Supplémentation en nitrate et effort en hypoxie

Bourdillon, N., Fan, J.-L., Uva, B., Müller, H., Meyer, P. and Kayser, B. (2015) Effect of oral nitrate supplementation on pulmonary hemodynamics during exercise and time trial performance in normoxia and hypoxia: a randomized controlled trial. Frontiers in Physiology doi:10.3389/fphys.2015.00288

(voir l'abstract ici)

Comme elle induit une vasoconstriction des vaisseaux pulmonaires, l’hypoxie alvéolaire a pour effet d’augmenter la pression artérielle pulmonaire (PAP), d’entraver la fonction cardiaque droite et ainsi la performance physique lors de l’exercice [Hypoxia-induced pulmonary vasoconstriction increases pulmonary arterial pressure (PAP) and may impede right heart function and exercise performance].

Quand il est formé à partir de la L-arginine sous l’effet des NO synthases, l’oxyde nitrique NO exerce des fonctions vasodilatatrices, notamment sur le système artériel pulmonaire. Mais l’effet, on le sait, s’atténue en cas d’hypoxie [However, its activity is suppressed in hypoxic conditions, resulting in decreased bioavailability]. Lorsque l’oxyde nitrique NO provient au contraire des nitrates NO₃^- alimentaires, par l’intermédiaire de la voie Nitrate-Nitrite-NO, il n’en est pas de même. Dans ce cas,  l’hypoxie facilite la réduction de l’ion nitrite NO₂^- en oxyde nitrique NO, ce qui permet à davantage de NO d’atteindre les tissus privés d’oxygène [Hypoxia facilitates the reduction of nitrite to NO, allowing more NO to be generated in tissues receiving less O₂ or that are more metabolically active].

Les auteurs suisses [Université de Lausanne; Hôpital Universitaire de Genève] cherchent à vérifier si, en cas d’hypoxie, une supplémentation alimentaire en nitrate NO₃^- est en mesure d’atténuer l’élévation de la pression artérielle pulmonaire et d’améliorer ainsi la performance physique [We tested the hypothesis that nitrate supplementation would attenuate the increase in pulmonary arterial pressure at rest and during exercise in hypoxia, thereby improving exercise performance].

Ils présentent une étude randomisée en double aveugle portant sur 12 cyclistes de sexe masculin, âgés en moyenne de 31 ans et relativement bien entraînés (3 séances minimum d’entraînement par semaine).

Pendant 3 jours consécutifs, les sujets ingèrent:

- soit des gélules de placebo apportant 0.1 mmol kg^-1 j^-1 de chlorure de sodium Na Cl,

- soit des gélules apparemment identiques, apportant en réalité 0.1 mmol kg^-1 j^-1 de nitrate de sodium Na NO₃, soit 6.2 mg de nitrate NO₃^- kg^-1 j^-1.

Puis en normoxie ou en hypoxie (11% d’oxygène dans l’air inspiré), ils effectuent sur cyclo-ergomètre:

- l’équivalent d’une course de 15 kilomètres,

- également, des épreuves physiques de 6 minutes à l’état stable, chacune à des puissances de 50, 100 et 150 watts et à une fréquence de pédalage d’environ 70 par minute [The participants performed three stages of steady-state submaximal cycling at 50, 100 and 150 W (~ 6 min each), whilst maintaining a constant pedaling rate of ~ 70 rpm].

Les auteurs mesurent:

- concernant la course des 15 kilomètres:

- le temps mis pour effectuer l’épreuve,

- l’oxygénation des tissus musculaires,

- concernant les épreuves à l’état stable, et par échocardiographie,

- le gradient de pression entre les pressions systoliques ventriculaire et auriculaire droites,  indicateur de la pression artérielle pulmonaire.

[We measured time-trial time-to-completion, muscle tissue oxygenation during time-trial and systolic right ventricle to right atrium pressure gradient (RV-RA gradient: index of pulmonary arterial pressure].

Comparativement à ce qui s’observe en normoxie, l’hypoxie sans supplémentation en nitrate:

- augmente le temps nécessaire pour effectuer les 15 kilomètres (d’en moyenne 491 secondes)

- diminue, pendant la même course, l’oxygénation des tissus musculaires [During 15 km time-trial, hypoxia lowered muscle tissue oxygenation (p <0.05 )]

- et, durant les épreuves à l’état stable, élève le gradient de pression entre les pressions systoliques ventriculaire et auriculaire droites [During steady state exercise, hypoxia elevated right ventricle-right atrium gradient (p> 0.05)].

Lorsque les épreuves, également effectuées en hypoxie, le sont après supplémentations alimentaires en nitrate NO₃^-, en comparant avec les résultats obtenus sous placebo, les auteurs suisses n’observent pas, contrairement à leur hypothèse de départ, d’amélioration des conditions hémodynamiques pulmonaires. Ils n’enregistrent pas non plus d’amélioration des performances physiques [Our findings indicate that oral nitrate supplementation does not attenuate acute hypoxic pulmonary vasoconstriction nor improve performance during time trial cycling in normoxia and hypoxia].

Les résultats négatifs leur font ne pas vraiment conseiller le recours aux supplémentations alimentaires en nitrate NO₃^- si l’objectif est de prévenir le développement d’une hypertension artérielle pulmonaire induite par l’hypoxie ou s’il est d’améliorer la performance physique en hypoxie de l’athlète entraîné [Our findings do not support nitrate supplementation in preventing the development of hypoxia-induced pulmonary hypertenion and improving exercise performance in hypoxia in trained athletes].