Bentley, R., Gray, S.R., Schwarzbauer, C., Dawson, D., Frenneuax, M. and He J. (2014) Dietary nitrate reduces skeletal muscle oxygenation response to physical exercise: a quantitative muscle functional MRI study. Physiological Reports 2, n° e12089, 1-9.
L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle [IRMf] repose sur la mesure du signal BOLD [Cf. rubrique du 6 septembre 2013].
L’étude présentée par les auteurs écossais [Université d’Aberdeen, Royaume-Uni] évalue, au moyen de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, l’effet d’un apport alimentaire en nitrate NO3- sur les modifications produites par l’exercice physique sur l’oxygénation musculaire squelettique.
Neuf sujets (5 hommes, 4 femmes, âge moyen: 33 ans) participent à l’étude. Les exercices physiques consistent en des flexions plantaires. Elles durent une minute et demie et sont répétées quatre fois toutes les 3 minutes et demie. Lors des flexions plantaires, l’énergie développée par le triceps sural, en l’occurrence le muscle soléaire (soleus) et les muscles jumeaux interne et externe (gastrocnemius), correspond, ou bien à 15 %, ou bien à 25 %, de celle que développe une contraction volontaire maximale. Trois séries de flexions plantaires de ce type sont effectuées, chacune à une semaine de distance. La dernière série est précédée de l’ingestion, deux heures et demie plus tôt, de 70 ml d’un jus de betterave concentré [SPORT shot, James White Drinks, Suffolk, U.K.], apportant 400 mg de nitrate NO3-.
Les résultats de la mesure de l’oxygénation en IRM fonctionnelle des muscles du triceps sural (soléaire et jumeaux) ne diffèrent pas entre la première et la deuxième séries des flexions plantaires. Par contre, lors de la troisième série, celle qui est précédée de l’apport alimentaire de 400 mg de nitrate NO3-, des modifications apparaissent:
- Lorsque l’énergie développée correspond à 15 % de celle que développe la contraction volontaire maximale, les modifications maximales d’oxygénation tissulaire constatées en IRM fonctionnelle sont trouvées significativement diminuées en regard du soléaire, les résultats étant moins nets en regard des jumeaux [We found that the tissue oxygenation maximal change was reduced by dietary nitrate at a workload of 15% of maximum voluntary contraction in soleus, but not gastrocnemius, muscles].
- Par contre, lorsque l’énergie développée correspond à 25 % de celle de la contraction volontaire maximale, aucune modification statistiquement significative de l’oxygénation tissulaire n’est enregistrée, qu’il s’agisse du soléaire ou des jumeaux.
Le muscle soléaire est surtout composé de fibres de type 1, à contraction lente (slow twitch). Celles-ci puisent principalement leur énergie dans le métabolisme oxydatif et sont riches en mitochondries. Les muscles jumeaux sont surtout composés de fibres de type 2 (fast twitch), dépendant plutôt de sources d’énergie anaérobie [In the current study, the observed changes mainly occurred in the soleus muscle which is predominantly composed of type 1 (slow twitch) muscle fibers, with a preference for oxidative metabolism as an energy source. In contrast, the gastrocnemius contains a relatively higher proportion of type 2 (fast twitch) fibers which tend to rely more on anaerobic energy sources]
L’effet des apports alimentaires en nitrate sur les modifications maximales d’oxygénation tissulaire s’observent ainsi principalement dans les muscles à forte capacité oxydative, riches en mitochondries, pour des exercices de faible intensité [As noted, our results show effects of dietary nitrate on tissue oxygenation maximal change mainly in the more oxidative muscle at low exercise intensities]. En raison de cette prédilection pour les muscles à fibres de type 1, ainsi détectée en IRM fonctionnelle, les auteurs écossais supposent que l’effet des nitrates alimentaires sur l’oxygénation musculaire lors des exercices physiques fait davantage intervenir une action primitivement mitochondriale qu’une action purement et simplement vasculaire [This is consitent with a primary effect on mitochondrial efficiency rather than a vascular effect].