, les auteurs brésiliens n’enregistrent pas d’amélioration réellement significative des performances physiques [No improvement on the physical performance of athletes during aerobic submaximal exercise was observed].

Par contre, dans l’ensemble, comparativement à ce qu’elle est chez les sujets du groupe PLACEBO, chez les sujets du groupe NITRATE la glycémie est significativement abaissée. Chez eux, elle est, en effet, trouvée plus basse, de 11 % juste après l’exercice [en moyenne 101 versus 112 mg dl-1], et encore de 20 % vingt minutes plus tard [81 versus 94 mg dl-1] [Blood glucose concentrations were higher (p < 0.05) after exercise (111.59 ± 25.25 mg dl-1) and 20 minutes after the end of the exercise (93.95 ± 19.32 mg dl-1) for the PLA compared to the BET supplementation: after exercise (101.00 ± 21.79 and 20 minutes after the end of the exercise: 80.79 ± 18.11 mg dl-1)].

Au cours de cette étude, l’absence d’amélioration des performances physiques 90 minutes après l’ingestion nitratée constitue un résultat négatif, tranchant avec nombre de données précédentes. Dans un souci d’éclaircissement, les auteurs brésiliens appellent de leurs vœux des études complémentaires [Further acute NO3- ingestion studies with more comprehensive data are needed to clarify if the NO3- can actually improve physical performance in well-trained athletes].

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N° 600: Déficit alimentaire en nitrate chez la souris. Conséquences mortelles

Pour sa six-centième rubrique, le blog «Nitrates et santé – Le blog des nitrates» présente un travail original. Si l’habitude est d’étudier les effets sur l’organisme des supplémentations en nitrate ou en nitrite, elle n’est pas, du moins jusqu’à présent, de s’enquérir de l’inverse, c’est-à-dire des conséquences sur l’organisme d’un déficit alimentaire en nitrate et en nitrite. Les résultats de l’étude expérimentale ci-dessous retiennent l’attention.

Kina-Tanada, M., Sakanashi, M., Tanimoto, A., Kaname, T., Matsuzaki, T., Noguchi, K., Uchida, T., Nakasone, J., Kozuka, C., Ishida, M., Kubota, H., Taira, Y., Totsuka, Y., Kina, S.-I., Sunakawa, H., Omura, J., Satoh, K., Shimokawa, H., Yanagihara, N., Maeda, S., Ohya, Y., Matsushita, M., Masuzaki, H., Arasaki, A. and Tsutsui, M. (2017) Long-term dietary nitrite and nitrate deficiency causes the metabolic syndrome, endothelial dysfunction and cardiovascular death in mice. Diabetologia 60, 1138-1151

(voir l'abstract ici)

Associant obésité viscérale, dyslipidémie, tendance hypertensive, intolérance au glucose et résistance à l’insuline, le syndrome métabolique est fréquent dans nos pays industrialisés. On estime qu’aux États-Unis par exemple, il concerne 23% de la population adulte de plus de 20 ans [23% of the adult population (≥20 years of age) in the USA suffered from the metabolic syndrome in 2009-2010].

Il est associé à une augmentation du risque de survenue de l’infarctus du myocarde et des complications vasculaires cérébrales; d’où un accroissement de la mortalité cardiovasculaire et de la mortalité globale. Il est également associé à une augmentation du risque d’apparition du diabète de type 2 ainsi qu’à celle du risque d’apparition de diverses affections rénales et hépatiques. Bien qu’à son origine on ait tendance à incriminer un apport nutritionnel excessif, un manque d’exercice physique, une susceptibilité génétique, ou encore une avancée en âge, son mécanisme d’apparition n’est pas encore parfaitement élucidé.

Les auteurs japonais [Okinawa et Kagoshima, Japon] présentent une étude expérimentale effectuée sur des souris de type sauvage âgées de 6 semaines. Répartis de façon randomisée en deux lots, les animaux reçoivent une alimentation identique en glucides, protéines, graisses et L-arginine. Cependant,

- les animaux du lot RD («regular diet»), ou lot placebo, reçoivent, avec leur régime, une alimentation dont les teneurs en nitrate NO3- et nitrite NO2- sont habituelles (la teneur moyenne en nitrate de l’alimentation est de 40 mg NO3- kg-1 de nourriture),

- les animaux du lot LND («low nitrite-nitrate diet») reçoivent, par contre, une alimentation dont les teneurs en nitrate NO3- et nitrite NO2- sont quasi nulles (les teneurs moyennes en nitrate et en nitrite de l’alimentation solide sont l’une et l’autre inférieures à 0.3 mg NO3- kg-1 de nourriture; les teneurs moyennes en nitrate et en nitrite de l’eau de boisson sont, respectivement, inférieures à 0.62 µg NO3- l-1 et 0.46 µg NO2- l-1).

▪ Après 3 mois de suivi, on constate que les apports quantitatifs tant en nourriture solide qu’en eau de boisson sont identiques dans les deux groupes. Ceci étant, à 3 mois, par comparaison avec les souris du lot RD, on observe chez les souris du lot LND, et de manière statistiquement significative, une augmentation de l’adiposité viscérale, une tendance à la dyslipidémie et une tendance à l’intolérance au glucose [Three months of the LND did not affect food or water intake in wild type C57BL/6J mice compared with a regular diet (RD). However, in comparison with the RD, 3 months of the LND significantly elicited visceral adiposity, dyslipidaemia and glucose intolerance].

▪ Après 8 mois de suivi, les souris du groupe LND sont l’objet d’une augmentation significative du poids corporel et de la tension artérielle, ainsi que d’une accentuation de la résistance à l’insuline et d’une diminution de la relaxation endothélium-dépendante à l’acétylcholine [Eighteen months of LND significantly provoked increased body weight, hypertension, insulin resistance, and impaired endothelium-dependent relaxations to acetylcholine].

▪ Après 22 mois de suivi, on observe un important taux de mortalité chez les souris du groupe LND, du fait d’affections cardiovasculaires, en particuler d’infarctus du myocarde [22 months of the LND significantly led to death mainly due to cardiovascular disease, including acute myocardial infarction]. Alors qu’après 22 mois d’un régime apportant des quantités habituelles de nitrate NO3- et de nitrite NO2- le taux de mortalité est de 0%, après 22 mois d’un régime sans nitrate NO3- ni nitrite NO2-, le taux de mortalité chez les souris est de 32%. A titre de contre-expérience, la co-administration chez les souris du groupe LND de nitrate de sodium NaNO3 contrecarre l’évolution défavorable [Co-treatment with sodium nitrate improved the reduced survival].

Ainsi, par cette étude expérimentale, les auteurs japonais apportent la démonstration que, chez la souris, un déficit alimentaire de longue durée en ions nitrate NO3- et nitrite NO2- favorise l’apparition d’un syndrome métabolique et d’une dysfonction endothéliale, potentiellement létaux. Ils soulignent l’importance du rôle préventif des nitrates et des nitrites alimentaires vis-à-vis du syndrome métabolique et de ses complications vasculaires [In summary, we were able to demonstrate that long-term dietary nitrite/nitrate deficiency gave rise to the metabolic syndrome, endothelial dysfonction and eventually cardiovascular death in mice, indicating a novel pathogenic role of the exogenous NO production system in the metabolic syndrome and its vascular complications].

Commentaire du blog

L’ion nitrate NO3- d’origine alimentaire a longtemps été considéré, à tort, comme un «poison». Bien qu’anciennes et dépassées, les normes administratives à son égard, édictées entre les années 1960 et 1980, sont toujours en cours.

Alors que l’organisme n’a nullement à craindre un «excès» d’apport alimentaire en nitrate, il a, tout au contraire, à redouter une diminution de biodisponibilité en oxyde nitrique NO. La diminution de biodisponibilité en oxyde nitrique peut provenir

- soit d’une diminution de la synthèse endogène en NO et en nitrate NO3- par la voie de la NO synthase endothéliale,

- soit d’une diminution de l’apport alimentaire en nitrate NO3-,

- soit de la conjonction des deux.

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Teneurs en nitrate des légumes croates

Brkic, D., Bosnir, J., Bevardi, M., Boskovic, A.G., Lasic, S.M.D., Krivohlavek, A., Racz, A., Mojsovic-Cuic, A and Trstenjak, N.U. (2017) Nitrate in leafy green vegetables and estimated intake. African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines 14, 31-41

(voir le texte entier ici)

Les auteurs croates [Zagreb, Osijek et Varazdin, Croatie] présentent les résultats de mesures des concentrations en nitrate NO3- effectuées sur quatre types de légumes: laitue, épinards, chou frisé et bette, vendus sur des marchés de quatre villes de leur pays: Zagreb, Split, Rijeka et Osijek, les recueils de végétaux étant effectués au printemps et en automne 2012.

Pour chacun des quatre végétaux, au printemps puis à l’automne, pour l’ensemble des quatre villes ainsi que pour chacune d’entre elles, les concentrations moyennes en nitrate NO3-, exprimées en mg kg-1,  sont les suivantes:

 

 

ENSEMBLE des 4 villes

ZAGREB

SPLIT

RIJEKA

OSIJEK

LAITUE

printemps

703

877

790

665

481

 

automne

1264

2198

1375

756

729

EPINARDS

printemps

706

306

630

1215

672

 

automne

2013

1408

2120

1657

2866

CHOU frisé

printemps

603

523

1208

353

326

 

automne

1181

641

1908

639

1536

BETTE

printemps

972

1049

436

1572

830

 

automne

1024

2260

248

876

714

En raison d’une directive européenne édictée en 2006, des mesures des teneurs en nitrate NO3- sont également effectuées sur un cinquième légume, la roquette. En automne, ces teneurs sont, en moyenne, de 4354 mg NO3- kg-1, la teneur maximale rapportée étant de 5246 mg NO3- kg-1.

Les auteurs font remarquer que les teneurs en nitrate NO3- des végétaux étudiés sont plus fortes en automne qu’au printemps. Ils observent que ces teneurs sont comparables à celles fournies par d’autres études dans d’autres pays. Ils concluent qu’en Croatie la consommation de légumes n’expose nullement la population à des apports nitratés susceptibles d’être nocifs pour la santé [We can also conclude that the intake of nitrate in the human body through vegetables does not differ from the amounts that are established in other countries, therefore, Croatian population is not exposed to amounts of nitrate that could endanger health].

Commentaire du blog

▪ La distinction entre les teneurs des légumes en nitrate NO3- au printemps et en automne, sans que l’heure du recueil ne soit connue, est discutable. On sait, en effet, que la lumière solaire joue un rôle des plus importants. En août, par exemple, les taux de nitrates dans les feuilles fraîches d’épinards peuvent diminuer de moitié entre 8 heures et 15 heures avant d’augmenter à nouveau, progressivement et significativement, tout au long de la nuit suivante (Emmett and son Ltd., 1998).

▪ La concentration moyenne en nitrate NO3- dans la roquette (Eruca sativa) est très élevée: 4354 mg kg-1. Les auteurs croates auraient pu la comparer à la concentration maximale admissible [CMA] pour les nitrates NO3- dans l’eau de boisson, notamment dans l’eau d’adduction publique. Cette dernière est de 50 mg NO3- l-1 (ou 50 mg NO3- kg-1). Ils auraient été placés devant un dilemme:

- soit attirer l’attention sur le danger pour la santé que pourrait faire courir la consommation d’un légume comme la roquette, dont la teneur moyenne en nitrate est 87 fois supérieure à la concentration maximale en nitrate NO3- édictée par les autorités administratives.

- soit, au contraire, remettre en cause la pertinence de la concentration maximale admissible [CMA] en nitrate édictée pour l’eau d’adduction publique en 1980 par le Conseil des Communautés européennes.

Les lecteurs du blog «Nitrates et santé» savent qu’après l’âge de six mois, la consommation des légumes ne fait courir absolument aucun risque à la santé humaine. Elle est, au contraire, à l’origine d’importants effets bénéfiques. Chez l’enfant âgé de plus de six mois puis chez l’adulte, la consommation de la roquette n'a que des effets positifs. La concentration maximale admissible [CMA] en nitrates de l’eau d’adduction publique, édictée depuis une cinquantaine d’années par les instances administratives, est, par contre, totalement à reconsidérer.

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NO et nitritation du sol

Caranto, J.D. and Lancaster, K.M. (2017) Nitric oxide is an obligate bacterial nitrification intermediate produced by hydroxylamine oxidoreductase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114, 8217-8222

(voir l'abstract ici)

On appelle nitrification le processus d’origine bactérienne permettant la transformation dans le sol de l’ion ammonium NH4+ en ion nitrate NO3-. Il comporte deux étapes:

- la nitritation, oxydation de l’ion ammonium NH4+ en ion nitrite NO2-,

- et la nitratation, oxydation de l’ion nitrite NO2- en ion nitrate NO3-.

Jusqu’à présent, on considérait que, sous la dépendance de bactéries dites nitritantes tels Nitrosomonas, Nitrosococcus et Nitrospira, la nitritation comportait elle-même deux phases:

- 1) l’oxydation de l’ion ammonium NH4+ en hydroxylamine NH2OH sous l’influence enzymatique de l'ammonium mono-oxygénase (AMO) localisée dans la fraction membranaire de la bactérie,

- 2) et l’oxydation de l’hydroxylamine NH2OH en ion nitrite NO2- sous l’influence d’une autre enzyme, périplasmatique, l’hydroxylamine oxydoréductase (HAO).

Les auteurs américains [Université Cornell, Ithaca, Etat de New York, Etats-Unis] mettent en évidence une étape intermédiaire. Le processus de nitritation comporte, en réalité, trois phases:

- 1) l’oxydation NH4+→ NH2OH sous l’influence de l’ammonium monooxygénase (AMO),

- 2) puis sous l’influence de l’hydroxylamine oxydoréductase (HAO), en conditions tant aérobie qu’anaérobie, l’oxydation à trois électrons de l’hydroxylamine NH2OH en oxyde nitrique NO,

- 3) puis en condition aérobie, l’oxydation par l’oxygène O2 de l’oxyde nitrique NO en ion nitrite NO2-.

Commentaire du blog

Cette découverte du rôle, dans le sol, de l’oxyde nitrique NO lors de la nitrification, plus précisément lors de sa nitritation, n’est pas passée inaperçue. Aura-t-elle des répercussions pratiques en agriculture?

L’hebdomadaire «La France Agricole» l’a signalée à ses lecteurs dans son numéro 3707-3708 du 11 août 2017 (page 17), avec pour titre: "Le cycle de l'azote revisité". De même, sur la toile, on la trouve mentionnée ici, , , et encore .

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EFSA et Dose Journalière Admissible pour les nitrates

EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS), Mortensen, A., Aguilar, F., Crebelli, R., Di Domenico, A., Dusemund, B., Frutos, M.J., Galtier, P., Gott, D., Gundert-Remy, U., Lambré, C., Leblanc, J.-C., Lindtner, O., Moldeus, P., Mosesso, P., Oskarsson, A., Parent-Massin, D., Stankovic, I., Waalkens-Berendsen, I., Woutersne, R.A., Wright, M., van den Brandt, P., Fortes, C., Merino, L., Toldra, F., Arcella, D., Christodoulidou, A., Barrucci, F., Garcia, A., Pizzo, F., Battachi, D. and Younes, M. (2017) Re-evaluation of sodium  nitrate (E 251) and potassium nitrate (E 252) as food additives. EFSA Journal; 15 (6) 4787

(voir le texte entier ici)

Répondant à une requête de la Commission européenne, le Comité qui, au sein de l’Autorité européenne de Sécurité des Aliments [European Food Safety Authority EFSA], a en charge les additifs alimentaires a tout récemment procédé à une «ré-évaluation du nitrate de sodium (numéro de code E 251) et du nitrate de potassium (numéro de code E 252) en tant qu’additifs alimentaires».

Pour les nitrates, la Dose Journalière Admissible [DJA] a jadis été fixée par le Comité Scientifique de l’Alimentation Humaine (CSAH) de la Commission des Communautés européennes et par le Comité d’experts sur les Additifs alimentaires de l’OMS et de la FAO (JECFA) à 3.7 mg NO3- kg-1 de poids corporel jour-1 [The current acceptable daily intakes [ADIs] for nitrate of 3.7 mg/kg body weight (bw) per day were established by the SCF (1997) and JECFA (2002)].

Les membres du Comité de l’EFSA mentionnent l’article succinct d’A.J. Lehman (1958). Ils admettent, vu son caractère des plus rudimentaires et l’absence de données brutes disponibles, qu’il ne pouvait constituer une base suffisamment solide pour servir à l’établissement d’une norme, en l’occurrence celle de la Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates [In a 2-year study, rats (20/sex/group) were fed a diet containing 0, 0.1, 1, 5 or 10% sodium nitrate. At the 5% dose level a slight growth inhibition was observed, whereas inanition was noticed at the 10% dose level. Complete histopathological examination, including tumour incidences, was performed. No abnormalities or increased tumour incidences were found. The NOEL in this study was 1%, equivalent to 500 mg sodium nitrate/kg bw per day, or 370 mg/kg bw per day expressed as nitrate ion (Lehman, 1958; based on unpublished data). The Panel noted that the actual data for this study (Fitzhugh and Nelson, no date) considered in JECFA (1996) are unpublished and only a summary was available to the Panel for review].

Après avoir passé en revue les différents griefs chroniques ayant jadis été énoncés à l’égard des nitrates alimentaires, ils concluent négativement, notamment en ce qui concerne les risques cancérigène, thyroïdien, reproductif. Compte tenu de cette négativité toxicologique, compte tenu aussi de l’étude déficiente de Lehman (1958), base de la norme réglementaire, ils envisagent une autre façon de raisonner. Ils se tournent vers le risque méthémoglobinémique. Ils font remarquer que les nitrates salivaires sont transformés dans la cavité buccale en nitrites salivaires. Ces derniers, une fois absorbés, peuvent alors transformer l’hémoglobine des globules rouges en méthémoglobine [Hence, in the absence of other adverse effects and the unavailablitiy of the original study used by the JECFA and the database currently available, the Panel decided that the most relevant approach for assessing the toxicity of nitrate would be methaemoglobinaemia induced by nitrite formed from nitrate excreted in the saliva, once absorbed].

Ils se lancent dans de nouveaux calculs. Selon les données à leur disposition, 20 à 25 % des nitrates ingérés seraient excrétés dans la salive. 5 à 36 % des nitrates salivaires seraient ensuite transformés en nitrites salivaires. Ainsi 1 à 9 % des nitrates alimentaires se retrouveraient ainsi sous forme de nitrites salivaires. Comme la Dose Journalière Admissible pour les nitrites est fixée par les autorités sanitaires à 0.07 mg NO2- kg-1 de poids corporel jour-1, la Dose Journalière Admissible pour les nitrates pourrait être évaluée entre 1.05 et 9.4 mg NO3- kg-1 de poids corporel jour-1.

La Dose Journalière Admissible actuellement retenue pour les nitrates, et fixée depuis des décennies à 3.7 mg NO3- kg-1 de poids corporel jour-1, se situe à l’intérieur de la fourchette. Aux yeux du Comité de l’EFSA, il n’y a donc pas lieu de modifier la DJA [The current ADI established by SCF (1997) (3.7 mg nitrate ion/kg bw per day) falls within those estimates. The Panel considered that, as a point estimate, the current ADI was likely to be as accurate as this range […] Despite the uncertainty associated with the ADI set by the SCF (1997) due to the inability to examine its basis thoroughly, the Panel considered that currently there was insufficient evidence to withdraw this ADI].

Commentaire du blog

▪ C’est, semble-t-il, de la première fois qu’une instance administrative internationale reconnaît que la base ayant servi à l’établissement de la Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates était scientifiquement fragile, pour ne pas dire inconsistante. L’article de Lehman (1958) qui a servi au Comité d’experts sur les Additifs alimentaires de l’OMS et de la FAO (JECFA) à fixer en 1962 à 3.7 mg NO3- kg-1 de poids corporel jour-1 la DJA pour les nitrates était, en réalité, encore plus succinct que ne le laissent ici envisager les membres du comité de l’EFSA. L’article de 1958, qui est, en fait, un résumé, ne précisait ni le nombre de rats ayant participé à l’expérience, ni les doses de nitrate reçues. En voici la référence: Lehman, A.J. (1958) Quaterly report to the edition on topics of current interest. Nitrates and nitrites in meat products. Quaterly Bulletin Association of Food and Drug Officials 22, 136-138.

Les calculs du Comité de l’EFSA, qui aboutissent à une Dose Journalière Admissible pour les nitrates comprise entre 1.05 et 9.4 mg NO3- kg-1 de poids corporel jour-1 sont, en réalité, dépourvus de base scientifique.

- La méthémoglobinémie est une affection aiguë, qui ne touche que le nourrisson avant l’âge de 6 mois. Avant cet âge, la méthémoglobine réductase n’ayant pas encore atteint sa pleine activité, l’ingestion de nitrite NO2- peut se solder par une élévation transitoire du taux de méthémoglobine. Chez l’enfant de plus de 6 mois comme chez l’adulte, la méthémoglobine réductase est, au contraire, pleinement efficace; qu’elle soit aiguë ou chronique, chez eux, la méthémoglobinémie liée à l’ingestion de nitrate n’existe pas.

- Chez l’enfant âgé de moins de six mois, la flore microbienne buccale nitrato-réductrice est absente, ou très faiblement développée. La transformation des nitrates salivaires en nitrites salivaires n’a pas encore lieu. La concentration salivaire en nitrite est nulle ou quasi nulle [Eisenbrand et coll., 1980]. Quelle que soit la dose administrée, l’ingestion de nitrate NO3- par un enfant de moins de six mois ne peut élever son taux de méthémoglobine.

- La fourchette de 1 à 9 %, qui, selon les membres du Comité de l’EFSA, correspondrait à la transformation nitrate alimentaire-nitrite salivaire, mérite également discussion. On a vu que, chez l’enfant de moins de 6 mois, la transformation est, en réalité, toute proche de zéro. Chez l’enfant de plus de six mois comme chez l’adulte, elle est éminemment variable, évaluée, selon les données de la littérature, entre 1.5 et 44 % [Harada et coll., 1975; Stephany et Schuller, 1980; Schuddeboom, 1995].

Le Comité de l’EFSA ne dit pas un mot des effets bénéfiques des nitrates.

▪ Les membres de ce Comité sont, peut-être, choisis en raison de leur compétence en méthodologie ou en une autre discipline. On regrettera cependant que l’Autorité européenne de Sécurité des Aliments [EFSA] n’ait pas songé à solliciter le concours des grands noms de la physiologie des nitrates, tels, par exemple, E. Weitzberg, J. Lundberg, A. Ahluwalia, B. Nigel, A. Jones, N. Bryan, M. T. Gladwin, et quelques autres.

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Supplémentation en nitrate, angor stable, resténose

Rathod, K.S., Jones, D.A., Van-Eijl, T.J.A., Tsang, H., Warren, H., Hamshere, S.M., Kapil, V., Jain, A.K., Deaner, A., Poulter, N., Caulfield, M.J., Mathur, A. and Ahluwalia, A. (2016) Randomised, double-blind, placebo-controlled study investigating the effects of inorganic nitrate on vascular function, platelet reactivity and restenosis in stable angina: protocol of the NITRATE-OCT study. BMJ Open 2016; 6:e012728. doi: 10.1136/bmjopen-2016-012728

(voir le texte entier ici)

Au Royaume-Uni, les maladies coronariennes constituent la cause majeure de mortalité. Elles sont à l’origine d’un décès sur 7 chez l’homme, d’un sur 10 chez la femme [Coronary heart disease is the single most common cause of death in the UK causing 1 in 7 and 1 in 10 deaths in men and women respectively]. Le traitement actuellement le plus efficace est l’angioplastie coronaire transluminale percutanée, avec implantation de stent. Toutefois, les sujets restent par la suite exposés au risque d’une resténose qui survient dans 10 % des cas environ à 5 ans [In simple lesions, restenosis rates have been estimated to be < 5 % at 1 year, but at 5 years, repeat interventions rates are ~ 10%].

Les auteurs britanniques [Queen Mary University, St. Bartholomew’s Hospital et Imperial College, Londres, Royaume-Uni] prévoient une étude randomisée, en double aveugle, contre placebo, dans le but de vérifier si une supplémentation alimentaire en nitrate NO3- réduit ou non le risque de resténose.

Ils présentent leur protocole.

246 patients atteints d’angor stable, traités par angioplastie coronaire transluminale percutanée suivie par l’implantation d’un stent, seront recrutés. En commençant la veille de l’angioplastie, ils recevront pendant 6 mois:

- soit une supplémentation alimentaire sous forme de 70 ml j-1 d’un jus de betterave riche en nitrate, apportant 310 mg environ de nitrate NO3- j-1,

- soit, à titre de placebo, une supplémentation alimentaire sous forme de 70 ml j-1 d’un jus de betterave déplété en nitrate.

A 6 mois, dans les deux groupes, une angiographie coronarienne quantitative avec tomographie en cohérence optique appréciera l’importance de la resténose intra-stent [The primary outcome is reduction of in-stent late loss assessed by quantitative coronary angiography and optical coherence tomography]. Le nombre de patients recrutés est fixé en fonction de l’objectif statistique, qui est de détecter pour les resténoses, entre les deux groupes, une éventuelle différence de 0.22 mm [The study is powered to detect a 0.22±0.55 mm reduction in late loss in the treatment group compared with the placebo group].

A 6 mois, on vérifiera également dans les deux groupes

- la fonction endothéliale par des mesures de la vasodilatation flux-dépendante [flow-mediated dilation], à l’aide d’une échographie,

- le pourcentage de revascularisation du vaisseau traité [target vessel revascularisation],

- le taux de resténose [restenosis rate (diameter > 50%)].

A 12 et 24 mois, on vérifiera de même:

- les marqueurs de l’inflammation,

- les tests de réactivité plaquettaire,

Jusqu’à 24 mois seront comptabilisées les complications cardiovasculaires majeures, tels qu'infarctus du myocarde, accidents vasculaires cérébraux et décès.

Les résultats de l’étude devraient être connus à la fin de l’année 2018 [Publications will be prepared for submission in late 2018].

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Restriction de croissance fœtale – supplémentation en nitrate chez la femme enceinte

Cottrell, E., Tropea, T., Ormesher, L., Greenwood, S., Wareing, M., Johnstone, E., Myers, J. and Sibley, C. (2017) Dietary interventions for fetal growth restriction – therapeutic potential of dietary nitrate supplementation in pregnancy. Journal of Physiology DOI: 10.1113/JP273331

(voir l'abstract ici)

Le syndrome de restriction de croissance fœtale affecte environ 5 % des grossesses. Il expose le bébé à toutes sortes de complications, augmente la mortinatalité, tout comme la morbidité et la mortalité néonatales. Malgré les risques encourus, il n’est pas, à l’heure actuelle, hormis parfois un accouchement prématuré, de traitement envisageable à l’encontre de ce syndrome. Pour des raisons aisément compréhensibles, l’industrie pharmaceutique n’a pas cherché et ne cherche pas à s’investir en ce domaine.

De nombreux facteurs maternels sont susceptibles d’avoir des répercussions négatives sur la croissance fœtale, notamment l’hypertension artérielle chronique, des troubles infectieux, des situations de stress psychologique. Des facteurs nutritionnels maternels peuvent également interférer. On a incriminé la restriction calorique, des déficits en acide folique, fer, zinc, ou vitamine D, ou encore un régime trop riche en sucre et en graisse. A l’inverse, il a été montré que les régimes maternels riches en fruits et légumes peuvent être associés à un moindre risque d’apparition du syndrome de restriction de croissance fœtale [Conversely, diets high in vegetables and fruit (Brantsaeter et al., 2009) […] have been associated with reduced risk of fetal growth restriction].

Les mécanismes qui sous-tendent l’apparition de la restriction de croissance fœtale sont encore incomplètement compris. Il semble cependant qu’elle soit consécutive à des perturbations de la fonction vasculaire et du flux sanguin utéroplacentaires [Although the mechanisms underlying fetal growth restriction are incompletely understood, impairments in uteroplacental vascular function and blood flow are consistently shown to be involved (Kingdom et al., 1997; Shibata et al., 2008; Ghosh and Gudmundsson, 2009)]. Par ailleurs, notons qu’au cours d’une grossesse normale, l’oxyde nitrique NO maintient une faible résistance et un flux sanguin satisfaisant dans la circulation utéroplacentaire tandis que, chez la femme, une diminution de la biodisponibilité de ce radical augmente le risque d’apparition de la restriction de croissance fœtale [Nitric oxide (NO) is critically involved in maintaining a low-resistance/high flow uteroplacental vasculature in healthy pregnancies (Poston et al., 1995; Kublickiene et al., 1997), and reductions in NO bioavailability have been associated with fetal growth restriction in humans (Casanello and Sobrevia, 2002; Schiessl et al., 2006; Krause et al., 2013)].

Aussi a-t-on d’abord cherché à augmenter au cours de la grossesse la biodisponibilité en oxyde nitrique NO en agissant sur sa synthèse endogène: supplémentation en L-arginine, administration de L-citrulline. Avec des modèles expérimentaux, on a aussi agi sur ses métabolites, par inhibition de la phosphodiestérase de type 5 [PDE-5] (Sildenafil citrate ou ViagraR) avec de premiers résultats encourageants. Dès lors, une étude portant sur le Sildenafil chez la femme enceinte a été mise en oeuvre, et est en cours [Given these promising data, the first large-scale randomised controlled trial is currently underway to assess the efficacy of maternal sildenafil citrate therapy to improve pregnancy outcomes in severe early-onset fetal growth restriction (the STRIDER trial: Sildenafil Therapy in Dismal prognosis Early-onset intra-uterine growth Restriction (Ganzevoort et al., 2014)].

Compte tenu des effets bénéfiques cardiovasculaires, maintenant classiques, chez l’homme comme chez l’animal, de la supplémentation alimentaire en nitrate NO3-, connue pour augmenter la biodisponibilité en oxyde nitrique NO et pour améliorer la fonction vasculaire, il devient  logique d’en tester les effets en cas de grossesse. Chez la souris déficiente en NO synthase endothéliale, les auteurs [Université de Manchester, Royaume-Uni] ont déjà montré qu’une supplémentation alimentaire en nitrate NO3-, sous forme de jus de betterave, augmente les concentrations maternelle et fœtale en nitrate NO3- et nitrite NO2-, améliorant ainsi la fonction vasculaire en regard de l’artère utérine [Our preclinical findings have shown that maternal dietary nitrate supplementation (using beetroot juice) increases both maternal and fetal nitrate and nitrite concentrations and improves maternal uterine artery vascular function ex vivo in a mouse model of fetal growth restriction associated with marked vascular dysfonction, the eNOS knockout mouse (Cottrell et al., 2015)].

Plus récemment, on a montré chez l’animal soumis à l’action d’un inhibiteur de la synthèse endogène d’oxyde nitrique, le L-NG-nitroarginine methyl ester ou L-NAME, qu’une adjonction de nitrite de sodium NaNO2 provoque non seulement une atténuation de l’hypertension artérielle maternelle mais encore une amélioration de la santé fœtale [In this preeclampsia-like model, maternal treatment with sodium nitrite […] attenuated the maternal hypertension induced by L-NAME, and significantly improved fetal outcomes (Goncalves-Rizzi et al., 2016)].

L’action bénéfique des régimes riches en légumes sur le poids et la santé du fœtus pourrait donc être consécutive aux apports en nitrate NO3- [It is of interest that maternal green leafy vegetable intake has been shown by several groups to be significantly associated with improved pregnancy outcomes and birth weight […].Green leafy vegetables provide a rich source of folate and iron; however it is plausible that some of the beneficial effects attributed to these foods could be due to increased provision of dietary nitrate].

Ainsi, les auteurs britanniques annoncent qu’ils s’apprêtent à mettre en œuvre une étude de faisabilité chez la femme enceinte. L’étude préliminaire conduite en double aveugle contre placebo concernera des femmes hypertendues, menacées par le syndrome de restriction de croissance fœtale. Pendant une semaine, elles ingèreront soit une supplémentation alimentaire en nitrate NO3- sous forme de jus de betterave, soit un placebo. L’attention se portera sur la tolérance de la supplémentation et les effets qu’elle exerce sur la fonction cardiovasculaire maternelle et la résistance vasculaire utéroplacentaire.

Si les premiers résultats sont probants, les auteurs britanniques ont alors l’intention de continuer, en étudiant les effets de la supplémentation en nitrate NO3- chez la femme enceinte en cas de diminution de la biodisponibilité en oxyde nitrique NO et d’altération de la fonction vasculaire, c’est-à-dire, plus précisément, en cas de pré-éclampsie et de restriction de la croissance fœtale [If effective, this approach could be expanded in future studies to intervene in a number of pregnancy complications associated with impaired vascular function and limited NO bioavailability, including fetal growth restriction and preeclampsia].

Commentaire du blog

Il pourra paraître étonnant à certains que des scientifiques envisagent de procéder à des supplémentations alimentaires en nitrate NO3- chez la femme enceinte. Sans réel argumentaire, des documents administratifs anciens présentaient la femme enceinte comme un possible sujet à risque et, dès lors, lui recommandaient de limiter ses apports nitratés. On trouve encore ici et là des traces de la crainte ancienne. Nous citerons à titre d'exemple:

- ce document émanant du Réseau de Création et d’Accompagnement Pédagogique CANOPE (ex-Centre Régional de Documentation Pédagogique, CRDP) de l’Académie de Montpellier (voir ici),

- ou ce feuillet du «Department of Environmental Quality» de l’Etat de l’Oregon [Etats-Unis] du 26 août 2015 (voir là).

En réalité, en l’état actuel de la science, rien ne permet de considérer que les apports en nitrate puissent faire courir à la femme enceinte et à son bébé un risque sanitaire quelconque.

Notons d'ailleurs que le projet des auteurs britanniques intéresse tout particulièrement la "British Heart Foundation" [Cf. ici].

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Activité enzymatique de la nitrate-réductase dans la cavité buccale

Ahmed, K., A., Nichols, A.L., Honavar, J., Dransfield, M.T., Matalon, S. and Patel, R.P. (2017) Measuring nitrate reductase activity from human and rodent tongues. Nitric Oxide 66, 62-70

(voir l'abstract ici)

La circulation entérosalivaire des nitrates, incluant une réduction dans la salive des nitrates en nitrites, est maintenant connue pour constituer un élément-clé de l’homéostasie, orale et systémique, en oxyde nitrique [The enterosalivary nitrate reduction system has emerged as a key player in oral and systemic NO-homeostasis].

On l’étudie d’habitude:

- soit en procédant à des apports alimentaires en nitrate,

- soit en procédant à une diminution du nombre des bactéries intrabuccales, après bain de bouche antiseptique.

Peu d’études ont porté directement, chez l’homme comme chez l’animal, sur l’activité enzymatique de la nitrate-réductase en milieu intrabuccal. C’est ce que se proposent de faire les auteurs américains [Birmingham, Université d’Alabama, Etats-Unis].

Leur technique consiste à effectuer des prélèvements par écouvillonnage à la surface de la langue, à les mettre en contact, à 37°C, avec des concentrations variables de nitrate de sodium Na NO3, puis à mesurer 40 minutes plus tard la formation de nitrite NO2-.

Ils font les observations suivantes:

1) Chez l’homme, conformément aux données déjà connues, la formation de nitrite NO2- est 3 à 4 fois plus importante lorsque le prélèvement est effectué au tiers postérieur de la langue que lorsqu’il est effectué à son tiers antérieur [We compared nitrate reductase activity from scrapes collected from the front third and back third of the tongue. […] Nitrite formation was 3-4 fold greater in posterior tongue scrapes consistent with previous studies showing that nitrate reductase activity is concentrated in the posterior compartment].

2) La différence enregistrée entre les tiers postérieur et antérieur de la langue reflète simplement le nombre des bactéries, plus important à l’arrière. La différence disparaît après égalisation quantitative des populations bactériennes [The difference is due to the number of bacteria, as no difference in nitrate-reduction was observed after normalizing to CFU].

3) Chez la souris, l’administration locale à la partie postérieure de la langue d’un agent antiseptique tel que la chlorhexidine diminue le nombre de bactéries au moment du prélèvement, mais celui-ci n’est plus diminué après 18 heures de culture, l’activité de la nitrate-réductase restant, par contre, inhibée à plus de 90%. A titre d’hypothèse, les auteurs envisagent que la chlorhexidine contribue électivement à diminuer le nombre de bactéries réductrices de nitrate, ou à les empêcher de croître en culture [The effects of chlorhexidine administration locally to the posterior tongue […] Interestingly, this decreased bacterial number at the time of collection, but did not affect bacterial number after 18h culturing. Despite the similar numbers, nitrate-reductase activity was inhibited by > 90% however. This suggests that nitrate-reductase expressing bacteria were less abundant and/or less able to grow in culture after chlorhexidine exposure compared to other bacteria].

4) Chez l’homme, l’usage du tabac retentit nettement sur l’activité de la nitrate-réductase intrabuccale. Chez le fumeur en effet, alors même que la population bactérienne est plus importante, l’activité de la nitrate-réductase est diminuée d’environ 70 %. Comparativement à ce qu’on observe chez le non-fumeur, l’activité de la nitrate-réductase intrabuccale rapportée au nombre de bactéries présentes est ainsi chez le fumeur diminuée d’environ 90 % [Nitrate reductase activity in smokers was decreased ~70 %, whereas bacterial number was higher. Nitrate reductase activity per CFU was almost 90 % lower in smokers compared to non-smokers].

5) Un phénomène analogue est constaté chez la souris après une exposition de 30 minutes au brome (600 ppm). Le nombre de bactéries intrabuccales n’est pas modifié, mais l’activité de la nitrate réductase intrabuccale est trouvée diminuée de plus de 70 % [Nitrate reductase activity was inhibited by > 70 %, despite similar levels of bacteria]

Les auteurs américains attirent ainsi particulièrement l’attention sur le cas du fumeur. Chez lui, une diminution d’activité de la nitrate-réductase intrabuccale pourrait constituer une explication, au moins partielle, de sa moindre biodisponibilité en oxyde nitrique NO [We present these data to […] speculate that lower nitrate reductase activity may underlie, in part, decreased NO-bioavailability in smokers].

Commentaire du blog

L’effet néfaste du tabac sur le métabolisme des nitrates passerait également par une action inhibitrice, de nature compétitive, de l’ion thiocyanate SCN- sur la sécrétion active des nitrates dans la salive [Cf. rubrique du 17 mars 2017].

Le tiers postérieur de la langue est le siège de profonds sillons interpapillaires au fond desquels les glandes de von Ebner libèrent une sécrétion bicarbonatée, protégeant les bactéries de l’acidification du milieu. D’où l’abondance des bactéries au fond des sillons [Cf. rubrique du 31 août 2010].

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