Eaux de boisson du gouvernorat de Dakahlia

Mortada, W.I. and Shokeir, A.A. (2018) Does nitrite and nitrate levels in drinking water impact the health of people in Dakahlia governorate, Egypt ? Environmental Science and Pollution Research. Doi.org/10.1007/s11356-018-2156-2

(voir l'abstract ici)

D’une superficie de 3500 km2, situé au nord-est du Caire sur le delta du Nil, le gouvernorat égyptien de Dakahlia regroupe 6.2 millions d’habitants. Après traitement, l’eau d’adduction publique provient principalement du Nil. Dans les plus petits villages, l’eau de boisson peut être directement extraite de puits [Like most of the governorats of Egypt, residents of this area are depending mainlu on the Nile River as the main source of drinking water after treatment in water stations. Some houses in the small villages depend on groundwater for drinking].

Les auteurs égyptiens [Service d’urologie et de néphrologie, Mansoura, Egypte] prélèvent 1291 échantillons d’eau de boisson entre décembre 2015 et mai 2016 dans diverses localités du gouvernorat de Dakahlia. 1119 proviennent d’eaux d’adduction publique (556 en milieu urbain, 563 en milieu rural). 172 proviennent d’eaux de puits.

Ils mesurent les concentrations de nitrate NO3- et de nitrite NO2- dans les échantillons, et les comparent aux concentrations maximales admissibles [CMA] dans l’eau de boisson, telles qu’édictées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), l’intention de l’autorité sanitaire étant d’assurer la prévention  de la méthémoglobinémie du nourrisson. Les CMA de l’OMS sont:

- pour l’ion nitrate: 50 mg NO3- l-1,

- pour l’ion nitrite: 3 mg NO2- l-1 (OMS, 2011).

Pour l’ensemble des 1291 mesures, les résultats sont les suivants:

Ion

Variation mg l-1

Moyenne mg l-1

Normes OMS

Valeur de p

Nitrate

2.41-8.70

5.25

50

< 0.01

Nitrite

0.030-0.113

0.059

3.0

< 0.01

Les auteurs en déduisent que les concentrations en nitrate NO3- et en nitrite NO2- des eaux de boisson à la disposition des habitants du gouvernorat égyptien de Dakahlia ne leur font courir aucun risque sanitaire [Results of the present study indicate that there is no health risk of residents from nitrite and nitrate through drinking water in the studied area].

Commentaire du blog

1) Contrairement aux indications de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS, 2011) reprises ici par les auteurs, quelque puissent être les valeurs atteintes les teneurs en nitrate NO3- de l’eau de boisson ne font jamais courir à l’homme, en particulier au nourrisson, un quelconque risque de méthémoglobinémie.

2) Chez le nourrisson âgé de moins de six mois, le risque méthémoglobinémique existe, par contre, si l’eau de boisson contient une certaine concentration d’ions nitrite NO2-. Les ions nitrite NO2- apparaissent quand, à la présence de nitrate NO3-, vient s’ajouter dans l’eau une forte contamination bactérienne, supérieure à 106 germes ml-1. Leur teneur moyenne en nitrite NO2- restant 50 fois inférieure à la norme OMS, on en déduit que les eaux de boisson du gouvernorat de Dakahlia, notamment ses eaux de puits, sont épargnées par la contamination bactérienne. Elles sont bactériologiquement saines.

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Supplémentation en nitrate, effet ergogénique chez l’adolescent obèse

Rasica, L., Porcelli, S., Marzorati, M., Salvadego, D., Vezzoli, A., Agosti, F., De Col, A., Tringali, G., Jones, A.M., Sartorio, A. and Grassi, B. (2018) Ergogenic effects of beetroot juice supplementation during severe-intensity exercise in obese adolescents. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. Sous presse

(voir l'abstract ici)

Lors d’exercices physiques à puissance constante, comparées à celles du sujet témoin, la consommation d’oxygène VO2 et l’intolérance à l’effort sont accrues chez le patient obèse. A l’inverse, comme on sait, chez le sujet sain et sédentaire, la supplémentation alimentaire en nitrate NO3- réduit tant la consommation d’oxygène VO2 que l’intolérance à l’effort.

Les auteurs italiens et britannique [Segrate, Milan, Udine et Piancavallo, Italie; Exeter, Royaume-Uni] sont incités à effectuer une étude randomisée, en double aveugle et cross over chez 10 sujets à la fois adolescents et obèses [8 jeunes filles, 2 jeunes garçons; âge moyen: 16 ans]. L’indice moyen de masse corporelle IMC des participants est de 35.2 kg m-2 (à comparer aux IMC du «surpoids» de 25 à 30 kg m-2, de l’«obésité modérée» de 30 à 35 kg m-2, de  l’«obésité sévère» de 35 à 40 kg m-2).

Pendant 6 jours consécutifs, les sujets reçoivent chaque jour:

- soit une supplémentation par 70 ml d’un jus de betterave riche en nitrate [Beet It, James White Drinks, Ipswich, UK], apportant 310 mg de nitrate NO3- (groupe betterave ou BR),

- soit une supplémentation par 70 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate, apportant une quantité toute négligeable de nitrate NO3- (groupe placebo ou PLA).

Le sixième jour, deux heures et demie après l’ingestion de jus de betterave, la concentration plasmatique en nitrate est mesurée. Elle est significativement plus élevée dans le groupe BR que dans le groupe PLA: respectivement et en moyenne, 6.7 versus 0.9 mg NO3- l-1.

Le sixième jour, sur cyclo-ergomètre, les sujets effectuent deux exercices physiques d’intensité modérée à puissance constante ainsi qu’un exercice de forte intensité jusqu’à épuisement.

Lors des exercices d’intensité modérée, la consommation d’oxygène est équivalente dans les deux groupes: respectivement et en moyenne, 13.3 versus 12.9 ml min-1 watt-1 (p = 0.517).

Par contre, lors de l’exercice de forte intensité, le temps jusqu’à épuisement est significativement augmenté chez les sujets du groupe BR: chez eux, il est, en moyenne, de 9 minutes et 21 secondes (561 secondes), alors qu’il n’est que de 7 minutes et 37 secondes (457 secondes) chez les sujets contrôles du groupe PLA [During severe-intensity exercise, signs of a reduced amplitude of the O2 uptake slow component were observed in BR, in association with a significantly longer time to exhaustion (561±198 s in BR vs. 457±101 s in PLA, P=0.0143)].

Les auteurs souhaitent que leur étude soit ultérieurement complétée par d’autres travaux portant sur le long terme. Chez le sujet obèse, il serait également intéressant de considérer l’effet ergogénique possible d’une alimentation chroniquement riche en légumes à forte teneur en nitrate.

Dès à présent, ils se demandent si, en cas d’obésité, la supplémentation en nitrate NO3- n’aurait pas pour effet de rompre un cercle vicieux propre à l’affection: obésité → fatigue précoce → diminution de la tolérance à l’exercice → diminution de l’exercice physique → obésité → fatigue précoce, etc. [By contrasting the vicious circle of early fatigue → reduced exercise tolerance →reduced physical activity → obesity → early fatigue, the intervention could represent a useful adjunct[…] in the control of obesity in adolescents and possibly also in adult obese patients].

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Régimes riches en légumes et insuffisance cardiaque

Kerley, C.P. (2018) A review of plant-based diets to prevent and treat heart failure. Cardiac Failure Review 4, 54-61

(voir l'abstract et le texte entier ici)

Cardiologue exerçant à l’hôpital Saint Michael de Dublin (Irlande), l’auteur s’intéresse au rôle de la nutrition sur l’incidence et la sévérité de l’insuffisance cardiaque.

Il est bien établi que l’incidence de l’insuffisance cardiaque est faible chez les sujets respectant des règles classiques: activité physique régulière, indice de masse corporelle satisfaisant, faible consommation d’alcool, non consommation de tabac, régime nutritionnel favorable.

Concernant le régime nutritionnel, les principales études sur le thème concernent le régime DASH [Dietary Approaches to Stop Hypertension] et le régime méditerranéen.

• L’auteur passe en revue plusieurs études consacrées entre 2003 et 2015 à l’effet du régime DASH sur l’insuffisance cardiaque. Les résultats obtenus sont tous favorables. Bien que les investigateurs aient toujours eu connaissance des régimes suivis par les sujets participant aux études [the trials lacked investigator blinding], le régime DASH peut être considéré comme prometteur, tant pour la prévention que pour le traitement de l’insuffisance cardiaque. Il est désigné par L. Rifai et coll. (2016) comme le «programme diététique optimal à opposer à l’insuffisance cardiaque symptomatique» [Although the trials lacked investigator blinding, DASH appears to be promising for the prevention and treatment of heart failure. Based on consistent evidence of benefit in cardiovascular disease, including heart failure, DASH has been called an «optimal dietary plan for symptomatic heart failure»]. L’American College of Cardiology l’inclut en 2013 dans ses recommandations pour la prévention du risque cardiovasculaire [«DASH […] was included in the 2013 American College of Cardiology/American Heart Association CVD risk prevention guidelines (strong recommendation: level 1A)»].

• Le régime méditerranéen diffère assez peu du régime DASH. Comme lui, il est basé sur les légumes. Il contient peu de viande, peu de glucides raffinés (pain, pâtes, farine, riz, etc.), peu de produits alimentaires transformés. Une dizaine d’études sont recensées entre 1996 et 2016. Les résultats sont globalement comparables à ceux du régime DASH.

L’auteur fait remarquer que les régimes à base de fruits et légumes sont riches en fibres, en nitrates alimentaires, en micronutriments cardioprotecteurs tels magnésium, potassium et divers anti-oxydants (vitamine C, lycopène par exemple). Ils sont pauvres en acides gras saturés et trans [Plant-based diets are typically rich in fibre, dietary nitrates and cardioprotective micronutrients such as magnesium, potassium and antioxidants (e.g. vitamine C and lycopene) but low in saturated/trans fat]. Ces régimes peuvent ainsi favoriser à la fois le statut anti-oxydant et la biodisponibilité en oxyde nitrique NO, diminuant les dérivés réactifs de l’oxygène, l’inflammation, les taux d’homocystéine, la tension artérielle, l’hyperglycémie, l’obésité, les teneurs en lipides, voire l’athérosclérose [Therefore plant-based diets may increase antioxidant status and nitric oxide bioavailability and decrease reactive oxygen species, inflammation, homocysteine, blood pressure, hyperglycaemia, obesity, lipids and even atherosclerosis].

Commentaire du blog

Les explications de l’auteur irlandais ne sont pas particulièrement claires. On aurait aimé qu’il développe davantage les effets bénéfiques cardiovasculaires de la supplémentation alimentaire en nitrate NO3-, et de la meilleure biodisponibilité en oxyde nitrique NO qui s’ensuit. On aurait aimé qu’il décrive les mécanismes en jeu. Lorsque l’on consulte les pages RUBRIQUES PAR THEMES et RUBRIQUES PAR THEMES 2 du blog, on constate que la littérature sur le sujet est abondante.

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Forte teneur en nitrate de l’amarante douteuse

Moore, A.N., Haun, C.T., Kephart, W.C., Holland, A.M., Mobley, C.B., Pascoe, D.D., Roberts, M.D. and Martin, J.S. (2017) Red spinach extract increases ventilator threshold during graded exercise testing. Sports, 5, 80

(voir ici l'abstract)

Comme la betterave rouge, ou Beta vulgaris subsp. Vulgaris, et l’épinard, ou spinacia oleracea, l’amarante douteuse, ou amaranthus dubius, appartient à la famille des amaranthacées. Elle est parfois connue sous le nom plus commun d’épinard rouge [red spinach].

Originaire des Caraïbes, du sud du Mexique, du Nord de l’Amérique, elle a gagné l’Afrique, l’Europe et l’Asie, notamment l’Inde, l’Indonésie et le Cambodge. Herbacée annuelle, pouvant atteindre 1.5 mètre de hauteur, elle a pour propriété d’être très riche en nitrate NO3-.

Disponible aux Etats-Unis, la gélule d’OxystormR [Arjuna Natural Extracts Ltd.], constituée d’extrait d’amarante douteuse, comprend 9 grammes de nitrate NO3- pour 100 grammes de produit. Sa teneur en nitrate est, respectivement, cinq et cinquante fois supérieure à celles de la poudre et du jus de betterave. Une gélule d’un gramme d’Oxystorm contient 90 mg de nitrate NO3-.

Les auteurs américains [Université d’Auburn, Alabama, USA] présentent une étude randomisée, en double aveugle contre placebo et cross over, destinée à vérifier les effets de l’extrait d’amarante douteuse sur la performance physique.

Quinze sujets (8 hommes et 7 femmes), d’âge compris entre 19 et 35 ans, en bonne santé, non hypertendus, sont inclus. En une prise, ils ingèrent 1000 mg de poudre d’extrait d’amarante douteuse [OxystormR] diluée dans de l’eau, ce qui correspond à 90 mg de nitrate NO3-. [A single oral dose of 1000 mg red spinach extract powder (i.e., OxystormR) […] was consumed with bottled water […]. The expected ingested dose of nitrate in the red spinach extract was ~90 mg].

Les prélèvements sanguins pour le dosage des concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont effectués avant l’ingestion, puis 65 à 75 minutes plus tard avant l’exercice physique [PRE], enfin immédiatement après ce dernier [POST]. L’exercice physique effectué par les sujets est un test d’effort standardisé répondant au protocole de Bruce, avec des durées de palier de trois minutes.

Alors qu’elles ne sont pas modifiées dans le groupe placebo: aux alentours de 2 mg NO3- l-1, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- sont nettement augmentées après ingestion des 1000 mg de poudre d’extrait d’amarante douteuse: en moyenne et respectivement aux deux temps [PRE] et [POST], 12.1 et 11.2 mg NO3- l-1. Par contre, après ingestion des 1000 mg de poudre d’extrait d’amarante douteuse on n’enregistre pas d’élévation significative des concentrations plasmatiques en nitrite NO2- [No effect on circulating nitrite (NO2-) was observed with rred spinach extract […] or placebo […]].

Lors du test d’effort standardisé, le temps jusqu’à épuisement et la consommation maximale d’oxygène ne sont pas significativement modifiés après ingestion de poudre d’extrait d’amarante douteuse [Time-to-exhaustion and VO2 peak were not different between conditions (p > 0.100)]. Par contre, pour un seuil ventilatoire identifié sur ordinateur, la consommation d’oxygène VO2 est trouvée statistiquement supérieure après ingestion de poudre d’extrait d’amarante douteuse [During graded exercise testing, VO2 at the ventilatory threshold was significantly higher with red spinach extract compared to placebo (+ 6.1 ± 7.3 % ; p < 0.05)].

En conclusion, les auteurs américains se demandent si, chez le sportif amateur, l’ingestion de la poudre d’extrait d’amarante douteuse ne pourrait pas avoir un effet ergogénique favorable, dans la mesure où elle retarde l’apparition du seuil ventilatoire [Red spinach extract as a nutritional supplement may elicit an ergogenic response by delaying the ventilatory threshold].

Commentaire du blog

- L’amaranthus dubius se caractérise par ses très fortes teneurs en nitrate NO3-.

- Comparée à la concentration maximale des nitrates admissible [CMA] dans l’eau d’adduction publique, édictée par l’administration: 50 mg NO3- l-1, la concentration en nitrate de la poudre d’OxystormR (certes destinée à être diluée avant l’ingestion), utilisée sans souci par les participants de l’étude, lui est 1800 fois (90000/50) supérieure.

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Légumes, nitrate et hypertension induite par le sel.

Kurtz, T.W., DiCarlo, S.E., Pravenec, M. and Morris, R.C. (2018) Functional foods for augmenting nitric oxide activity and reducing the risk for salt-induced hypertension and cardiovascular disease in Japan. Journal of Cardiology 72, 42-49

(voir l'abstract ici)

Depuis plusieurs décennies, compte tenu du schéma classique dit de Guyton (1980), les cardiologues considèrent que l’hypertension par excès de sel est la conséquence d’une excrétion rénale insuffisante de la charge sodée, d’où résultent des augmentations du volume sanguin, du débit cardiaque et par voie de conséquence de la tension artérielle [For decades, cardiologists have widely embraced the historical view of Guyton and colleagues on the pathogenesis of salt sensitivity and salt-induced hypertension. This view holds that salt-induced hypertension is usually initiated by a subnormal renal ability to excrete a salt load which causes abnormal increases in sodium balance, blood volume, cardia output, and therefore blood pressure].

La Société Japonaise d’Hypertension recommande que les apports quotidiens en sel soient maintenus, si possible, au-dessous de 6 grammes. Pourtant, entre 2004 et 2014, dans la population générale du pays, les apports sont restés quasi stables, en moyenne aux alentours de 10 grammes.

Au cours des dernières années, un schéma pathogénique différent est apparu. Selon la théorie vasodysfonctionnelle [«vasodysfonction theory»], l’hypertension par excès de sel serait liée, en cas de charge sodée, à un manque de vasodilatation et à un accroissement de la résistance vasculaire [Rather, initiation of salt-induced hypertension is often caused by subnormal vasodilation and abnormal vascular responses to increased salt intake in salt-sensitive subjects compared to those in salt-resistant normal controls].

Prenant en compte le nouveau contexte, les auteurs américains et tchèque [San Francisco, Californie; East Lansing, Michigan; Prague, République tchèque] font état de travaux expérimentaux:

- Chez le rat soumis à une néphrectomie unilatérale et à un régime hypersalé, l’adjonction de nitrate de sodium atténue l’hypertension artérielle sans modifier l’excrétion urinaire de sodium [Carlstrom et coll., 2011]

- Chez l’homme, un triplement des apports sodés de 50 à 150 mmol j-1 augmente la tension artérielle systolique, en moyenne de 6.7 mm Hg. Si conjointement le sujet reçoit un régime DASH [Dietary Approaches to Stop Hypertension diet] particulièrement riche en nitrate, la tension artérielle systolique ne s’élève que de 3.0 mm Hg. Le régime DASH atténue de moitié l’augmentation de la tension artérielle systolique induite par l’apport sodé [DASH diet attenuated the salt-induced increase in systolic blood pressure by 50% (P < 0.01)] [Sacks et coll., 2001].

Le ministère de la Santé, du Travail et des Affaires sociales du Japon recommande à la population japonaise d’augmenter la consommation en légumes, de manière à atteindre, si possible, l’objectif de 350 grammes par jour. Actuellement, l’objectif ministériel n’est pas encore atteint: la consommation moyenne en légumes dans le pays est de 280 grammes par jour.

Les auteurs souhaitent que l’effort du pays soit poursuivi. Il convient, à leurs yeux, de mettre l’accent sur la consommation de légumes traditionnels riches en nitrate NO3- tels le chou chinois, la bardane, l’épinard moutarde (ou moutarde japonaise), le chou de Pékin et les épinards ainsi d’ailleurs que sur celle de légumes moins traditionnels tels la betterave et le chou frisé. Ils considèrent qu’associée au recours classique à une alimentation moindre en sel, une augmentation de la consommation de légumes riches en nitrate pourrait constituer un moyen de lutte approprié à l’égard du risque hypertensionnel liée aux apports salés [Further activites to educate the public about the benefits of increasing vegetable intake should be encouraged. […] Traditional Japanese vegetables with a high nitrate content such as Osaka shirona, burdock, komatsuna, hakusai, spinach, etc., and non-traditional Japanese vegetables with a high nitrate content such as table beets and kale, are of particular interest for their potential to support the production of NO and maintenance of healthy blood pressure. We suggest that increased intake of vegetables with high nitrate content, and increased intake of functional food products prepared from high nitrate vegetables, be considered as an additional approach for reducing the risk of salt-induced hypertension in the general population].

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Donneurs de NO et composés hybrides

Sharma, R., Joubert, J. and Malan, S.F. (2018) Recent drug design developments of NO-donor hybrid compounds. Mini Reviews in Medicinal Chemistry. Sous presse.

(voir l'abstract ici)

Il est maintenant possible de créer des composés hybrides [hybrid compounds] par adjonction de donneurs d’oxyde nitrique NO [nitrates organiques et nitrites organiques (esters d’acide nitrique), S-nitrosothiols, complexes comportant centre métallique et ligand de NO, furoxanes, oxadiazoles, diazeniumdiolates, nanoparticules chargées de NO] à des molécules déjà connues pour leurs propriétés thérapeutiques. On peut de la sorte espérer que les nouvelles molecules puissaent libérer de l’oxyde nitrique NO tout en gardant leurs propriétés initiales [By using certain fonctional groups present in molecules that already have potential therapeutic value, hybrid compounds, by means of inclusion of NO-donors (e.g., ester nitrates and nitrites, S-nitrosothiols, metal complexes, furoxans, oxadiazoles, diazeniumdiolates and NO nanoparticles) can be generated that have a NO release benefit along with maintaining the activity of the native drug].

Les auteurs sud-africains [Ecole de Pharmacie, Université du Cap Occidental, Bellville, Afrique du Sud] font le point.

Le plan de l’article est le suivant:

1 Introduction

2 Biosynthèse et biochimie de l’oxyde nitrique

2.1 Régulation des fonctions protéiniques sous l’effet de l’oxyde nitrique

2.1.1 S-nitrosylation protéinique

2.1.2 Récepteur NMDA

3 Oxyde nitrique et apoptose

4 Oxyde nitrique et médicaments

4.1 Nitrates organiques

4.2 Nitrites organiques

4.3 S-nitrosothiols (RSNOs)

4.4 Nitroprussiate de sodium et autres complexes métal-NO

4.5 Sydnonimines

4.6 Furoxanes et oxadiazoles

4.7 Diazeniumdiolates (NONOates)

4.8 Composés nitrés

4.9 Polymères libérateurs de NO

4.10 Nanoparticules chargées de NO ou nanodonneurs de NO

5.  Conclusion

Jusqu’à présent, trois types de médicaments donneurs de NO ont pu être commercialisés:

- différents nitrates organiques tels le trinitrate de glycérol [TrinitrineR], le dinitrate d’isosorbide [RisordanR] et le 5-mononitrate d’isosorbide [ex MonicorR], employés dans le traitement de l’angine de poitrine,

- le nitroprussiate de sodium [ex NitriateR], à visée anti-hypertensive,

- et la molsidomine [CorvasalR], à action vasodilatatrice prolongée.

Les composés hybrides font naître un espoir, celui d’ajouter au maintien de l’effet du médicament d’origine le relargage en un site spécifique de doses thérapeutiques d’oxyde nitrique NO [The objective of the modern NO donor research is to achieve a balance between the release of therapeutic amounts of NO, especially in a specific site of action, and maintaining the native drug activity]. La recherche se heurte cependant à une difficulté. Il serait souhaitable de réussir à bien cibler la libération d’oxyde nitrique NO sur le site spécifique désiré [The most important obstacle in the field of NO donor drugs is the difficulty of targeting NO release, and thereby its effects, to a specific tissue].

Commentaire du blog

Malgré le titre, les auteurs sud-africains se penchent davantage sur les donneurs d’oxyde nitrique NO eux-mêmes que sur les composés hybrides.

L’espoir de voir apparaître la commercialisation de telles molécules hybrides libératrices de NO n’est pas neuf. Il a surgi il y a plus d’une dizaine d’années. Les avancées se font attendre.

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Supplémentation en nitrate et sprints

Jonvik, K.L., Nyakayiru, J., van Dijk, J.W., Maase, K., Ballak, S.B., Senden, J.M.G., van Loon, L.J.C. and Verdijk, L.B. (2018) Repeated-sprint performance and plasma responses following beetroot juice supplementation do not differ between recreational, competitive and elite sprint athletes. European Journal of Sport Science 18, 526-533

(voir l'abstract et le texte entier ici)

Les auteurs néerlandais [Maastricht, Nimègue et Arnhem, Pays-Bas] présentent une étude randomisée en double aveugle et cross-over portant sur 52 sportifs: 29 hommes, âge moyen 22 ans; 23 femmes, âge moyen 26 ans.

Parmi les 52 sportifs,

- 20 (10 hommes; 10 femmes) sont des cyclistes en bonne santé s’adonnant à leur sport de 1 et 5 heures par semaine [«recreational athletes»],

- 22 (14 hommes; 8 femmes] sont d’excellents patineurs de vitesse, sur distance de 1500 m surtout, de niveau national,

- 10 (5 hommes; 5 femmes) sont des cyclistes sur piste de très haut niveau, de niveau international, inclus dans l’équipe olympique des Pays-Bas.

Pendant 6 jours, les athlètes ingèrent chaque jour:

- soit 140 ml d’un jus de betterave riche en nitrate apportant environ 800 mg NO3- j-1 [groupe BR],

-soit 140 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate n’apportant que 0.5 mg NO3- j-1 [groupe PLA].

Deux heures après la dernière ingestion de jus de betterave, on évalue les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2-. Trois heures après la dernière ingestion de jus de betterave, les sujets sont soumis à trois tests anaérobies de Wingate de 30 secondes effectués chacun à 4 minutes d’intervalle.

Comme attendu, pour l’ensemble des athlètes, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont nettement plus élevées dans le groupe BR que dans le groupe PLA (respectivement pour NO3- et NO2- 16 fois et 4 fois plus élevées). Par contre, dans le groupe BR, on n’enregistre pas de différence significative des teneurs plasmatiques en nitrate NO3- entre les trois types de sportifs, respectivement 42, 37 et 37  mg NO3- l-1, p = 0.33. Dans le même groupe, on n’enregistre pas non plus de différence significative des teneurs plasmatiques en nitrite NO2- entre les trois types de sportifs, respectivement 27, 26 et 25 μg NO2- l-1, p = 0.62.

Lors de ces trois tests de Wingate, la puissance maximale enregistrée dans les groupes BR et PLA n’est pas réellement différente d’un groupe à l’autre. Elle est en moyenne et respectivement de 1338 et 1333 watts. Il en est de même pour la puissance moyenne, non réellement différente entre les groupes BR et PLA.

Par contre, le temps permettant d’atteindre la puissance maximale est amélioré de 2.8 % chez les sujets soumis pendant 6 jours à une supplémentation alimentaire de 800 mg de nitrate NO3- j-1 [Groupe BR]. Il est amélioré, en moyenne, de 0.2 seconde. L’effet de la supplémentation en jus de betterave riche en nitrate ne dépend ni du niveau sportif ni du sexe de l’athlète [In contrast, time to peak power improved by ~ 2.8 % following BR vs PLA, with a median difference of -0.2 [-1.0 to 0.4] s (P = 0.007). This effect was not dependent on sport level (P = 0.82) or sex (P = 0.39), and was not different between the three consecutive Wingates (P = 0.80)].

Ainsi quels que soient son niveau et son entraînement, il ne serait pas impossible qu’une supplémentation alimentaire en jus de betterave riche en nitrate soit en mesure d’améliorer l’aptitude du sportif au sprint et à un effort rapide de haute intensité [Beetroot juice supplementation reduces time to reach peak power, which may improve the capacity to accelerate during high-intensity and sprints tasks in recreational as well as elite athletes].

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Augmenter les apports en légumes et les apports en nitrate

Van der Avoort, C.M.T., Van Loon, L.J.C., Hopman, M.T.E. and Verdijk, L.B. (2018) Increasing vegetable intake to obtain the health promoting and ergogenic effects of dietary nitrate. European Journal of Clinical Nutrition. Sous presse

(voir l'abstract ici)

Les auteurs néerlandais [Universités de Maastricht et de Nimègue, Pays-Bas] rappellent d’abord les effets bénéfiques des apports en nitrate NO3- sur la santé cardiovasculaire et les performances physiques. Ils s’appuient, notamment, sur les travaux de F. Larsen et coll., 2007, de A.J. Webb et coll., 2008, de S.J. Bailey et coll., 2009, de V. Kapil et coll., 2010 (rubrique du 5 octobre 2010), de A. Vanhatalo et coll., 2010 (rubrique du 15 octobre 2010) , de K.E. Lansley et coll., 2011 (rubrique du 17 mai 2011), de A.A. Kenjale et coll., 2011 (rubrique du 28 décembre 2011), de C.P. Bondonno et coll., 2012 (rubrique du 13 janvier 2012) , de D.A. Hobbs et coll., 2012 (rubrique du 16 septembre 2012), de L.J. Wylie et coll., 2013 (rubrique du 24 septembre 2013), de A.H. Liu et coll., 2013 (rubrique du 28 décembre 2013), de K.L. Jonvik et coll., 2016 (rubrique du 28 juin 2016) et de S. Porcelli et coll., 2016 (rubrique du 14 janvier 2017).

Après leur rappel, ils émettent des considérations pratiques [practical considerations].

• Certains légumes sont particulièrement pourvoyeurs en nitrate NO3-. Selon K.L. Jonvik et coll. (2016) et l’«autorité néerlandaise pour la sécurité des produits alimentaires et des produits de consommation» [«Netherlands Food and Consumer Product Safety Authority» (NVWA)] (2015), les neuf légumes les plus riches en nitrate NO3- sont les suivants:

Légume (frais)

Concentration moyenne en NO3- (mg kg-1)

Roquette

4200

Chou de Chine

3250

Radis

2100

Laitue variée

2000

Epinards

1800

Chou-rave

1700

Fenouil

1300

Betterave

1250

Chicorée frisée

1250

• Aux Pays-Bas comme dans d’autres pays, la quantité de légumes consommée a décliné au cours des trente dernières années.

• La quantité de légumes et de fruits habituellement recommandée à la consommation est de 400 grammes j-1. Selon l’enquête nationale néerlandaise de consommation alimentaire effectuée entre 2007 et 2010 [Dutch National Food Consumption Survey 2007-2010], les jeunes hommes et jeunes femmes d’âge compris entre 19 et 30 ans consomment seulement, en moyenne et respectivement, 107 et 95 grammes de légumes j-1, avec une importante variabilité interindividuelle.

• Selon les données de la littérature, chez l’homme standard, les apports en nitrate NO3- s’échelonnent entre 31 et 185 mg NO3- j-1. Chez l’athlète de haut niveau, selon les auteurs néerlandais, les apports moyens en légumes sont de 132 grammes j-1 (entre 0 et 858 grammes j-1), avec des apports moyens en nitrate de 106 mg NO3- j-1 (entre 19 et 525 mg NO3- j-1).

• L’apport minimal en nitrate NO3- à partir duquel apparaissent des effets bénéfiques cardioprotecteurs et ergogéniques se situe entre 300 et 350 mg NO3- j-1. Il existe donc une «grande fenêtre d’opportunité» [large window of opportunity], incitant à proposer une augmentation de la consommation des légumes riches en nitrate, et de la sorte une augmentation des apports nitratés [Assuming a minimally required habitual daily nitrate dose of~5 to 5.5 mmol/day (300-350 mg/day) to induce its cardio protective and/or ergogenic effects, there appears to be a large window of opportunity to reach such levels by increasing the consumption of nitrate-rich vegetables].

• En pratique, l’ingestion de 350 mg de nitrate NO3- s’obtient avec la consommation de 80 grammes de roquette, de 115 grammes de chou de Chine, de 175 grammes de laitue ou bien encore de 200 grammes d’épinards. On peut aussi combiner les végétaux. Une salade contenant par exemple 150 grammes d’épinards, 150 grammes de betterave cuite, 25 grammes de canneberge et 25 grammes de noix atteint l’objectif fixé.

En général, chez nos contemporains, les apports en nitrate NO3- sont faibles, la consommation en légumes restant nettement inférieure à la consommation optimale [Nitrate intake is typically low in most people, as vegetable consumption remains well below the suggested doses to support optimal health]. Majorant les apports en nitrate NO3-, l’augmentation de la consommation des légumes riches en nitrate NO3- [Cf. tableau ci-dessus] devrait améliorer la santé cardiovasculaire et augmenter les performances physiques [Increasing habitual nitrate-rich vegetable intake likely represents an effective strategy to increase nitrate intake and, as such, to improve cardiovascular health and increase exercise performance capacity].

Les auteurs néerlandais finissent par un souhait: celui que des études portant sur des sujets consommant de fortes quantités de légumes riches en nitrate soient réalisées et conduites sur le long terme.

Commentaire du blog

En 1980, édictant une concentration maximale admissible pour les nitrates de l’eau de boisson, le Conseil des Communautés européennes l’a fixée à 50 mg NO3- l-1 (ou 50 mg NO3- kg-1). Depuis la norme n’a pas été modifiée. Comme le blog «Nitrates et Santé- Le blog des nitrates» l’a maintes fois fait remarquer, cette norme n’a aucune base scientifique. La comparaison entre les 50 mg NO3- kg-1 dans l’eau de boisson soumise à la règlementation et les concentrations moyennes de 1250-4200 mg NO3- kg-1 dans les neuf légumes du tableau ci-dessus devrait suffire, à elle seule, à susciter le doute et la perplexité.

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Supplémentation en nitrate en cas d’hypertension artérielle

Kerley, C.P., Dolan, E., James, P.E. and Cormican, L. (2018) Dietary nitrate lowers ambulatory blood pressure in treated, uncontrolled hypertension: a 7-d, double-blind, randomised, placebo-controlled, cross-over trial. British Journal of Nutrition 119, 658-663

(voir l'abstract ici)

Les articles consacrés aux effets bénéfiques cardiovasculaires des apports alimentaires en nitrate NO3- sont nombreux. Il suffit pour s’en rendre compte de consulter les pages RUBRIQUES PAR THEMES et RUBRIQUES PAR THEMES 2. Par contre sont encore relativement peu fréquents les travaux consacrés aux effets des apports alimentaires en nitrate NO3- sur la tension artérielle du sujet déjà hypertendu.

On peut citer:

- 1) l’étude de S.M. Ghosh et coll. (2013): 15 patients atteints d’hypertension artérielle débutante reçoivent 217 mg de nitrate NO3-. Entre la troisième et la sixième heures, les tensions artérielles systolique et diastolique diminuent, en moyenne, de 11,2 et 9,6 mm Hg [rubrique du 30 06 2013],

- 2) l’étude de V. Kapil et coll. (2015): 68 patients atteints d’hypertension artérielle reçoivent chaque jour le matin 396 mg de nitrate NO3- pendant 4 semaines. Qu’elles soient mesurées au repos ou par monitoring, les tensions artérielles systolique et diastolique diminuent significativement [rubrique du 01 02 2015],

- 3) et l’étude pilote de C.P. Kerley et coll. (2017): 8 patients atteints d’hypertension artérielle non contrôlée reçoivent chaque jour 800 mg de nitrate NO3- pendant 14 jours. La tension artérielle diastolique nocturne baisse en moyenne de 6 mm Hg (p = 0.03) [rubrique du 20 04 2017].

Les auteurs irlandais et gallois [Dublin; Cardiff] complètent leur étude. 20 patients (13 hommes et 7 femmes), âgés en moyenne de 62 ans, atteints d’hypertension artérielle non contrôlée, reçoivent, en cross over, pendant 7 jours consécutifs chaque matin vers 9 heures:

- soit 140 ml d’un jus de betterave apportant 800 mg de nitrate NO3- [groupe NO3-],

- soit 140 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate, n’apportant que 31 mg de nitrate NO3- [groupe PL].

Au début de l’étude, la tension artérielle est, en moyenne, de 137/80 mmHg.

Les apports quotidiens de 800 mg de nitrate NO3- sont, cliniquement, parfaitement tolérés. Seule une coloration rougeâtre et transitoire des urines est constatée chez 70% des sujets de ce groupe NO3- [The juices were well tolerated, and as reported previoulsy fourteen subjects (70 %) reported transient, red/pink urine (beeturia)].

Dans le groupe NO3-, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- s’élèvent, passant de 5 à 33 mg NO2- l-1.

Mesurée par monitoring ambulatoire, dans les deux groupes [PL] et [NO3-], les tensions artérielles systoliques et diastoliques moyennes, mesurées en mm Hg, sont les suivantes:

 

Au départ

Après [PL]

Après [NO3-]

P

TA systol. 24h

137

133

129

0.044

TA diastol. 24h

80

79

76

0.032

TA systol. jour

141

138

132

0.016

TA diastol. jour

83

83

79

0.021

TA systol. nuit

130

125

123

0.473

TA diastol. nuit

74

71

70

0.284

On observe ainsi, dans le groupe [NO3-], une diminution significative des tensions artérielles systoliques, mesurées sur 24 heures ou mesurées seulement en période diurne. Elles baissent, en moyenne, de 8 et 9 mm Hg. Par contre, dans ce groupe, aucune modification tensionnelle significative n’est enregistrée en période nocturne, sans doute parce que l’ingestion du jus de betterave a lieu plusieurs heures plus tôt, le matin vers 9 heures.

Les auteurs irlandais et gallois souhaiteraient que d’autres études sur le sujet soient menées sur une plus longue durée.

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Diverses formes d’apports nitratés, métabolisme des nitrates, tension artérielle

McDonagh, S.T.J., Wylie, L.J., Webster, J.M.A/, Vanhatalo, A. and Jones, A.M. (2018) Influence of dietary nitrate food forms on nitrate metabolism and blood pressure in healthy normotensive adults. Nitric Oxide 72, 66-74

(voir l'abstract ici)

L’étude présentée par les auteurs britanniques [Université d’Exeter, Royaume-Uni] est consacrée au métabolisme des nitrates. Ils cherchent à savoir si la modalité d’administration orale des nitrates influe sur les concentrations plasmatiques et salivaires en nitrate NO3- et nitrite NO2- et sur le retentissement clinique cardiovasculaire.

Chez 10 hommes jeunes (âge moyen: 24 ans), sains, non hypertendus sont comparées les conséquences métaboliques et cliniques des ingestions:

- de 357 mg de nitrate NO3-, sous forme de 55 ml d’un jus de betterave concentré et riche en nitrate (Beet It Sport Stamina Shot, James White Drinks, Ltd, Ipswich, UK) [groupe BR],

- de 357 mg de nitrate NO3-, sous forme de 456 ml d’un jus de betterave non-concentré (Beet It Organic Beetroot Juice, James White Drinks, Ltd, Ipswich, UK) [groupe BL],

- de 357 mg de nitrate NO3-, sous forme de 60 mg d’un biscuit solide nitraté (Beet It Pro Elite Sport Flapjack, James White Drinks, Ltd, Ipswich, UK) [groupe BF, «beetroot flapjack»],

- de 87 mg de nitrate NO3-, sous forme d’une boisson composée à partir d’une poudre de nitrate (Superbeets Canister; Neogenis (now HumanN), Texas, US) [groupe BC, «beetroot crystals»],

- et de 70 ml d’une boisson aqueuse sans nitrate NO3- [groupe «contrôle» CON].

Les concentrations plasmatiques et salivaires en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont mesurées chaque heure durant les 6 heures qui suivent. Les moyennes des pics de concentration se répartissent de la manière suivante:

Pics de concentration

Groupe BR

Groupe BL

Groupe BF

Groupe BC

- plasmatique en nitrate NO3-

16.7 mg NO3- l-1

13.9 mg NO3- l-1

13.0 mg NO3- l-1

6.2 mg NO3- l-1

- plasmatique en nitrite NO2-

17 μg NO2- l-1

13 μg NO2- l-1

17 μg NO2- l-1

11 μg NO2- l-1

- salivaire en nitrate NO3-

347 mg NO3- l-1

285 mg NO3- l-1

229 mg NO3- l-1

99 mg NO3- l-1

- salivaire en nitrite NO2-

29 mg NO2- l-1

23 mg NO2- l-1

15 mg NO2- l-1

6 mg NO2- l-1

Les pics de concentration plasmatique en nitrate NO3- sont, en moyenne, constatés aux contrôles de la deuxième heure. Les pics de concentration plasmatique en nitrite NO2- sont, en moyenne, constatés à la deuxième heure dans le groupe BF, à la troisième heure dans les groupes BR et BL.

Les pics de concentration salivaire en nitrate NO3- sont, en moyenne, constatés à la première heure dans le groupe BR, à la deuxième heure dans les groupes BL, BF et BC. Les pics de concentration salivaire en nitrite NO2- sont, en moyenne, constatés à la deuxième heure dans les quatre groupes BR, BL, BF et BC.

L’ingestion de 357 mg de nitrate NO3- sous forme de 55 ml d’un jus de betterave concentré et riche en nitrate [groupe BR] réduit significativement:

- la tension artérielle systolique, surtout à la troisième heure, le chiffre tensionnel baissant alors, en moyenne, de 5 mm Hg,

- et la tension artérielle moyenne, surtout à la troisième heure, le chiffre tensionnel baissant alors, en moyenne, de 3.5 mm Hg.

L’ingestion de 357 mg de nitrate NO3- sous forme de 60 mg d’un biscuit solide nitraté [groupe BF] réduit significativement, quant à elle, la tension artérielle diastolique, en moyenne de 4 mm Hg.

[The peak increases in plasma [NO2-] were greater in BF (371 ± 136 nM) and BR (369 ± 167 nM) compared to BL (283 ± 93 nM; all P < 0.05) and BC (232 ± 51 nM). BR, but not BF, BL and BC, reduced systolic (~ 5 mm Hg) and mean arterial pressure (~ 3-4 mm Hg; P < 0.05), whereas BF reduced diastolic BP (~ 4 mm Hg; P < 0.05].

De tous ces résultats, parfois disparates, on retiendra qu’à quantités ingérées en mg égales, ce sont apparemment les apports nitratés sous forme de jus de betterave concentré qui exercent l’effet hypotensif le plus marqué, que l’on considère les tensions artérielles systolique ou moyenne. On aura donc tendance à recommander de tels jus de betterave concentré aux sujets jeunes dont on souhaiterait maintenir, voire améliorer, la santé cardiovasculaire [Concentrated beetroot juice was the supplement that resulted in the greatest and most consistent reductions in both systolic blood pressure [SBP] and mean arterial pressure [MAP]. Based on these results, it may be suggested that the consumption of a small, concentrated volume of NO3- rich fluid, such as beetroot juice, could be recommended as a practical approach for maintaining or perhaps improving markers of cardiovascular health in young, healthy individuals].

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