Exercice en hypoxie, nitrate, oxygénation des muscles actifs et inactifs

Horiuchi, M., Endo, J., Dobashi, S., Handa, Y., Kiuchi, M. and Koyama, K. (2017) Muscle oxygenation profiles between active and inactive muscles with nitrate supplementation under hypoxic exercise. Physiological Reports 5, e13475

(voir le texte entier ici)

Les auteurs japonais [Fuji-yoshida; Université de Yamanashi, Kofu; Japon] cherchent à savoir comment s’effectue  la redistribution de l’oxygène entre muscles actifs et inactifs lorsque l’effort musculaire est précédé d’une supplémentation alimentaire en nitrate NO3-.

Ils recrutent 9 hommes jeunes, âgés en moyenne de 21 ans, pesant en moyenne 73 kg et en bonne santé. Ces sujets ont une activité physique régulière, 1 à 2 heures par jour, 3 à 5 jours par semaine.

Sur cyclo-ergomètre, ils effectuent un effort d’intensité submaximale pendant 25 minutes, amenant leur fréquence cardiaque à 140 battements par minute, suivi d’un effort d’intensité croissante jusqu’à épuisement, le tout sous trois conditions différentes:

- normoxie (fraction inspirée en oxygène (FiO2): 20.9 %), sans ingestion de boisson,

- hypoxie (fraction inspirée en oxygène (FiO2): 13.95 %), avec ingestion durant les trois jours précédents de 140 ml j-1 d’un jus de betterave déplété en nitrate [groupe PL],

- hypoxie (fraction inspirée en oxygène (FiO2): 13.95 %), avec ingestion durant les trois jours précédents de 140 ml j-1 d’un jus de betterave riche en nitrate [groupe BR].

Par spectroscopie en proche infrarouge, les auteurs mesurent les profils d’oxygénation tissulaire locale dans le vaste externe (vastus lateralis) et le biceps brachial (biceps brachii), le vaste externe étant un muscle actif, le biceps brachial un muscle inactif. Ils mesurent dans ces muscles les teneurs en hémoglobine oxygénée [oxyhémoglobine, HbO2] et désoxygénée [désoxyhémoglobine, HHb], avant de calculer leur saturation en oxygène [StO2; HbO2/Hémoglobine totale].

Le contexte de supplémentation en nitrate NO3-:

- augmente le temps jusqu’à épuisement: en moyenne 513 secondes dans le groupe BR versus 490 secondes dans le groupe PL,

- dans les muscles actifs, atténue l’augmentation de la teneur en hémoglobine désoxygénée [HHb]

- lors du début de l’effort maximal jusqu’à épuisement

- au cours des 5 dernières minutes de l’épreuve d’effort submaximal (qui en compte 25),

- dans les muscles inactifs, est associé à une plus nette diminution de la teneur en  hémoglobine oxygénée [HbO2] et à une plus nette diminution de la saturation en oxygène [StO2] lors de la phase d’effort maximal précédant l’épuisement.

Dans l’ensemble, ces résultats indiquent qu’une supplémentation alimentaire en nitrate NO3- pendant 4 jours améliore la tolérance à l’exercice en situation d’hypoxie, peut-être en raison d’une diminution de la majoration des teneurs de l’hémoglobine désoxygénée [HHb] dans les muscles actifs. On notera aussi la plus grande réduction de l’oxygénation des muscles inactifs, lorsque l’effort en hypoxie est d’intensité maximale [Collectively, these findings indicate that short-term dietary nitrate supplementation improved hypoxic exercise tolerance, perhaps, due to suppressed increases in HHb in active muscles at moderate work rates. Moreover, nitrate supplementation caused greater reductions in oxygenation in inactive muscle at higher work rates during hypoxic exercise].

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