Supplémentation en nitrate et érythropoïèse

Ashmore, T., Fernandez, B.O., Evans, C.E., Huang, Y., Branco-Price, C., Griffin, J.L., Johnson, R.S., Feelisch, M. and Murray, A.J. (2015) Suppression of erythropoiesis by dietary nitrate. The FASEB Journal 29, 1102-1112

(voir l'abstract ici)

Lors d’une ascension progressive vers le mont Everest, le contenu du sang artériel en oxygène (correspondant principalement à l’oxygène combiné à l’hémoglobine) reste stable jusqu’à 7000 mètres d’altitude. La diminution de la pression partielle en oxygène se trouve compensée par l’augmentation du taux d’hémoglobine [Grocott et coll., 2009] [With sufficient time to acclimate, oxygen content is maintained at sea level values in mountaineers even up to 7000 m above sea level, with increased blood Hb content compensating for decreased arterial Hb-O2 saturation].

Survenant chez des sujets génétiquement prédisposés, la maladie de Monge, ou mal chronique des montagnes [MCM], est une affection relativement rare. Elle se traduit par une quantité excessive de globules rouges en cas de résidence prolongée en altitude. La polyglobulie qu’elle provoque a l’avantage d’aider au transport d’oxygène vers les tissus. A l’inverse, elle a l’inconvénient d’augmenter la viscosité sanguine et d’exposer à d’éventuelles perturbations de la microcirculation sanguine [This can lead to detrimental increases in blood viscosity […], which may impair blood flow  through the microcirculation].

Ayant ces notions à l’esprit, les auteurs [Université de Cambridge, Royaume-Uni] cherchent à savoir si, en condition d’hypoxie, une supplémentation alimentaire en nitrate NO3- est ou non susceptible de limiter l’élévation du taux d’hémoglobine.

▪ A) Des rats sont placés dans des conditions ou de normoxie ou d’hypoxie. Pendant 6 jours, ils reçoivent soit une eau de boisson standard, soit une eau de boisson nitratée, par adjonction de nitrate de sodium NaNO3, leur apportant 5.11 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1. Quatre groupes de rats sont ainsi constitués.

Au terme des 6 jours, les taux d’hémoglobine (g/dl) et les concentrations plasmatiques en érythropoïétine (μg l-1) sont, en moyenne, les suivants:

 

NORMOXIE ET RATS CONTROLES

NORMOXIE ET RATS SOUS NITRATE

HYPOXIE ET RATS CONTROLES

HYPOXIE ET RATS SOUS NITRATE

TAUX D’HEMOGLOBINE (g/dl)

15

13

17.5

16

CONCENTRATION PLASMATIQUE EN ERYTHROPOÏETINE (μg l-1)

2.3

0.8

2.8

1.1

Ainsi, chez le rat contrôle, comme prévu, l’hypoxie environnementale augmente le taux d’hémoglobine circulante. Mais, on le voit, en situation de normoxie comme en situation d’hypoxie, une supplémentation alimentaire en nitrate diminue en quelques jours le taux d’hémoglobine [As expected, environmental hypoxia increased circulating Hb in rats; however, moderate nitrate supplementation largely prevented this rise. Moreover, nitrate decreased Hb in normoxic rats. This result […] suggests that nitrate impacts on erythropoiesis even in normoxia].

Selon les auteurs, le mécanisme en cause résiderait en une diminution de l’expression de l’érythropoïétine hépatique [The underlying mechanism is suppression of hepatic erythropoietin expression […]].

En cas de supplémentation alimentaire modérée en nitrate, les apports en oxygène continuant, par ailleurs, à être adaptés à la demande, la diminution de l’expression de l’érythropoïétine hépatique aurait pour effet favorable d’atténuer la viscosité sanguine [Suppression of hepatic erythropoietin expression by nitrate may thus act to decrease blood viscosity while matching oxygen supply to demand […]].

▪ B) Par contre, lorsque les apports en nitrate sont plus importants, la réponse de l’organisme devient différente.

Si, en situation de normoxie, les rats reçoivent pendant 18 jours une eau de boisson leur apportant:

- soit 0 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1,

- soit 5.11 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1,

- soit 8.83 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1,

les plus basses concentrations moyennes d’érythropoïétine et les plus bas taux moyens d’hémoglobine sont observés dans le deuxième groupe (celui qui reçoit 5.11 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1). Lorsque les apports sont plus élevés: 8.83 mg NO3- kg de poids corporel-1 jour-1, les concentrations d’érythropoïétine et les taux d’hémoglobine remontent, sans atteindre les valeurs du premier groupe (exempt de supplémentation nitratée). La remontée en cas d’apport plus important en nitrate semble alors consécutive à une augmentation de l’expression de l’érythropoïétine rénale [At higher nitrate doses, a partial reversal of this effect occurred; this was accompanied by increased renal erythropoetin expression […]].

En fonction de l’importance des apports en nitrate NO3-, par l’intermédiaire de leurs érythropoïétines respectives, le foie et le rein du rat agiraient en harmonie. Le but serait toujours d’optimiser le transport d’oxygène vers les tissus [Hepatic and renal mechanisms appear to work in concert to optimize tissue oxygen delivery].

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