Nitrates alimentaires – Un atelier de travail (2) (+ Analyse critique de «Cash Investigation»)

Ahluwalia, A., Gladwin, M., Coleman, G.D., Hord, N., Howard, G., Kim-Shapiro, D.B., Lajous, M., Larsen, F.J., Lefer, D.J., McClure, L.A., Nolan, B.T., Pluta, R., Schechter, A., Wang, C.-Y., Ward, M. and Harman, J.L. (2016) Dietary nitrate and the epidemiology of cardiovascular disease: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute workshop. Journal of the American Heart AssociationDOI: 10.1161/JAHA.116.003402

(Suite)

Commentaire du blog

▪ Depuis 1941, d’article en article, la notion selon laquelle le pH intragastrique du nourrisson est plus élevé que celui de l’adulte ne cesse d’être répétée, sans jamais que la démonstration scientifique n’en soit apportée.

En réalité, lors de la naissance, l’estomac contient du liquide amniotique. A ce moment seulement, le pH intragastrique est compris entre 4.0 et 7.3. Il peut alors approcher de la neutralité, voire l’atteindre. Mais quelques heures plus tard, il a nettement baissé, et est en moyenne de 2.5 ou 3, avec des écarts compris entre 1.5 et 5.3 (Avery et coll., 1966; Reed, 1996). La concentration en acide chlorhydrique du suc gastrique du nourrisson est très voisine de celle de l’adulte (Luhby et coll., 1954).

De ce point de vue, le nourrisson ne diffère pas véritablement de l’enfant et de l’adulte. Si l’on fait exception des premières heures de la vie, les conditions intragastriques ne sont jamais chez l’homme réellement propices à une transformation microbienne, même partielle, des nitrates en nitrites.

▪ Depuis au moins 1994, la notion selon laquelle il conviendrait de mettre en œuvre des études portant tout spécialement sur des «sous-populations à risque» a tendance à être répétée à la fin d’articles sur l’éventuelle carcinogénicité des nitrates ou des nitrites. On la trouvait déjà sous la plume de C. Janzowski et G. Eisenbrand dans une contribution à un atelier international [Bilthoven (Pays Bas), novembre 1994].

Plus de vingt ans plus tard, elle est toujours énoncée, sans qu’aucune étude n’ait jamais cherché à passer des paroles aux actes.

En réalité, les nitrates ne sont pas seulement ingérés. Sous l’effet des NO-synthases, ils sont aussi constamment synthétisés dans nos cellules à partir de la L-arginine. La synthèse endogène des nitrates est nettement accrue lors des activités physiques et sportives, et également lors de la vie en altitude. Si les nitrates alimentaires faisaient vraiment courir un risque carcinogène à des «sous-populations à risque», il faudrait déconseiller aux mêmes «sous-populations à risque» de faire du sport ou de vivre en altitude, déduction, on le voit, déraisonnable.

▪ Le 13 septembre 2016, la chaîne France 2 diffusait dans la série «Cash Investigation» une émission intitulée: «Industrie agro-alimentaire, business contre santé». L’émission était présentée par une journaliste de renom: E. Lucet.

La thèse à charge était la suivante: «Les nitrites que l’on ajoute à la viande, et notamment au jambon, sont transformés dans l’estomac en nitrosamines. Les nitrosamines sont cancérigènes. Comme, pour sa part, la consommation de la viande augmente le risque de cancer, c’est donc les nitrites qui lui sont artificiellement ajoutés qui en sont responsables».

La thèse est, en grande partie, erronée pour les raisons suivantes:

- Les quantités de nitrosamines formées dans l’estomac à partir des nitrates et nitrites alimentaires ingérés sont infimes. Rapportées au poids, elles sont 500000 fois inférieures à la dose cancérigène chez l’animal.

- Les études chez l’animal n’ont jamais montré d’augmentation réelle du risque de cancer sous l’effet des nitrates ou des nitrites alimentaires.

- Comme le rappellent les auteurs de l’article analysé dans la rubrique précédente [23 septembre 2016], les nitrites alimentaires, présents notamment dans le jambon et les viandes, ne sont à l’origine que de 20 % des nitrites pénétrant dans la cavité de l’estomac. 80 % des nitrites intragastriques (quatre fois plus) proviennent en réalité des nitrites salivaires. Après leur réduction sous l’effet des nitratoréductases bactériennes, les nitrites salivaires proviennent, eux-mêmes, des nitrates salivaires. Les nitrates salivaires proviennent des nitrates plasmatiques, et les nitrates plasmatiques proviennent des nitrates alimentaires et de la synthèse endogène des nitrates par la voie des NO-synthases. 80 % environ des nitrates alimentaires sont fournis par les légumes. Si nous considérons les nitrites NO2- parvenant dans l’estomac avant leur rencontre avec les amines, nous notons ainsi que:

- 20 % d’entre eux proviennent des nitrites NO2- présents dans les viandes,

- et une proportion plus importante, sans doute environ 30 %, proviennent des nitrates NO3- des légumes.

La charge contre les nitrites apportés lors de la salaison des viandes est dénuée de toute base scientifique.

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Nitrates alimentaires – Un atelier de travail (1)

Ahluwalia, A., Gladwin, M., Coleman, G.D., Hord, N., Howard, G., Kim-Shapiro, D.B., Lajous, M., Larsen, F.J., Lefer, D.J., McClure, L.A., Nolan, B.T., Pluta, R., Schechter, A., Wang, C.-Y., Ward, M. and Harman, J.L. (2016) Dietary nitrate and the epidemiology of cardiovascular disease: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute workshop. Journal of the American Heart Association DOI: 10.1161/JAHA.116.003402

(voir l'article entier ici)

Sous l’égide de l’un des Instituts des “National Institutes of Health” [NIH], en l’occurrence le «National Heart, Lung, and Blood Institute” [NHLBI], une journée de travail a été organisée le 16 septembre 2014. Elle était consacrée aux effets bénéfiques cardiovasculaires des nitrates alimentaires. Plusieurs scientifiques, américains, britanniques et aussi mexicain, étaient invités. L’un d’eux, entre autres, est venu parler du grief carcinologique [Because of the history of research on the possible carcinogenicity of nitrite, an expert in this field was also invited].

L’article, dont le plan est le suivant, est un résumé des diverses contributions:

- 1) Du nitrate alimentaire à l’oxyde nitrique NO

- 2) Absorption des nitrates et leur cycle entéro-salivaire

- 3) Production d’oxyde nitrique à partir des nitrites circulants

- 4) Effets physiologiques des nitrates et nitrites d’origine exogène

- 5) Nitrates alimentaires et effets bénéfiques cardiovasculaires

- 6) Nitrite et méthémoglobinémie du nourrisson

- 7) Nitrates d’origine exogène provenant de l’eau de boisson

- 8) Apports élevés et prolongés en nitrate ou en nitrite et possible effet cancérigène

- 9) Résumé et recommandations

▪ Le premier chapitre indique que, provenant principalement des légumes, les nitrates alimentaires sont, pour notre organisme, une importante source d’oxyde nitrique NO. Contrairement à la synthèse d’oxyde nitrique NO par la voie des NO synthases, la synthèse d’oxyde nitrique NO à partir des nitrates alimentaires peut avoir lieu jusqu’à son terme en condition d’hypoxie relative, lorsque l’effet vasodilatateur de l’oxyde nitrique est précisément souhaitable [Although oxidation of nitric oxide to nitrate and nitrite acutely terminates nitric oxide bioactivity, it is now recognized that there is a pathway that recycles these anions back into nitric oxide within the body, providing another important source. Because this pathway uses nitrate to produce nitrite and then nitric oxide, we now know that dietary nitrate, obtained mostly through dietary vegetable content, is an important source of the body’s supply of nitric oxide. And very importantly, this pathway for producing nitric oxide from the reduction of nitrite does not require oxygen and is critical under conditions of relative hypoxia, when the vasodilatory effect of nitric oxide is most needed].

▪ Dans le deuxième chapitre, il est rappelé que les animaux supérieurs n’ont pas, par eux-mêmes, la capacité de réduire les nitrates NO3- en nitrites NO2-. Par contre, les bactéries de leur flore buccale ont le matériel enzymatique donnant lieu à une telle réduction. Nous sommes ici en présence d’un fascinant exemple de commensalisme vertébrés-bactéries [Higher-order animals are not capable of reducing nitrate to nitrite, so this crucial chemical reduction step by the oral microbiome is a marvelous example of vertebrate-bacteria commensalism].

▪ Le cinquième chapitre contient une réflexion sur les apports en nitrite NO2-. 80 à 85 % des nitrates NO3- ingérés proviennent des légumes, la majeure partie des nitrites NO2- ingérés de la salaison des viandes. Mais, en raison du cycle entérosalivaire des nitrates, et sous l’effet des nitrate-réductases bactériennes de la réduction des nitrates salivaires en nitrites salivaires, il apparaît que 80 % des nitrites entrant dans l’estomac proviennent en réalité de la salive et seulement 20 % des nitrites du bol alimentaire [Although 80% to 85% of nitrate is derived from vegetables, nitrite is obtained mostly through cured meat in the diet […]. In a 1975 study, notwithstanding the higher levels of nitrite in processed meat of that era, White calculated that 80% of nitrite that entered the stomach was derived from saliva, rather than directly from the diet].

▪ Dans le chapitre 6, on lit une réflexion, sujette à discussion comme le montrera le commentaire du blog [Cf. rubrique suivante]. Selon le rédacteur du chapitre, chez le jeune nourrisson le pH élevé de l’estomac permet sa colonisation par des bactéries nitratoréductrices, normalement trouvées plus bas dans l’intestin; d’où une augmentation du risque de formation excessive de nitrite NO2- dans l’estomac en cas de forte ingestion de nitrate NO3-, qu’une telle ingestion dérive d’une de soupe de légumes ou d’un mélange de lait en poudre et d’eau dans un biberon [The higher pH of a young infant’s stomach allows its colonization by nitrate-reducing bacteria usually found in the lower gastrointestinal tract, thereby increasing the likehood of excessive nitrite absorption when high-nitrate vegetable purees are fed or when high-nitrate water is used to prepare infant feeding formula].

▪ Enfin, le rédacteur du chapitre 8 reprend à son compte l’avis formulé en 2010 par le Centre International de Recherche sur le Cancer [CIRC, Lyon, France]. Aux yeux du rédacteur de ce chapitre, chapitre lui aussi discutable [Cf. rubrique suivante], les futures recherches sur l’éventuelle carcinogénicité des nitrates et nitrites devraient porter sur les sous-populations chez lesquelles le risque de nitrosation endogène des amines est accru, c’est-à-dire les fumeurs ou bien les personnes qui, sous forme de supplémentations alimentaires, ingèrent des doses importantes de nitrates ou de nitrites, ou bien encore celles qui, à l’inverse, ingèrent de faibles quantités de constituants nutritifs tels les polyphénols, connus pour diminuer la nitrosation [The current workshop members, in turn, expressed the opinion that future research on nitrate and nitrite carcinogenicity should focus on subpopulations with increased risk of endogenous N-nitrosation of amines, such as smokers or persons consuming high doses of nitrate or nitrite as supplements or low amounts of food matrix constituents, such as polyphenols and essential nutrients, that may decrease endogenous nitrosation reactions in the stomach].

(A suivre)

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Supplémentation en nitrate, flux sanguin hépatique, homéostasie glucidique

Shepherd, A.I., Wilkerson, D.P., Fulford, J., Winyard, P.G., Benjamin, N., Shore, A.C. and Gilchrist. M. (2016) Effect of nitrate supplementation on hepatic blood flow and glucose homeostasis: a double-blind, placebo controlled, randomized control trial. American Journal of Physiology – Gastrointestinal and Liver Physiology 311, G356-G364

(voir l'abstract ici)

L'avancement en âge pourrait retentir sur la biodisponibilité en oxyde nitrique NO et la diffusion hépatique. Les auteurs britanniques [Université d'Exeter et Torbay Hospital, Devon, Royaume-Uni] cherchent à savoir si, au cas où elle accroîtrait le flux sanguin à destination du foie, une supplémentation en nitrate NO3- n'aurait pas aussi pour effet  d'accroître la fixation postprandiale du glucose [We hypothesised that supplementation of the diet with dietary nitrate would increase blood flow to the liver and vasodilate the microvasculature causing improved postprandial glucose uptake].

37 sujets en bonne santé, en l’occurrence 17 jeunes âgés de 18 à 35 ans et 20 sujets plus âgés, âgés de 50 à 75 ans, participent à une étude randomisée, en double aveugle contre placebo. Ils ingèrent:

- soit 738 mg de nitrate NO3-, par l’intermédiaire de 140 ml de jus de betterave riche en nitrate [Beet it; James White Drinks Ltd. Ipswich],

- soit, à titre de placebo, 0.6 mg de nitrate NO3-, par l’intermédiaire de 140 ml de jus de betterave déplété en nitrate [Beet it; James White Drinks Ltd. Ipswich].

Quand on les compare à celles du groupe placebo, 1, 2 et 3 heures plus tard les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont significativement augmentées, tant dans le groupe des sujets jeunes que dans celui des sujets plus âgés.

Les augmentations constatées sont, en moyenne, les suivantes:

 

 

Sujets jeunes

Sujets plus âgés

Accroissement de la concentration plasmatique en nitrate NO3- (mg l-1)

 

 

 

 

1ère heure

33

31

 

2ème heure

40

39

 

3ème heure

37

38

Accroissement de la concentration plasmatique en nitrite NO2- (µg l-1)

 

 

 

 

1ère heure

13

22

 

2ème heure

23

25

 

3ème heure

26

37

Grâce à l’imagerie en résonance magnétique, les auteurs mesurent:

- le coefficient de diffusion apparent (ou ADC) dans le segment hépatique postérieur droit,  

- et le flux de la veine porte.

De même, au départ puis toutes les heures pendant 3 heures, ils mesurent:

- la glycémie,

- et les concentrations plasmatiques en incrétine et peptide C.

L’étude se solde par des résultats négatifs. Malgré l’élévation significative des concentrations plasmatiques en nitrite NO2-, l’ingestion d’une dose forte en nitrate NO3- n’est suivie d’aucun effet probant sur le flux sanguin hépatique, la glycémie et les concentrations d’incrétine et de peptide C.

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Rat âgé, nitrate, récepteur de l’angiotensine II

Hezel, M., Peleli, M., Liu, M., Zollbrecht, C., Jensen, B.L., Checa, A., Giulietti, A., Wheelock, C.E., Lundberg, J.O., Weitzberg, E. and Carlström, M. (2016) Dietary nitrate improves age-related hypertension and metabolic abnormalities in rats via modulation of angiotensine II receptor signaling and inhibition of superoxide generation. Free Radical Biology and Medicine 99, 87-98

(voir l'abstract ici)

Le vieillissement ou l’avancement en âge s’associent à une augmentation du risque d’apparition des maladies cardiovasculaires et à une augmentation de celui du diabète de type 2 [Advanced age is associated with increased risk for cardiovascular disease and type 2 diabetes].

Une consommation accrue de légumes réduit le risque des maladies cardiovasculaires et métaboliques. Encore débattu, le composant des légumes pourvu d’un tel effet favorable pourrait bien être l’ion nitrate NO3-, à l’origine de la voie métabolique Nitrate-Nitrite-NO [Increased consumption of vegetables has been shown to reduce the risk of cardiovascular and metabolic disease, but the specific component(s) that exert these favorable effects are heavily debated. Green leafy vegetables are a major source of inorganic nitrate, which may boost the nitrate-nitrite-NO pathway].

A l’inverse, on considère habituellement que la dysfonction endothéliale et l’hypertension artérielle font intervenir l’angiotensine II, notamment la stimulation de son récepteur, le récepteur AT1 [In addition, it is widely accepted that increased angiotensin II (ANG II) signaling is also implicated in the pathogenesis of endothelial dysfunction and hypertension by accelerating formation of oxygen species] [A large body of evidence supports a crucial role of NADPH oxidase (NOX)-derived superoxide generation in the vasculature, which can be stimulated by angiotensin II (ANG II) and activation of ANG II type 1 receptor (AT1) signaling].

Les auteurs suédois et danois [Karolinska Institute, Stockholm; Université du Danemark Sud, Odense, Danemark] présentent une étude expérimentale menée chez le rat Sprague Dawley mâle. Il reçoit pendant 14 jours une eau de boisson contenant

- soit 10 mmol/L de chlorure de sodium NaCl,

- soit 10 mmol/L de nitrate de sodium, ce qui correspond à 620 mg l-1 de nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium.

▪ Si elle ne diminue pas vraiment les tensions artérielles systolique et diastolique du jeune rat (âge: 3 mois), la supplémentation en nitrate NO3- prolongée 14 jours les diminue significativement, de 10 à 15 mm Hg, chez le rat âgé (âge: 22 mois).

▪ Vérifiée au 11ème jour par une injection intrapéritonéale de D-glucose suivie de mesures de la glycémie aux 15ème, 30ème, 60ème et 120ème minutes, la tolérance au glucose, qui n’est pas améliorée en cas d’apport nitraté chez le jeune rat, l’est significativement en cas d’apport nitraté chez le rat âgé [Dietary nitrate supplementation for two weeks reduced blood pressure (10-15 mm Hg) and improved glucose tolerance in old, but not in young rats].

▪ L’expression du récepteur AT1 est également mesurée par les auteurs dans le tissu cardiaque, les artères mésentériques et le cortex rénal. Dans tous les tissus, l’avancement en âge du rat s’associe à une augmentation de l’expression du récepteur AT1A, et cette augmentation chez le rat âgé se trouve normalisée par les apports nitratés [AT1A and ATA2 receptor gene expression was measured in cardiac tissue, mesenteric arteries and kidney cortex. In all tissues, aging was associated with increased AT1A receptor expression, which was normalized by nitrate treatment].

Les auteurs établissent un lien entre les différents effets des apports nitratés chez le rat âgé. Chez le rat âgé, l’action bénéfique des apports nitratés sur la tension artérielle et la tolérance au glucose pourrait ainsi être liée, du moins pour une part, à une modulation de l’expression des récepteurs de l’angiotensine II [Our results show that boosting the nitrate-nitrite-NO pathway can partly compensate for age-related disturbances in endogenous NO generation via inhibition of NADPH oxidase and modulation of ANG II receptor expression].

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Nitrate, hypoxie, exercices intenses et répétés

De Smet, S., Van Thieven, R., Deldicque, L., James, R., Sale, C., Bishop, D.J. and Hespel, P. (2016) Nitrate intake promotes shift in muscle fiber type composition during sprint interval training in hypoxia. Frontiers in Physiology. doi: 10.339/fphys.2016.00233

(voir le texte entier ici)

L’intérêt suscité par l’entraînement sportif en hypoxie est grandissant depuis quelques années. Une étude multicentrique [Université Catholique de Louvain, Belgique; Université de Nottingham Trent, Royaume-Uni; Université Victoria, Melbourne, Australie] cherche à déterminer dans quelle mesure, dans ce cadre, des apports nitratés pourraient exercer une influence.

27 hommes en bonne santé, en moyenne âgés de 24 ans, modérément entraînés, sont répartis en 3 groupes:

- 10 sujets appartiennent au groupe N (normoxie). L’air que les sujets inhalent a une teneur en oxygène O2 de 20.9%. Ils ingèrent, en outre, des gelules de placebo.

- 8 sujets appartiennent au groupe H (hypoxie). L’air inhalé a une teneur en oxygène O2 de 15%. Ils ingèrent des gelules de placebo.

- 9 sujets appartiennent au groupe HN (hypoxie + nitrate). L’air inhalé a une teneur en oxygène O2 de 15%. Des gelules leur apportent une supplémentation orale en nitrate NO3-.

Pendant 5 semaines, les 27 sujets participent à 3 sessions d’entraînement par semaine, à 48 heures d’intervalle. Chaque session d’entraînement comporte, sur cyclo-ergomètre, des sprints à vitesse maximale de 30 secondes, séparés les uns des autres par une récupération de 4 minutes et demie. Chaque session d’entraînement dure 30 minutes la première semaine, s’allonge ensuite et dure jusqu’à 40 minutes la dernière semaine.

Les suppléments ingérés sous forme de gelules sont tous d’apparence identique. Les gelules de placebo contiennent ~150 mg de sodium Na sous forme de chlorure de sodium NaCl. Les gelules de nitrate contiennent ~ 400 mg de nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium NaNO3. Les gelules sont avalées 3 heures avant chaque session d’entraînement, de manière à ce que les sujets du groupe HN disposent lors des efforts de hautes concentrations plasmatiques en nitrite NO2- [Supplements were ingested 3 h prior to each training session sa as to produce high plasma nitrite levels during the training in HN].

Avant et après les 5 semaines d’entraînement, des biopsies à l’aiguille sont effectuées en regard du vaste externe (ou vaste latéral) du quadriceps fémoral. La répartition des fibres musculaires est étudiée en microscopie en fluorescence.

Les résultats obtenus sont, en moyenne, les suivants:

Pourcentages

des fibres

Groupe N (normoxie)

Groupe N (normoxie)

Groupe H

(hypoxie)

Groupe H

(hypoxie)

Groupe HN (hypoxie + nitrate)

Groupe HN (hypoxie + nitrate)

 

Avant

Après

Avant

Après

Avant

Après

Fibres de type I

49

49

51

53

45

39

Fibres de type IIa

42

49

42

44

45

56

Fibres de type IIx

9

2

7

3

10

5

Suivi pendant 5 semaines, l’entraînement fait baisser significativement (P < 0.005), dans chacun des 3 groupes, la proportion de fibres musculaires de type IIx. Par contre, le nombre relatif de fibres musculaires de type IIa n’augmente significativement (P < 0.005) que dans le groupe HN, celui qui a bénéficié des apports en nitrate [Sprint interval training decreased the proportion of type IIx muscle fibers in all groups (P <0.05). The relative number of type IIa fibers increased (P < 0.05).in HN (P < 0.05 vs. H), but not in the other groups].

Par ailleurs, alors qu’il augmente, en moyenne, la puissance produite lors d’un sprint à vitesse maximale de 30 secondes d’environ 6%, aussi bien dans le groupe N (normoxie) que dans le groupe H (hypoxie) (P < 0.05), ce type d’entraînement l’augmente encore davantage dans le groupe HN (hypoxie + nitrate). Il l’augmente de plus de 12 % (P < 0.05), sans cependant que la différence entre les groupes HN et H atteigne le degré de significativité statistique (P = 0.085) [Mean power output during W30S in the pretest was similar between the groups (660-670 W). Sprint interval training increased power output by ~6% in N and H (P < 0.05), vs + 12% in HN (P < 0.05), yet differences between H and HN were not significant (HN, P = 0.085)].

Dans leur conclusion, prenant en considération parmi les sujets soumis à un entraînement sous forme de sprints répétés dans des conditions d’hypoxie ceux dont la concentration plasmatique en nitrite NO2- a été majorée par des supplémentations en nitrate NO3-, les auteurs évoquent alors un lien éventuel entre l’augmentation de la proportion des fibres musculaires IIa observée et l’accentuation de la performance sportive [Sprint interval training in hypoxia combined with nitrate supplementation increases the proportion of types IIa fibers in muscle, which may be associated with enhanced performance in short maximal exercise]. 

Commentaire du blog

Rappelons que les fibres de type II, ou fibres à contraction rapide, dénommées aussi fibres blanches, sont présentes dans les unités motrices à haut seuil d’activation. Elles sont impliquées dans les efforts intenses, relativement court et inférieurs à dix minutes. Selon la nomenclature utilisée, on distingue:

- les fibres IIx utilisant la filière anaérobie alactique

            – des fibres IIa à métabolisme mixte, aérobie et anaérobie.

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Nitrates alimentaires, fonction endothéliale, tension artérielle

d’El-Rei, J., Cunha, A.R., Trindade, M. and Neves, M.F. (2016) Beneficial effects of dietary nitrate on endothelial function and blood pressure levels. International Journal of Hypertension. 2016:6791519. doi: 10.1155/2016/6791519.

(voir le texte entier ici)

On sait qu’associées à une hygiène de vie satisfaisante de bonnes pratiques nutritionnelles jouent un rôle majeur dans la prévention de l’hypertension artérielle. Comme les traitements médicamenteux, elles réduisent le risque d’apparition des complications cardiovasculaires [Nutritional interventions associated with changes in lifestyle are recognized as important strategies for primary prevention of hypertension and are auxiliary to pharmacological therapies to reduce cardiovascular risk].

On sait, en particulier, que la consommation de légumes réduit la pression artérielle et le risque d’apparition des maladies cardiovasculaires. A l’encontre de la maladie hypertensive, le régime DASH [Dietary Approach to Stop Hypertension], par exemple, constitue l’un des moyens préventifs les plus efficaces à la disposition du corps médical, en même temps qu’un moyen curatif non médicamenteux [Epidemiological evidences suggest that vegetable consumption reduces blood pressure and risk of cardiovascular disease. DASH (Dietary Approach to Stop Hypertension) eating plan is one of the major effective strategies for prevention and nonpharmacological management of hypertension].

Des travaux récents suggèrent qu’en réalité les effets bénéfiques du régime DASH sont liés aux fortes concentrations en nitrate NO3- des aliments apportés, notamment des légumes verts et de la betterave [Recent research suggests that the beneficial effects of DASH plan on blood pressure are related to high inorganic nitrate content of food included in this eating plan (e.g., green leaves and root vegetables)].

A partir de ces bases, les auteurs brésiliens présentent une revue de synthèse, assez courte, consacrée aux effets bénéfiques des nitrates alimentaires sur la fonction endothéliale et la tension artérielle.

Le plan est le suivant:

- 1 Introduction

- 2 Oxyde nitrique (NO), dysfonction endothéliale et syndrome métabolique

- 3 Sources et effets bénéfiques des nitrates alimentaires

- 4 Effets des nitrates alimentaires sur la tension artérielle

- 5 Conclusion

Dans le chapitre 3: «Sources et effets bénéfiques des nitrates alimentaires», les auteurs brésiliens signalent l’erreur commise par l’Organisation Mondiale de la Santé [OMS] puis par le Comité Scientifique de l’Alimentation Humaine [CSAH] de la Commission des Communautés européennes. N’ont-ils pas, chacun, établi une Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates, en la fixant à 3.7 mg NO3- kg de poids corporel-1, soit ~ 300 mg NO3- pour un adulte de 80 kg ? Or la démonstration du caractère carcinogène des nitrates alimentaires fait défaut, et les études épidémiologiques montrent même que la consommation de légumes a tendance à diminuer le risque de cancer [In 1962, Word Health Organization (WHO) set an upper limit of nitrate consumption in food. An acceptable daily intake is 3.7 mg NO3-/body weight (kg), which is the same value adopted by the European Authority for Food Safety. This amount is equivalent to 300 mg/day for an adult weighing 80 kg. However, there is no evidence that nitrate intake is carcinogenic in humans. Instead, epidemiological evidence indicates that consumption of vegetables reduces risk of cancer].

Dans le chapitre «Conclusion», les auteurs brésiliens émettent quelques réserves méthodologiques à l’égard des études scientifiques ayant pu porter sur les effets hypotensifs ou anti-hypertensifs des nitrates alimentaires (effectifs parfois assez faibles, populations restreintes, effet dépendant éventuellement de la tension artérielle de départ, élevée ou non). Quoi qu’il en soit, malgré ces réserves, ils considèrent que les nitrates alimentaires constituent d’ores et déjà un moyen thérapeutique complémentaire, à la fois peu onéreux et prometteur, à l’encontre de l’hypertension artérielle et de ses complications cardiovasculaires [Even with these considerations, dietary nitrate seems to represent an inexpensive and a promising complement therapy to support hypertension treatment with benefits for cardiovascular health].

Commentaire du blog

En consultant les pages «RUBRIQUES PAR THEME», on trouvera des revues de synthèse plus complètes sur le sujet, par exemple les travaux récents et remarquables de S.A. Omar et collaborateurs [rubrique du 10 janvier 2016], de L.C. Gee et A. Ahluwalia [rubrique du 24 avril 2016].

C’est en 1962 que le Comité d’experts sur les Additifs alimentaires de l’OMS et de la FAO [JECFA] a fixé la valeur de la Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates. Il a retenu le chiffre de 3.7 mg NO3- kg de poids corporel-1, pour la confirmer ensuite à plusieurs reprises.

C’est trente ans plus tard, en 1992, que, se penchant sur la question au nom de la Commission des Communautés européennes, le Comité Scientifique de l’Alimentation Humaine [CSAH] a fixé à son tour une valeur de la Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates. Il a retenu exactement le même chiffre, à savoir 3.7 mg NO3- kg de poids corporel-1.

Bizarrement, en 1962, pour son travail réglementaire, le JECFA de l’OMS ne s’est appuyé que sur un seul article [Lehman, 1958], un article extrêmement succinct, de qualité très médiocre, n’ayant absolument pas les qualités requises pour servir de base à la réglementation.

En 1992, le CSAH de la Commission des Communautés européennes, s’est basé sur un article différent [Maekawa et coll. 1982]: 50 rats mâles et femelles sont nourris pendant 2 ans avec une nourriture comprenant 5% de nitrate de sodium. Avec de tels apports et sur cette durée, ils ne sont l’objet d’aucun effet cancérigène. Prenant alors en considération la dose administrée aux rats, les membres de la CSAH lui appliquent, pour l’homme, un coefficient de sécurité, non de 100, mais de 500. Après quoi, le même chiffre de 3.7 mg NO3- kg de poids corporel-1 est obtenu, et présenté comme la Dose Journalière Admissible pour l’homme.

On sait maintenant que les nitrates alimentaires sont dénués d’effet cancérigène. La Dose Journalière Admissible fixée depuis 1962 par la JECFA de l’OMS et de la FAO et depuis 1992 par la CSAH de la Commission des Communautés européennes est dépourvue de base scientifique.

En outre, elle est totalement inutile.

Elle mérite d’être abrogée.

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Effet des nitrates alimentaires selon l’origine

Jonvik, K.L., Nyakayiru, J., Pinckaers, P.J.M., Senden, J.M.G., van Loon, L.J.C. and Verdijk, L.B. (2016) Nitrate-rich vegetables increase plasma nitrate and nitrite concentrations and lower blood pressure in healthy adults. The Journal of Nutrition. Sous presse.

(voir l'abstract ici)

On sait maintenant que les nitrates alimentaires sont pourvus de propriétés ergogéniques et cardioprotectrices. Il reste cependant à déterminer dans quelle mesure l’origine elle-même des nitrates alimentaires influe sur ces propriétés, notamment sur l’augmentation des concentrations plasmatiques en nitrate et nitrite et sur la baisse de tension artérielle [Dietary nitrate is receiving increased attention due to its reported ergogenic and cardioprotective properties. The extent to which ingestion of various nitrate-rich vegetables increases postprandial plasma nitrate and nitrite concentrations and lowers blood pressure is currently unknown].

Les auteurs néerlandais [Maastricht et Nimègue, Pays-Bas] recrutent 18 adultes, 11 hommes et 7 femmes, âgés en moyenne de 28 ans, en bonne santé, normotendus, en vue d’une étude semi-randomisée en crossover. Les sujets ingèrent 800 mg de nitrate NO3- sous différentes formes:

- 1) nitrate de sodium NaNO3,

- 2) jus de betterave concentré [concentrated beetroot juice],

- 3) soupe de roquette (arugula) [rocket salad beverage],

- 4) soupe d’épinards [spinach beverage].

Les auteurs mesurent dans les cinq heures qui suivent,

- aux 30ème, 60ème, 120éme, 150éme, 180éme, 240éme et 300éme minutes, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2-,

- aux 150ème et 300ème minutes, les tensions artérielles systoliques et diastoliques de repos.

Les résultats enregistrés sont les suivants:

800 mg de NO3-

Teneur plasmatique moyenne en nitrate avant l’ingestion: (mg NO3- l-1)

Teneur plasmatique moyenne maximale en nitrate, après ingestion:

Moment du pic plasmatique en nitrate – temps après l’ingestion:

(minutes)

Nitrate de sodium

4.1

36.1

180

Jus de betterave

3.8

37.0

150

Soupe de roquette

3.9

36.2

240

Soupe d’épinards

4.3

36.2

240

 

800 mg de NO3-

Teneur plasmatique moyenne en nitrite avant l’ingestion:

(µg NO2- l-1)

Teneur plasmatique moyenne maximale en nitrite, après ingestion:

Moment du pic plasmatique en nitrite – temps après l’ingestion:

(minutes)

Nitrate de sodium

6.0

26.7

180

Jus de betterave

6.2

25.6

180

Soupe de roquette

5.3

29.6

240

Soupe d’épinards

7.1

45.1

180

 

800 mg de NO3-

Baisse moyenne de la tension artérielle systolique à la 150ème minute (mm Hg)

Baisse moyenne de la tension artérielle systolique à la 300ème minute (mm Hg)

Baisse moyenne de la tension artérielle diastolique à la 150ème minute (mm Hg)

Baisse moyenne de la tension artérielle diastolique à la 300ème minute (mm Hg)

Nitrate de sodium

- 0.5

2

4

2

Jus de betterave

5

2.5

7.5

2.5

Soupe de roquette

6.5

3

6.5

3

Soupe d’épinards

3.5

7

4

5.5

 

Ainsi, l’ingestion de 800 mg de nitrate NO3- sous forme de jus de betterave, de soupe de roquette ou de soupe d’épinards élève autant la concentration plasmatique en nitrate que l’ingestion d’une dose identique de nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium NaNO3: de neuf fois environ [Acute ingestion of 800 mg nitrate from beetroot juice, rocket salad beverage and spinach beverage elevated plasma nitrate concentrations to the same extent (~9-fold) as the ingestion of an identical dose from sodium nitrate].

Par contre, si l’ingestion de 800 mg de nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium Na NO3, de jus de betterave et de soupe de roquette élève d’environ 4 fois la concentration plasmatique de nitrite, la consommation de 800 mg de nitrate NO3- sous forme de soupe d’épinards l’élève davantage, d’environ 6 fois [Although ingestion of all 4 nitrate sources led to substantial increases in plasma nitrite concentrations, the increase was greater (~6-fold compared with ~4 fold) after ingestion of spinach than after ingestion of other nitrate sources].

Contrairement à l’ingestion de nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium NaNO3, qui n’a semble-t-il que de faibles conséquences hypotensives, l’ingestion de nitrate NO3- sous forme de jus de betterave, de soupe de roquette et de soupe d’épinards diminue nettement et significativement les tensions artérielles systolique et diastolique [In contrast to the ingestion of sodium nitrate, ingestion of beetroot juice, rocket salad beverage and spinach beverage resulted in a significant lowering of both systolic and diastolic blood pressure in this group of healthy, normotensive individuals].

Les auteurs essaient d’expliquer trois des particularités enregistrées dans l’étude:

1) le pic plasmatique en nitrate légèrement retardé lorsque les nitrates ingérés proviennent d’une soupe de roquette et d’une soupe d’épinards.

Le retard pourrait être dû à une vidange plus lente de l’estomac, en raison de la présence de fibres et d’un volume ingéré plus important [The longer time needed to reach peak plasma nitrate concentrations after ingestion of rocket salad and spinach beverages may be related to their higher fiber content and the larger volume ingested, likely resulting in a slower gastric emptying].

2) les plus fortes concentrations plasmatiques en nitrite lorsque les nitrates ingérés proviennent d’une soupe d’épinards.

La teneur en nitrite des épinards pourrait en réalité jouer un rôle. Les auteurs ont en effet vérifié le contenu en nitrite NO2- des quatre supplémentations fournies. Ils ont trouvé des différences:

- nitrate de sodium: < 1 µg

- jus de betterave: < 1 µg

- soupe de roquette: ~ 20 µg

- soupe d’épinards: ~ 100 µg

3) l’absence d’effet hypotensif net de l’apport en nitrate NO3- sous forme de nitrate de sodium NaNO3.

En matière de retentissement sur la tension artérielle, les auteurs pensent à un éventuel effet synergique entre les ions nitrate et d’autres composants nutritionnels présents dans les végétaux [The principle of a synergistic effect between nitrate and other nutritional compounds may explain why the vegetable beverages are more effective than sodium nitrate in lowering blood pressure, despite similar increases in plasma nitrate and nitrite concentrations].

Commentaire du blog

La présence de nitrite dans les soupes de roquette et d’épinards utilisées trouve sans doute son explication dans le stockage réservé aux légumes.

On sait que, lorsque des épinards sont trop longtemps stockés, la chaleur et l’humidité aidant, des enzymes bactériennes peuvent réduire les nitrates en nitrites. Il est arrivé que l’on constate dans leurs feuilles des teneurs en nitrite NO2- considérables, au-delà de 2000 mg NO2- kg-1 [Hölscher et Natzschka, 1964; Filer et coll., 1970; Hunt et Turner, 1994].

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Gel de betterave et tension artérielle

Silva, D.V., Silva, F. de O., Perrone, D., Pierucci, A.P., Conte-Junior, C.A., Alvares, T. da S., Aquila, E.M. and Paschoalin, V.M. (2016) Physicochemical, nutritional, and sensory analyses of a nitrate-enriched beetroot gel and its effects on plasmatic nitric oxide and blood pressure. Food and Nutrition Research 60: 29909 –http://dx.doi.org/10.3402/fnr.v60.29909

(voir l'abstract ici)

Les auteurs brésiliens [Université Fédérale de Rio de Janeiro] analysent un gel de betterave enrichi en nitrate NO3-, et vérifient les effets physiologiques et cliniques qu’il exerce chez 5 sujets en bonne santé (4 hommes et 1 femme), âgés en moyenne de 27 ans.

La teneur en nitrate du gel de betterave analysé est, en moyenne, de 3900 mg NO3- kg-1 [Inorganic nitrate (NO3-) content found in beetroot gel was of 6.3 ± 0.41 mmol 100g-1]. Sa teneur en nitrite est, par contre, infime: en moyenne, 1.3 mg NO2- kg-1 [[…] nitrite concentration s showed a mean value of 0.003 mmol 100g-1].

Après l’ingestion de 100 grammes du gel de betterave, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- s’élèvent, atteignant leurs valeurs maximales à la soixantième minute. Elles sont ainsi, en moyenne, les suivantes:

- à T0: 34 µg NO2- l-1,

- à T 60 minutes: 100 µg NO2- l-1,

- à T 120 minutes: 50 µg NO2- l-1,

- à T 180 minutes: 180 µg NO2- l-1.

Vérifiée pendant ces 180 minutes, les tensions artérielles systolique et diastolique diminuent. Comparativement à sa valeur de base, la tension artérielle systolique baisse, en moyenne, de 6.2 mm Hg, soit de 5.3 %, à la soixantième minute. La tension artérielle diastolique atteint sa valeur la plus basse plus tard, à la cent-vingtième minute, avec une valeur alors diminuée, en moyenne, de 5.2 mm Hg, soit de 7.2 % [There was a mean systolic blood pressure decrease of 6.2 mm Hg (5.3 %), 60 min after the beetroot gel intake when compared to baseline levels. Likewise, a decrease of 5.2 mm Hg (7.2 %) in the diastolic blood pressure 120 min after ingestion of the gel was also observed].

Les auteurs brésiliens rappellent que, selon l’Institut National pour l’Excellence Clinique (Royaume-Uni), chaque augmentation de la tension artérielle systolique de 2 mm Hg se solde par une augmentation du risque de mortalité, par maladie cardiaque ischémique et par accident vasculaire cérébral, tandis que chaque diminution de 5 à 7.5 mm Hg de la tension artérielle diastolique est associée à une diminution du risque d’apparition de ces deux affections vasculaires [According to the guidelines of clinical management of primary hypertension in adults from the National Institute for Clinical Excellence, for each increase of 2 mm Hg in systolic blood pressure there is an increased risk of death from ischemic heart disease and cerebrovascular accident (stroke), whereas reductions from 5 to 7.5 mm Hg in diastolic blood pressure were associated with decreases in the risks for stroke and coronary artery disease].

Ces résultats incident à tester les gels de betterave sur un plus grand nombre de sujets sains, comme dans divers cadres pathologiques [The results shown herein encourage the testing of beetroot gel in larger groups of healthy, physically active subjects, as well as in the pre-hypertensive and dyslipidemic individuals].

Commentaire du blog

Les effets hypotenseurs des nitrates alimentaires sont bien connus depuis une dizaine d’années.

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Supplémentation en nitrate et contractilité myocardique

Pironti, G., Ivarsson, N., Yang, J., Farinotti, A.B., Jonsson, W., Zhang, S.-J., Bas, D., Svensson, C.I., Westerblad, H., Weitzberg, E., Lundberg, J.O., Pernow, J., Lanner, J. and Andersson, D.C. (2016) Dietary nitrate improves cardiac contractility via enhanced cellular Ca2+ signaling. Basic Research in Cardiology 111:34 DOI 10.1007/s00395-016-0551-8

(voir l'abstract ici)

Les auteurs suédois [Karolinska Institute et Département de Cardiologie du Karolinska University Hospital de Stockholm] présentent une étude expérimentale assez complexe, réalisée sur des cœurs et des myocytes cardiaques, ou cardiomyocytes, de souris mâles C57B16.

Pendant 7 à 14 jours, les souris reçoivent

- soit une eau de boisson enrichie en nitrate NO3-, leur apportant sous forme de nitrate de sodium Na NO3 environ 230 µg NO3- j-1. L’apport correspond chez l’homme à celui d’un régime riche en légumes verts […with sodium nitrate in the drinking water at a dose similar to green diet],

- soit, pour contrôle, une eau de boisson non enrichie en nitrate […and the controls regular water].

Les cœurs sont ensuite excisés et montés sur des appareils de Langendorff. Chez les souris soumises à la supplémentation en nitrate NO3-, la technique de cœur isolé perfusé met ainsi en évidence une augmentation de pression ventriculaire gauche [The hearts from nitrate-treated mice showed increased left ventricular pressure and peak rate of pressure development as measured with the Langendorff heart technique].

Après incubation, avec un indicateur fluorescent Fluo-3 AM (Invitrogen), les auteurs observent également que, sous l’effet de la supplémentation en nitrate, les myocytes cardiaques, ou cardiomyocytes, augmentent leur fraction de raccourcissement. Et cet effet, en l’occurrence l’augmentation de la fraction de raccourcissement, est lié à un effet favorable sur les canaux calciques de type T (transitoire) [Cardiomyocytes from hearts of nitrate-treated and control animals were incubated with the fluorescent indicator Fluo-3 to measure cytoplasmic free [Ca2+] and fractional shortening. Cardiomyocytes from nitrate-treated mice displayed increased fractional shortening, wich was linked to larger Ca2+ transients].

La supplémentation en nitrate augmente la contractilité myocardique. Les auteurs suédois ont ainsi mis en évidence un nouvel effet bénéfique des nitrates sur la fonction cardiovasculaire [This observation underscores the importance of nutritional components in health and, specifically, provides mechanistic clues to the benefits of nitrate on cardiovascular function].

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Apports alimentaires en nitrate et cardiomyopathie dilatée

Kerley, C.P., O’Neill, J.O., Bijjam, V.R., Blaine, C., James, P.E. and Cormican, L. (2016) Dietary nitrate increases tolerance in patients with non-ischemic, dilated cardiomyopathy – a double-blind, randomized, placebo-controlled, crossover trial. The Journal of Heart and Lung Transplantation. Sous presse

(voir la référence ici)

Après leurs travaux sur la bronchopneumopathie chronique obstructive [BPCO] et le syndrome d’apnées obstructives du sommeil [rubriques du 6 juillet 2015 et du 2016], les auteurs irlandais [Connolly Hospital, Dublin] se penchent sur la cardiomyopathie dilatée non-ischémique.

Ils recrutent 11 patients, 7 hommes et 4 femmes, âgés en moyenne de 56 ans, appartenant aux classes fonctionnelles II et III de la New York Heart Association (NYHA). Les patients n’ont pas de diabète, ne reçoivent pas de traitement à base de nitrate organique.

L’étude randomisée est en double aveugle contre placebo et cross over.

Les sujets reçoivent:

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

- soit, à titre de placebo, 140 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate, apportant moins de 31 mg de nitrate NO3-.

Les mesures sont effectuées avant les ingestions, et puis trois heures plus tard.

 

Valeur de base

3 heures après l’ingestion de 800 mg de nitrate NO3-

3 heures après l’ingestion de moins de 31 mg de nitrate NO3-

Concentration plasmatique moyenne en nitrate NO3- (mg l-1)

1.9

52

1.7

Concentration plasmatique moyenne en nitrite NO2- (µg l-1)

3

17

2.9

Test de marche à vitesse croissante [ISWT] (mètres)

431

496

433

Trois heures après l’ingestion de 800 mg de nitrate NO3-, la distance effectuée par les patients à l’occasion du test de marche à vitesse croissante [Incremental shuttle walk test [ISWT]] augmente de 65 mètres, soit de 15%. Elle passe de 431 à 496 mètres [After NO3- consumption, mean ISWT distance increased by 65 ± 41 meters (431 to 496 meters, 15 %) whereas there was a decreased of 5 ± 35 meters (437 to 433 meters, 1 %) after placebo (p = 0.0056)].

Par contre, comparativement au placebo, trois heures après l’ingestion de 800 mg de nitrate NO3- on n’enregistre pas de modification significative de la saturation en oxygène [SpO2], du rythme cardiaque, de la dyspnée et de la fatigue des membres inférieurs évaluée sur l’échelle de Borg [There was no significant difference regarding oxygen saturation, heart rate, dyspnea or leg fatigue score].

On sait que les nitrates organiques font partie des outils thérapeutiques utilisés de nos jours dans le traitement de l’insuffisance cardiaque et de de la cardiomyopathie dilatée non-ischémique. Bien que leurs effets physiologiques aient des similitudes, les nitrates organiques (tel, par exemple, le dinitrate d’isosorbide ou RisordanR) et les nitrates anorganiques (en l’occurrence les ions nitrate NO3-) diffèrent par leurs structures chimiques et leur pharmacocinétique. La puissance thérapeutique des nitrates anorganiques est plus faible. Mais à l’inverse, les nitrates organiques exposent:

- d’une part, en cas d’utilisation continue au long cours, à une diminution d’efficacité,

- d’autre part, en cas d’arrêt, à un effet rebond.

De tels inconvénients ne s’observent pas avec les nitrates anorganiques.

Les auteurs irlandais concluent que, dans le cadre de la cardiomyopathie dilatée non-ischémique, les apports alimentaires en nitrate NO3- pourraient, à l’avenir, faire partie des moyens thérapeutiques à la disposition du corps médical, dans la mesure où, chez les patients, ils semblent améliorer la tolérance à l’effort. Il convient cependant d’attendre une confirmation de la part de travaux complémentaires, quand ils porteront sur un plus grand nombre de patients, et avec un plus long suivi [Dietary nitrate has potential as a novel, therapeutic strategy to increase exercise tolerance in non-ischemic dilated cardiomyopathy. Our preliminary results require confirmation among larger samples in the long-term setting].

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