Nitrate, obésité, tolérance au glucose

Beals, J.W., Binns, S.E., Davis, J.L., Giordano, G.R., Klochak, A.L., Paris, H.L., Schweder, M.M., Peltonen, G.L., Scalzo, R.L. and Bell, C. (2017) Concurrent beet juice and carbohydrate ingestion: influence on glucose tolerance in obese and nonobese adults. Journal of Nutrition and Metabolism. doi: 10.1155/2017/6436783

(voir l'abstract ici)

Les auteurs américains [Colorado State University, Fort Collins, Etats-Unis] présentent une étude consacrée aux effets chez l’adulte de l’ingestion de nitrate sur la tolérance du glucose en cas d’obésité.

Ils comparent:

- 12 adultes non obèses (indice de masse corporelle IMC: en moyenne, 26.3 kg/m2)

- à 10 adultes obèses (indice de masse corporelle IMC: en moyenne, 34.0 kg/m2).

Les sujets ingèrent 500 ml de jus de betterave [Biotta, Carmel, Indiana, USA] contenant approximativement 1050 mg de nitrate NO3-, auxquels sont ajoutés 25 grammes de glucose.

8 à 5 minutes auparavant, ils procèdent, ou non, à des bains de bouche antibactériens avec:

- d’abord un rinçage de 60 secondes par 10 ml d’eau oxygénée H2O2 à 1.5%,

- puis deux rinçages de 60 secondes par 10 ml de digluconate de chlorhexidine [CordosylR].

5, 10, 20, 30, 45, 60, 90 et 120 minutes après les ingestions concomitantes de nitrate et de glucose sont mesurées glycémies et insulinémies.

▪ Les auteurs constatent qu’après les ingestions conjointes de nitrate et de glucose, les glycémies des 60ème et 90ème minutes sont significativement plus élevées chez le sujet obèse que chez le sujet non obèse [Blood glucose concentrations after beet juice and glucose ingestion were greater in obese compared with non obese adults at 60 and 90 minutes (P = 0.004)].

▪ Mesurant la sensibilité à l’insuline par un indicateur, l’indice de Matsuda, ils vérifient qu’elle est plus élevée chez le non-obèse que chez l’obèse [8.1 versus 5.7] [Insulin sensitivity, as represented by the Matsuda Index (where higher values reflect greater insulin sensitivity) was lower in obese compared with non obese adults (P = 0.009)].

▪ Il apparaît aussi qu’effectué quelques minutes avant l’ingestion nitratoglucidique, un rinçage buccal antibactérien diminue la sensibilité à l’insuline chez l’obèse. Il ne la diminue pas réellement chez le non-obèse [Antibacterial mouthwash rinsing decreased insulin senstivity in obese (5.7 ± 0.7 versus 4.9 ± 0.6) but non in nonobese (8.1 ± 1.0 versus 8.9 ± 0.9) adults (P = 0.048)].

Ainsi résistance à l’insuline et obésité sont deux phénomènes liés, sous-tendus l’un et l’autre par une diminution de la biodisponibilité en oxyde nitrique NO [Insulin resistance and obesity, two common comorbidities, are both characterized by low nitric oxide (NO) bioavailability]. Si la circulation entérosalivaire de l’ion nitrate n’est pas interrompue par un recours au bain de bouche antibactérien, l’ingestion de nitrate améliore, chez l’obèse, la sensibilité à l’insuline. De ce fait, les auteurs américains suggèrent qu’en cas d’obésité de l’adulte, des repas comportant des aliments riches en nitrate puissent au long cours s’avérer bénéfiques [Insulin senstivity was improved in obese but not in nonobese adults following coingestion of beet juice and glucose when oral bacteria nitrate reduction was not inhibited. Obese adults may benefit from ingestion of healthy nitrate-rich foods during meals].

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Supplémentation en nitrate, sujet faiblement entraîné, consommation en oxygène

Carriker, C.R., Vaughan, R.A., VanDusseldorp, T.A., Johnson, K.E., Beltz, N.M., McCormick, J.J., Cole, N.H. and Gibson, A.L. (2016) Nitrate-containing beetroot juice reduces oxygen consumption during submaximal exercise in low but not high aerobically fit male runners. Journal of Exercise Nutrition and Biochemistry 20, 27-34

(voir l'abstract ici)

L’étude que présentent les auteurs américains [High Point, Caroline du Nord; Kennesaw, Géorgie; Albuquerque, Nouveau-Mexique] concerne 11 jeunes hommes (âge moyen: 23 ans). Six d’entre eux sont bien entraînés, leur consommation maximale d’oxygène VO2max étant en moyenne de 60.1 ml kg-1 min-1. Cinq sont moins entraînés; leur consommation maximale d’oxygène VO2max est en moyenne de 42.4 ml kg-1 min-1.

L’étude en double aveugle et cross over compare les effets après 4 jours

- d’une supplémentation par un jus de betterave riche en nitrate [James White Drinks Ltd. Ipswich, Royaume-Uni] apportant 384 mg de nitrate NO3- par jour [groupe nitrate]

- et d’une supplémentation par un jus de betterave déplété en nitrate [James White Drinks Ltd. Ipswich, Royaume-Uni], n’apportant chaque jour que des quantités négligeables de nitrate NO3- [groupe placebo].

Avant toute supplémentation, l’épreuve n°1 [trial 1, T1] mesure, chez chaque sujet, sur tapis roulant, la consommation maximale d’oxygène VO2max.

Après l’une ou l’autre des supplémentations, les épreuves n°2 et n°3 [trial 2, T2; trial 3; T3], effectuées après un premier washout de 6 jours puis après un second de 14 jours, consistent en des exercices d’intensité submaximale de 5 minutes sur tapis roulant à 45, 60, 70, 80 et 85 % des VO2max précédemment fixés lors du T1 [T2 and T3 consisted of 5-minute submaximal treadmill bouts (45, 60, 70, 80 and 85 % ) determined during T1]

Chez les sujets moins entraînés, on constate que la supplémentation de 384 mg de nitrate NO3-  par jour pendant 4 jours diminue significativement la consommation d’oxygène, dans le cas où l’effort demandé reste relativement modéré, à 45 et 60% du VO2max [Low fit nitrate-supplemented participants consumed less oxygen (p<0.05) at lower workloads (45% and 60% VO2max) compared to placebo].

L’effet n’est pas observé chez les sujets plus entraînés.

Commentaire du blog

Ce type de résultats a déjà été, à plusieurs reprises, rapporté. On se référera,  par exemple, aux rubriques des 21 août et 31 octobre 2012, des 10 octobre et 13 novembre 2014, du 10 septembre 2015.

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Supplémentation en nitrate et insuffisance rénale chronique

Kemmner, S., Lorenz, G., Wobst, J., Kessler, T., Wen, M., Günthner, R., Stock, K., Heemann, U., Burkhardt, K., Baumann, M. and Schmaderer, C. (2017) Dietary nitrate load lowers blood pressure and renal resistive index in patients with chronic kidney disease: A pilot study. Nitric Oxide 64, 7-15

(voir l'abstract ici)

L’insuffisance rénale chronique se définit par une diminution de la filtration glomérulaire au-dessous de 90 ml/min/m2, sur le long terme, c’est-à-dire pendant des mois ou des années. Elle favorise l’apparition de maladies cardiovasculaires. Celles-ci en constituent le principal facteur de morbidité et de mortalité.

L’hypertension artérielle et le diabète sont les deux principales causes de l'affection. D’autres éléments pathogéniques interviennent: notamment l’âge, l’obésité, la protéinurie. Tous ces facteurs exercent une influence sur l’index de résistance vasculaire rénal, reflet des modifications de la vascularisation et de l’hémodynamique intrarénales. Chez l’adulte en bonne santé, l’index est d’environ 0.60. Lorsqu’il dépasse 0.70, on considère qu’existe alors une atteinte rénale constituée et que, dans un contexte hypertensif, le risque cardiovasculaire est avéré [The mean reference value for renal resistive index in adults is about 0.60 ± 0.10 and values above 0.70 predict poor renal outcome and higher risk for cardiovascular events in hypertensive patients with chronic kidney disease].

Les auteurs allemands [Munich, Land de Bavière] présentent une étude randomisée avec cross over portant sur 17 patients atteints d’insuffisance rénale chronique, l’affection survenant dans un contexte ou hypertensif ou diabétique. La filtration glomérulaire est estimée, en moyenne, à 42 ml/min/m2.

Les patients ingèrent:

- soit 30 grammes de poudre de betterave (Schoenenberger, Magstadt, Allemagne) dissous dans 200 ml d’eau d’adduction publique, apportant 300 mg environ de nitrate NO3- [groupe BJ],

- soit 200 ml d’eau d’adduction publique [groupe placebo], n’apportant que des quantités infimes de nitrate.

Quatre heures après l’ingestion par les patients de 300 mg de nitrate NO3-, les auteurs font les constatations suivantes:

▪ La concentration plasmatique en nitrate NO3- est élevée. Elle passe de 1.4 à 4.8 mg NO3- l-1.

▪ Si on les compare à celles des sujets du groupe placebo, les tensions artérielles systolique, diastolique et moyenne sont significativement diminuées [Peripheral systolic and diastolic blood pressure as well as mean arterial pressure (MAP) were significantly reduced secondary to the dietary nitrate load compared to control (e.g. ΔMAPBJ = – 8.2 ± 7.6 mmHg vs. ΔMAPcontrol = -2.2 ± 6.0 mmHg, p = 0.012)].

▪ Mesurée par échographie Doppler, l’index de résistance vasculaire rénal [correspondant à: pic de vitesse systolique – vitesse diastolique / pic de vitesse systolique] est significativement diminué. Alors que dans le groupe placebo, il passe, en moyenne, de 0.74 à 0.75, dans le groupe BJ, il passe, en moyenne, de 0.74 à 0.71.

Chez les patients atteints d’insuffisance rénale chronique, de telles modifications favorables constatées quatre heures après l’ingestion de 300 mg de nitrate NO3- pourraient être consécutives à la libération d’oxyde nitrique NO, aux vertus vasodilatatrices bien connues. Il reste à déterminer si, chez de tels patients et en complément des traitements habituels, une supplémentation alimentaire quotidienne et régulière en nitrate NO3- a ou non la propriété de freiner la progression des atteintes cardiovasculaires et rénales [In this study, administration of the nitrate donor beetroot juice led to significantly reduced renal resistance index values and peripheral blood pressure which might be explained by release of the vasodilatator NO after oral intake. Whether supplementation of dietary nitrate in addition to routine pharmacologic therapy is able to decelerate progression of cardiovascular and renal disease in chronic kidney disease remains to be investigated].

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Supplémentation en nitrate sur 1500 et 10000 mètres

Shannon, O.M., Barlow, M.J., Duckworth, L., Williams, E., Wort, G., Woods, D., Siervo, M. and O’Hara, J.P. (2017) Dietary nitrate supplementation enhances short but not longer duration running time-trial performance. European Journal of Applied Physiology 117, 775-785

(voir l'abstract ici)

Les auteurs britanniques [Leeds, Birmingham et Newcastle upon Tyne, Royaume-Uni] présentent une étude qu’ils ont effectuée chez 8 sportifs entraînés, adeptes de la course à pied et du triathlon.

Les sujets ingèrent:

- soit 140 ml d’un jus de betterave enrichi en nitrate [Beet It, James White Ltd, Ipswich, UK] apportant 775 mg de nitrate NO3- [groupe BRJ],

- soit 140 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate [Beet It, James White Ltd, Ipswich, UK] apportant moins de 0.62 mg de nitrate NO3- [groupe PLA].

Trois heures plus tard, après 10 minutes d’échauffement, ils effectuent sur tapis roulant:

- soit 1500 mètres,

- soit 10000 mètres.

Les résultats enregistrés sont les suivants:

▪ Trois heures après les ingestions, la concentration plasmatique moyenne en nitrite NO2- est significativement plus importante dans le groupe BRJ que dans le groupe PLA (P < 0.05).

▪ Trois heures après les ingestions, les chiffres de tension artérielle au repos ne sont pas significativement différents entre les deux groupes BRJ et PLA (P > 0.05).

▪ Alors qu’avant les exercices ils ne sont pas significativement différents entre les deux groupes, après les 1500 mètres les taux sanguins de lactate deviennent significativement plus élevés dans le groupe BRJ, comparés à ceux du groupe PLA: respectivement et en moyenne, 6.6 versus 6.1 mM (P < 0.05). Ils ne sont pas significativement différents entre les deux groupes après les 10000 mètres: en moyenne 4.5 versus 4.2 mM (P > 0.05).

▪ Le temps nécessaire pour réaliser le 1500 mètres est significativement moins long dans le groupe BRJ que dans le groupe PLA: respectivement et en moyenne 5 minutes et 19 secondes versus 5 minutes et 25 secondes (P < 0.05).

▪ Le temps nécessaire pour réaliser le 10000 mètres n’est pas, par contre, significativement différent entre les deux groupes: respectivement et en moyenne 44 minutes et 3 secondes versus 44 minutes et 9 secondes (P > 0.05).

[Performance in the 1500 m time-trial was significantly faster in BRJ vs PLA (319.6 ± 36.2 vs. 325.7 ± 38.8 s; P < 0.05). Conversely, there was no significant difference in 10,000 m time-trial performance between conditions (2643.1 ± 324.1 vs 2649.9 ± 319.8 s, P > 0.05)].

De cette étude, il ressort qu’une supplémentation en nitrate pourrait être ergogénique sur des distances relativement courtes, lorsque l’effort est relativement bref et intense, et ne plus l’être sur de plus longues distances lorsque l’effort est moins intense et plus soutenu [These findings suggest that BRJ might be ergogenic during shorter distance time –trials which allow for a high work rate, but not during longer distance time-trials, completed at a lower work rate].

Commentaire du blog

Comme l’indiquent eux-mêmes les auteurs, les résultats obtenus méritent d’être vérifiés par d’autres études, notamment dans des conditions différentes, par exemple chez des sujets davantage entraînés ou à l’inverse sans entraînement.

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Supplémentation en nitrate, sujet âgé, performance physique

Siervo, M., Oggioni, C., Jakovljevic, D.G., Trenell, M., Mathers, J.C., Houghton, D., Celis-Morales, C., Ashor, A.W., Ruddock, A., Ranchordas, M., Klonizakis, M. and Williams, E.A. (2016) Dietary nitrate does not affect physical activity outcomes in health older adults in a randomized, crossover trial. Nutrition Research 36, 1361-1369

(voir l'abstract ici)

L’ingestion de nitrate NO3- alimentaire par un sujet jeune améliore, on le sait, les performances physiques et sportives. Les auteurs britanniques [Newcastle University, Newcastle upon Tyne; University of Sheffield, Sheffield, Royaume-Uni] cherchent à vérifier si le même phénomène est constaté chez le sujet âgé.

Ils présentent une étude randomisée en double aveugle et cross over, à laquelle participent 20 sujets âgés de 60 à 75 ans, en bonne santé, non-fumeurs et non obèses. Leur indice de masse corporelle est compris entre 18.5 et 29.9 kg/m2 (l’obésité modérée commençant, par définition au-delà de 30 kg/m2). Pendant 7 jours consécutifs, ils ingèrent chaque jour:

- soit 2 flacons (1 le matin, 1 le soir) de 70 ml de jus de betterave riche en nitrate [Beet It, James White Ltd, Ipswich, UK], leur apportant 744 mg NO3- j-1,

- soit, à titre de placebo, 2 flacons (1 le matin, 1 le soir) de 70 ml de jus de betterave déplété en nitrate [Beet It, James White Ltd, Ipswich, UK], leur apportant 0.1mg NO3- j-1.

Le septième jour, on mesure les concentrations plasmatiques et urinaires en NOx [nitrate NO3- + nitrite NO2-]. Lors de tests physiques comportant des efforts croissants sur cyclo-ergomètre à freinage électromagnétique [electronically braked cycle ergometer], on évalue la consommation en oxygène ainsi que le temps jusqu’à épuisement. Une autre batterie de tests s’enquiert des capacités de force et d’endurance dans la vie ordinaire [physical capability and objective assessment of free-living activity].

Au septième jour, la supplémentation quotidienne de 744 mg NO3- j-1 augmente les concentrations plasmatique et urinaire en NOx, en moyenne et respectivement, de 150 et de 979 % [Concentrations of nitrite plus nitrate (NO2-+NO3-+, NOx) in plasma and urine increased substantially after NO3- supplementation by 150% ± 77% and 979% ± 488% but not after the placebo intervention (-9% ± 33% and -13% ± 34%, respectively)].

Par contre, la supplémentation quotidienne de 744 mg NO3- j-1 n’améliore de façon statistiquement significative ni les consommations d’oxygène submaximale et maximale lors des tests avec efforts croissants, ni le temps jusqu’à épuisement, ni les capacités de force et d’endurance dans la vie ordinaire [Beetroot juice did not influence resting or submaximal and maximal oxygen consumption during the incremental exercise test. In addition, measures of physical activity levels measured in free-living conditions were not modified by beetroot juice ingestion].

Ces résultats semblent indiquer que l’avancée en âge pourrait modifier la réponse musculaire lors de la supplémentation en nitrate. Mais, avant de l’affirmer formellement, selon les auteurs britanniques, il conviendrait de procéder à d’autres études comportant un nombre plus important de participants, et aussi des populations ciblées dont les performances physiques seraient, au départ, amoindries [The results seem to indicate that aging may modify the muscular response to dietary NO3- supplementation. However, these results await confirmation in future studies with larger sample sizes and in targeted populations with impaired muscular performance].

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Supplémentation en nitrate, hypertension artérielle contrôlée ou non contrôlée

Kerley, C.P., Dolan, E. and Cormican, L. (2017) Nitrate-rich beetroot juice selectively lowers ambulatory pressures and LDL cholesterol in uncontrolled but not controlled hypertension: a pilot study. Irish Journal of Medical Science . Sous presse

(voir l'abstract ici)

Les auteurs irlandais [Dublin, Irlande] présentent une étude pilote portant sur 19 patients. Huit d’entre eux ont une hypertension artérielle «non contrôlée», la tension artérielle systolique vérifiée par le monitorage ambulatoire de la pression artérielle [MAPA] étant supérieure à 130 mm Hg ou encore la tension artérielle diastolique vérifiée par le même monitorage étant supérieure à 80 mm Hg. Les onze autres ont, par contre, une hypertension artérielle «contrôlée», inférieure à 130/80 mm Hg.

Pendant 14 jours consécutifs, chacun des 19 patients ingère chaque jour 140 ml d’un jus de betterave enrichi en nitrate, apportant 800 mg de nitrate NO3- j-1. Par le monitorage ambulatoire de la pression artérielle [MAPA], les tensions artérielles systolique et diastolique sont enregistrées en continu.

Au 14ème jour, par comparaison à J0, les augmentations des teneurs plasmatiques en nitrate NO3- et en nitrite NO2- sont similaires dans les deux groupes de patients. [There were similar, significant increases in serum nitrate/nitrite in both groups].

▪ Chez les patients dont l’hypertension artérielle est contrôlée, les 14 jours de supplémentation orale par 800 mg de nitrate NO3- ne produisent que peu de modifications des chiffres tensionnels [We observed little change in blood pressure variables among controlled hypertensives].

▪ A l’inverse, chez les patients à l’hypertension artérielle non contrôlée, les 14 jours de supplémentation orale par 800 mg de nitrate NO3- provoquent une diminution significative:

- de la tension artérielle diastolique nocturne [en moyenne: – 6mm Hg (p = 0.03)],

- de l’indice de rigidité artérielle ambulatoire [IRAA] [en moyenne: -0.08 (p = 0.05)],

- et du taux sérique des lipoprotéines de basse densité (low density lipoprotein ou LDL) [en moyenne: – 0.36 mmol l-1 (p = 0.046].]

[There were reductions in blood pressure variables in uncontrolled hypertensives where decreases in nighttime diastolic blood pressure (- 6 ± 4.8 mmHg), arterial stiffness (- 0.08 ± 0.03 ambulatory arterial stiffness index) and LDL (- 0.36 ± 0.42 mmol/L) reached significance (p = 0.03, 0.05 and 0.046, respectively)].

Les auteurs font remarquer que le nombre de patients recrutés dans leur étude pilote est assez faible. Sur le même thème, ils souhaiteraient qu’à l’avenir d’autres travaux soient effectuées de manière à confirmer, ou non, les données qu’ils ont ainsi recueillies.

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Nitrate alimentaire et inflammation intestinale

Rocha, B.S., Nunes, C. and Laranjinha, J. (2016) Tuning constitutive and pathological inflammation in the gut via the interaction of dietary nitrate and polyphenols with host microbiome. The International Journal of Biochemistry and Cell Biology 81 (PtB), 393-402

(voir l'abstract ici)

Il apparaît que les plus grandes pandémies de l’ère moderne, l’obésité, le diabète de type 2, diverses affections neurodégénératives, ont un lien avec une inflammation systémique chronique [Inflammation, a feared cascade of events mediated by critical signaling pathways, has been extensively studied in recent decades in an attempt to prevent, delay or cure a wide range of human diseases. In fact, chronic systemic inflammation has been associated with the greatest pandemics of the modern era: obesity, type 2 diabetes (T2D) and neurodegenerative disorders].

Les auteurs portugais [Université de Coimbra] pensent que l’influence des substances alimentaires sur la flore intestinale pourrait retentir sur les mécanismes des phénomènes inflammatoires [Thus, dietary compounds that influence microbial flora may thereby impact on inflammatory pathways].

Parmi ces facteurs alimentaires, les nitrates NO3- retiennent leur attention. Ils rappellent que les nitrates alimentaires sont l’objet d’une circulation entérosalivaire. Après leur absorption dans l’estomac et l’intestin grêle, les nitrates parviennent dans le courant circulatoire. Ils sont activement puisés par les glandes salivaires, qui les font passer du plasma vers leur produit de sécrétion, la salive. Dans la cavité buccale, les nitrates salivaires sont transformés en partie en nitrite NO2- par les bactéries de la flore buccale. En milieu acide, notamment dans l’estomac, les nitrites d’origine salivaire sont ensuite transformés en oxyde nitrique NO.

▪ L’oxyde nitrique NO ainsi produit à partir des nitrates d’origine alimentaire parvient, entre autres, dans la lumière intestinale. Il pourrait y déclencher à la fois des mécanismes:

- inflammatoires, par exemple par l’intermédiaire d’une protéine de la superfamille des facteurs de transcription impliquée dans la réponse immunitaire, le NF-kB (ou nuclear factor kappa B),

- et anti-inflammatoires, par exemple par l’intermédiaire d’un autre facteur de transcription, le Nrf2 (ou NFE2L2, «nuclear factor-erythroid-2-related factor 2).

[Dietary nitrate, by producing NO and higher oxides in the gut lumen, triggers constitutive inflammatory (e.g., NF-kB) and anti-inflammatory pathways (e.g., Nrf2)].

▪ De même, en condition pro-inflammatoire, l’oxyde nitrique NO présent dans le duodénum, a tendance à freiner l’expression de certaines molécules d’adhésion des leucocytes, des plaquettes et des cellules endothéliales. L’action modératrice s’exerce notamment:

- sur l’Intercellar Adhésion Molecule-1 ou ICAM-1, pour les leucocytes et les cellules endothéliales

- sur la P-sélectine, pour les plaquettes et les cellules endothéliales.

Tendant ainsi à diminuer la transmigration endothéliale des leucocytes circulants, l’oxyde nitrique NO provenant des nitrites, et donc aussi des nitrates alimentaires, jouerait un rôle préventif à l’égard des phénomènes inflammatoires locaux [Under proinflammatory conditions, in the duodenum, nitrite-derived NO downregulates the expression of leukocytes, platelets and endothelial cells adhesion molecules such as the intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) and P-selectin, thereby inhibiting endothelial transmigration by circulating leukocytes […]. Dietary nitrate, per se or on the dependence of reactions triggered by NO inhibits leukocyte adhesion to the intestinal mucosa by decreasing the expression of adhesion molecules thereby preventing overt local inflammation]

Les auteurs portugais évoquent aussi le rôle conjoint des polyphénols d’origine alimentaire et de la flore intestinale. Puisqu’entre eux et les nitrates alimentaires s’exerce, sans doute, une interaction tripartite, l’étude de l’ensemble de ces phénomènes devrait permettre, à l’avenir, de mieux comprendre le mécanisme des maladies inflammatoires systémiques […the tripartite interaction among nitrate/nitrite, polyphenols and gut microbiota may modulate inflammatory cascades and, as such, might be an opportunity to devise new approaches to tackle inflammatory diseases].

Commentaire du blog

L’article fait état de données complexes. Touchant à l’intestin, à la flore intestinale, à l’immunité intestinale, le champ d’investigation pour les prochaines décennies apparaît immense.

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Supplémentation en nitrate et pression aortique

Hughes, W.E., Ueda, K., Treichler, D.P. and Casey, D.P. (2016) Effects of acute dietary nitrate supplementation on aortic blood pressure and aortic augmentation index in young and older adults. Nitric Oxide 59, 21-27

(voir l'abstract ici)

L’avancée en âge s’associe volontiers à une augmentation de la tension, tant artérielle périphérique qu’aortique, et à une augmentation d’un indicateur connu de la rigidité artérielle, l’indice d’augmentation aortique. Elle s’associe aussi à une dysfonction endothéliale et à une diminution de la biodisponibilité en oxyde nitrique NO [Aging is associated with elevated blood pressure (peripheral and aortic) and aortic augmentation index (AIx) which may contribute to aortic blood pressure […] One such group where reduced NO bioavailability and endothelial dysfonction are evident in older adults].

Les auteurs américains [University of Iowa, Iowa City, Iowa, Etats-Unis] présentent une étude effectuée chez 26 sujets en bonne santé, 14 jeunes (âge moyen: 25 ans), 12 plus âgés (âge moyen: 64 ans). Ils ingèrent 500 ml d’un jus de betterave riche en nitrate leur apportant 582 mg de nitrate NO3-. Suite à une méthode non invasive reposant sur la tonométrie d’aplanation, leur tension aortique et leur indice d’augmentation aortique sont calculés 60, 90, 120, 150 et 180 minutes plus tard.

Dans les deux groupes de sujets, la consommation de 582 mg de nitrate NO3- est suivie d’une augmentation progressive et nette de la concentration plasmatique en nitrite NO2-. Celle-ci passe ainsi, en moyenne, de 4.6 µg NO2- l-1 au départ à 12.7µg NO2- l-1 à la cent quatre-vingtième minute.

▪ Parallèlement, la consommation de 582 mg de nitrate NO3- diminue de façon significative les tensions aortiques systolique et diastolique, aussi bien chez les adultes jeunes que chez les sujets plus âgés [Nitrate consumption reduced peripheral and aortic blood pressure in both young and older adults, with the change being similar between age groups]

▪ La consommation de 582 mg de nitrate NO3- diminue l’indice d’augmentation aortique de façon statistiquement significative chez le sujet jeune, sans, cependant, avoir d’effet significatif chez le sujet âgé [Indices of aortic wave reflection were reduced only in young adults following nitrate consumption […], whereas aortic augmentation index remained unchanged in the older adults].

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Circulation entérosalivaire des nitrates chez le rat

Pinheiro, L.C., Ferreira, G.C., Amaral, J.H., Portella, R.L., Tell, S.de O.C., Passos, M.A. and Tanus-Santos, J.E. (2016) Oral nitrite circumvents antiseptic mouthwash-induced disruption of enterosalivary circuit of nitrate and promotes nitrosation and blood pressure lowering effect. Free Radical Biology and Medicine 101, 226-235

(voir l'abstract ici)

Les auteurs brésiliens [Université de Sao Paulo] présentent deux études expérimentales conjointes, effectuées chez le rat.

La première étude porte sur deux lots de rats Winster mâles:

- 20 rats rendus artificiellement hypertendus à la suite d’une intervention chirurgicale avec clippage de l’artère rénale gauche [2K1C],

- 20 rats opérés selon la même procédure, mais sans clippage artériel [Sham].

14 jours après l’intervention chirurgicale, les 40 rats reçoivent chaque jour, par gavage, pendant 4 semaines:

- soit 10 mg/kg de poids corporel de nitrite NO2-, sous forme de nitrite de sodium NaNO2,

- soit la même quantité du seul excipient [vehicle].

Pendant les mêmes 4 semaines, les cavités buccales des rats des 4 groupes sont frottées, chaque jour, à l’aide d’un tampon contenant

- soit un produit antiseptique à base de 0.12% de chlorhexidine,

- soit le seul excipient.

Au total, cette première étude distingue 8 groupes de 5 rats.

La seconde étude emploie la même procédure sur le même nombre d’animaux que la première. La seule différence est que le gavage quotidien apporte non plus du nitrite de sodium, mais 100 mg/kg de poids corporel de nitrate NO3-, sous forme de nitrate de sodium NaNO3. 8 autres groupes de 5 rats sont ainsi individualisés.

▪ Au cours des deux études, les auteurs mesurent

- 24 heures après le dernier frottage, le nombre d’unités formant colonies [ufc] dans la cavité buccale,

- 6 heures après le gavage, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- et en nitrate NO3-,

- à la fin de chacune des 4 semaines, la tension artérielle systolique.

1) Dans les 4 groupes de rats soumis au frottage buccal par chlorhexidine, le nombre d’unités formant colonies diminue nettement, de 50 à 70 % [Treatment with chlorhexidine reduced the number of CFU assessed approximately 24 h after the last mouthwash by 50-70 % in all groups as compared with respective control groups, both in nitrite and nitrate treated rats p < 0.05)].

2) - A- Concentration plasmatique en nitrite

- En l’absence d’intervention de la chlorhexidine,

- après gavage par le nitrite de sodium NaNO2, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- augmentent en moyenne de 46 µg l-1.

- après gavage par le nitrate de sodium NaNO3, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- augmentent en moyenne de 184 à 322 µg l-1.

- En cas d’intervention de la chlorhexidine,

que le gavage soit effectué avec le nitrite de sodium ou avec la nitrate de sodium, l’augmentation des concentrations plasmatiques en nitrite NO2- est moins importante, d’environ 25 à 30 % [To our surprise, antiseptic mouthwash attenuated the increases in plasma nitrite concentrations by approximately 25-30 % in both nitrite and nitrate-treated groups of Sham-operated and in 2K1C hypertensive rats].

-B- Concentration plasmatique en nitrate

- En l’absence d’intervention de la chlorhexidine,

- après gavage par le nitrite de sodium NaNO2, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- augmentent en moyenne de 2.2 à 2.5 mg l-1.

- après gavage par le nitrate de sodium NaNO3, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3- augmentent en moyenne de 3.7 à 5.6 mg l-1.

- En cas d’intervention de la chlorhexidine,

- après gavage par le nitrite de sodium NaNO2, l’augmentation des concentrations plasmatiques en nitrate NO3- est moins importante que sans chlorhexidine, d’environ 45%,

- après gavage par le nitrate de sodium NaNO3, l’augmentation des concentrations plasmatiques en nitrate NO3- est identique à ce qu’elle est sans chlorhexidine.

[Antiseptic mouthwash attenuated the increases in plasma nitrate concentrations by approximately 45% in the nitrite-treated group, whereas non significant effects were found in nitrate-treated groups].

3) Tension artérielle systolique

- Chez le rat hypertendu [2K1C],

- le gavage par le nitrite de sodium NaNO2 est suivi, dès la fin de la première semaine, d’une diminution significative, d’environ 40 mmHg, de la tension artérielle systolique. L’effet se prolonge pendant les 4 semaines de l’étude. Le frottement des parois buccales par la chlorhexidine ne modifie pas l’effet anti-hypertensif.

- le gavage par le nitrate de sodium NaNO3 est également suivi d’une diminution significative, d’environ 40 mmHg, de la tension artérielle systolique. La diminution se prolonge durant les 4 semaines de l’étude. Mais, dans ce cas, le frottement des parois buccales par la chorhexidine supprime complètement l’effet anti-hypertensif.

[Both nitrite and nitrate decreased systolic blood pressure by approximately 40 mmHg. Importantly, this study shows that the use of mouthwash completely blunted the antihypertensive effects of nitrate, without exerting any relevant effect on the antihypertensive responses to nitrite].

- Chez le rat non hypertendu [Sham],

que le gavage soit effectué avec le nitrite de sodium ou avec le nitrate de sodium, que les parois buccales soient ou non frottées avec de la chlorhexidine, aucun effet significatif sur la tension artérielle systolique n’est enregistré.

Commentaire du blog

Sans base probante, il est souvent rapporté dans la littérature que le rat ne constituerait pas un excellent modèle animal, car, contrairement à l’homme, il serait dépourvu d’une sécrétion salivaire active, donc d’une circulation entérosalivaire, des nitrates [Cohen et Myant, 1959, Walker, 1994].

Cette étude expérimentale brésilienne montre qu’il n’en est rien.

- Après gavage par le nitrate de sodium NaNO3, en l’absence d’intervention de la chlorhexidine, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- augmentent en moyenne de 184 à 322 µg l-1. On sait que le temps d’une déglutition ne suffit pas pour transformer dans la cavité buccale les ions nitrate NO3- d’origine exogène en ions nitrite NO2-. On en déduit donc que, chez le rat, les ions nitrate NO3- administrés par gavage effectuent bien le trajet suivant: Cavité buccale → Estomac et Intestin grêle → Plasma → Salive, avant d’être transformés par la flore bactérienne salivaire en ions nitrite NO2-. Déglutis, les ions nitrite NO2- parviennent, eux-mêmes, dans l’estomac, l’intestin grêle, enfin le plasma.

- Chez le rat hypertendu [2K1C], l’effet antihypertenseur de l’administration de nitrate de sodium NaNO3 est supprimé par le frottement des parois buccales par la chlorhexidine. On en déduit à nouveau que, chez le rat, l’effet antihypertenseur des ions nitrate NO3- administrés par voie orale fait, comme chez l’homme, intervenir une circulation entérosalivaire des nitrates.

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Bain de bouche antiseptique et métabolisme de base

Sundqvist, M.L., Lundberg, J.O. and Weitzberg, E. (2016) Effects of antiseptic mouthwash on resting metabolic rate: A randomized, double-blind, crossover study. Nitric Oxide 61, 38-44

(voir l'abstract ici)

La voie métabolique nitrate alimentaire-nitrite-oxyde nitrique NO est une source maintenant bien reconnue d’oxyde nitrique. Les apports alimentaires en nitrate NO3- exercent des effets bénéfiques cardiovasculaires, diminuent la consommation d’oxygène lors des exercices physiques, tout en diminuant aussi le métabolisme de base, comme l’ont montré Larsen et coll. en 2014 [rubrique du 20 mars 2014].

Les bactéries de la cavité buccale jouent un rôle clé dans la bio-activation des nitrates dans la mesure où elles catalysent la conversion des nitrates salivaires en nitrites salivaires. Des études récentes ont ainsi observé que l’utilisation d’un bain de bouche antiseptique avait tendance à augmenter la tension artérielle [rubriques des 14 janvier 2015 et 19 mai 2016].

Les auteurs suédois [Karolinska Institute et Karolinska University Hospital, Stockholm] cherchent à savoir si l’utilisation d’un bain de bouche antibactérien a ou non des effets sur le métabolisme de base.

17 femmes, en bonne santé, âgées de 23 ans en moyenne, participent à une étude randomisée, en double aveugle et cross over. Pendant des périodes de 3 jours, séparées par des intervalles de 28 jours, elles consomment un régime pauvre en nitrate, en même temps qu’elles se rincent la bouche trois fois par jour avec une solution contenant:

- soit 0.2% de chlorhexidine (groupe bain de bouche)

- soit un placebo de même goût, sans antiseptique (groupe placebo).

Le métabolisme de base est mesuré le troisième jour par calorimétrie indirecte. Sont également mesurées la pression artérielle en ambulatoire sur 24h, les concentrations plasmatiques salivaires et urinaires en nitrate et en nitrite et la concentration plasmatique en guanosine monophosphate cyclique (cGMP).

Les concentrations salivaires en nitrate sont plus élevées dans le groupe bain de bouche que dans le groupe placebo: en moyenne et respectivement, 69 vs 25 mg NO3- l-1. A l’inverse, les concentrations salivaires en nitrite sont nettement plus réduites dans le premier groupe bain de bouche que dans le second: en moyenne et respectivement: 1 vs 11 mg NO2- l-1.

Par contre, les concentrations plasmatiques moyennes en nitrate: 1.05 vs 1.14 mg NO3- l-1, et en nitrite: 9.7 vs 10.1 µg NO2- l-1, ne sont pas significativement différentes entre les deux groupes. De même, ni l’excrétion urinaire en nitrate ni les teneurs de l’air expiré en oxyde nitrique ne diffèrent significativement d’un groupe à l’autre: en moyenne, 56 vs 51 mg NO3- j-1 et 16 et 15 parties par milliard (ppb).

La concentration plasmatique en guanosine monophosphate cyclique (cGMP) est également fort voisine entre les deux groupes: en moyenne et respectivement 4.7 vs 6.1 nM (p = 0.13).

Le profil des tensions artérielles systoliques et diastoliques, vérifiées tout au long du nycthémère, est enfin rigoureusement superposable d’un groupe à l’autre, tout comme le métabolisme de base, mesuré après 15 minutes de repos strict: en moyenne et respectivement, 1088 et 1089 kcal.

Les auteurs en concluent que, chez la femme jeune, si elle entrave la conversion d’origine bactérienne des nitrates salivaires en nitrites salivaires, l’utilisation d’un bain de bouche antiseptique à la chlorhexidine n’a pas pour autant de répercussion significative sur la concentration plasmatique en nitrite, la tension artérielle et le métabolisme de base [We conclude that in young healthy females an antiseptic mouthwash was effective in disrupting oral bacterial nitrate conversion to nitrite, but this was not associated with changes in plasma nitrite, resting metabolic rate or blood pressure].

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