Flore buccale du rat avant et après supplémentation en nitrate

Posted on 21 février 2015 by admin

Hyde, E.R., Luk, B., Cron, S., Kusic, L., McCue, T., Bauch, T., Kaplan, H., Tribble, G., Petrosino, J.F. and Bryan, N.S. (2014) Characterization of the rat oral microbiome and the effects of dietary nitrate. Free Radical Biology and Medicine 77, 249-257

(voir l'abstract ici)

Les auteurs américains [Houston, Texas] ont récemment présenté un travail identifiant les bactéries de la flore buccale humaine. Présentes dans la salive, ces bactéries contribuent, chez l’homme, à la réduction des ions nitrate NO3- en ions nitrite NO2- [Rubrique du 20 août 2014].

La même équipe présente ici un travail similaire, effectué chez le rat Wistar âgé de 7 semaines.

Par séquençage du gène codant pour l’ARN ribosomique 16S [16S rRNA gene sequencing], ils individualisent les bactéries présentes à la surface de la langue du rat

- soit sous régime standard

- soit après 5 jours de supplémentation en nitrate NO3-, les animaux recevant pendant cette période une eau de boisson contenant 730 mg NO3- l-1 sous forme de nitrate de sodium NaNO3.

Sous régime standard, la flore buccale du rat apparaît, dans l’ensemble, moins diverse que celle de l’homme [The rat tongue microbiome is less diverse than the human tongue microbiome].

Par ailleurs, les actinomycètes (ou Actinobacteria) apparaissent nettement plus nombreux sur la langue du rat que sur la langue de l’homme. A l’inverse, les bactéries de la famille des Bacteroidetes sont en plus grand nombre sur la langue de l’homme que sur celle du rat. Par contre, parmi les microbes qui prédominent, on trouve, aussi bien chez le rat que chez l’homme, les genres Haemophilus et Streptococcus [Rat tongues were predominately Actinobacteria, whereas human tongues contained more Bacteroidetes […] Two genera, Haemophilus and Streptococcus, were among the top five genera present on the tongues of both humans and rats].

Après supplémentation orale en nitrate, la population bactérienne à la surface de la langue du rat subit un certain nombre de modifications. L’abondance relative des genres Haemophilus (réducteur de nitrate) et Streptococcus (réducteur de nitrite) augmente [Interestingly, the mean relative abundance of Haemophilus spp. (nitrate reducers) and the mean relative abundance of Streptococcus spp. (nitrite reducers) increased in NaNO3-supplemented rats].

Par ailleurs, les auteurs constatent qu’après 7 jours de supplémentation en nitrate sous forme de nitrate de sodium, dans l’ensemble, malgré 2 cas contraires, les tensions artérielles systolique et moyenne des rats diminuent. Elles diminuent de manière non significative. Quant à la tension artérielle diastolique, elle diminue de manière statistiquement significative [p = 0.017] [Using Wistar rats in our study, diastolic blood pressure decreased signficantly after 7 days of NaNO3 supplementation, and an insignificant decrease in systolic blood pressure and mean arterial pressure (MAP) was also observed].

Ces résultats amènent à envisager une hypothèse. On pourrait imaginer qu’un régime riche en nitrate ait pour effet, parmi de nombreux autres, de modifier la flore buccale, de la rendre plus performante, d’augmenter son aptitude à réduire l’ion nitrate NO3- en ion nitrite NO2- et en oxyde nitrique NO; d’où, alors, une majoration de l’effet hypotenseur [The results suggest that high nitrate diets may induce changes in oral microbiome communities to more efficiently reduce nitrate to nitrite and NO, which could be beneficial both by reducing blood pressure and by inhibiting bacterial species associated with poor oral health].

Commentaire du blog

Des publications anciennes laissaient entendre que, contrairement à l’homme, le rat était dépourvu d’une sécrétion salivaire active de nitrate (par ex. Walker, 1995), qu’ainsi il ne bénéficiait pas d’un cycle entérosalivaire des nitrates.

Les modifications tensionnelles observées chez le rat après supplémentation orale en nitrate montrent que l’assertion ancienne était erronée.

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Nitrate, santé et performance physique

Posted on 17 février 2015 by admin

Clements, W.T., Lee, S.-R. and Bloomer, R.J. (2014) Nitrate ingestion: A review of the health and physical performance effects. Nutrients 6, 5224-5264

(voir l'abstract ici)

Les auteurs américains [Département des Sciences de la Santé et du Sport, Université de Memphis, Tennessee, USA] présentent une revue d’ensemble consacrée aux effets des ingestions alimentaires de nitrate NO3- sur la santé humaine et les performances physiques et sportives.

Le plan est le suivant:

1 Introduction

2 Historique des nitrates

3 Qu’est-ce que l’ion nitrate NO3-?

4 Importance de l’oxyde nitrique NO

5 Nitrate et santé

5.1 Toxicité des ions NO3- et NO2-

5.2 Bénéfice des ions NO3- et NO2-sur la santé: la tension artérielle

5.3 Bénéfice des ions NO3- et NO2-sur la santé: flux sanguin et paramètres associés

6 Supplémentation en nitrate et performance physique

6.1 Nitrate et performance aérobie

6.2 Nitrate et performance simulée en altitude ou en hypoxie

6.3 Résumé

6.4 Nitrate et mécanismes d’action de l’ion nitrate sur l’aide à la performance physique

7 Conclusions

L’article est trop long pour pouvoir être résumé dans le cadre restreint d’une rubrique.

Quelques points seront seulement relevés:

1) Au début du chapitre 5, avant de rendre compte des effets bénéfiques des nitrates alimentaires sur l’ensemble de la santé cardiovasculaire, les auteurs américains rappellent le coût représenté dans un pays comme les USA par les maladies cardiovasculaires:

- en 2006: ~2 1012 dollars, soit ~7000 dollars par personne

- prévision pour 2015, selon le National Healthcare Statistics Group: le double

- pourcentage du coût annuel de santé aux USA lié aux maladies cardiovasculaires et apparentées (obésité, diabète, hypertension, coronaropathies): 75%.

2) Par quelques chiffres, ils attirent l’attention sur l’illogisme des normes actuelles:

- Dose Journalière Admissible (DJA) de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS): 3.7 mg NO3- kg-1 de poids corporel j-1. 

- Dose de référence (RfD) de l’Environmental Protection Agency (EPA) américaine: 7.0 mg NO3- kg-1 de poids corporel j-1.

- Apports quotidiens en nitrate aux Etats-Unis: selon deux estimations, entre 40 et 100 et entre 31 et 185 mg NO3- j-1, 85% d’entre eux provenant de la consommation de légumes (Gangolli et coll., 1994; Mensinga et coll., 2003).

- Apports quotidiens en nitrate chez les patients sous régime DASH [Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) diet], le régime DASH étant le régime que recommande officiellement le National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) pour lutter contre l’hypertension artérielle: 1200 mg NO3- j-1, soit 5 fois plus que la DJA de l’OMS et 2 fois plus que la RfD de l’EPA.

3) Le titre: «Toxicité des ions nitrate et nitrite» du sous-chapitre 5.1 pourrait prêter à confusion.

En réalité, les auteurs s’emploient à montrer que les craintes sur l’éventuelle carcinogénicité des nitrates sont dénuées de fondement scientifique.

Aucune étude expérimentale chez l’animal n’a permis de montrer un quelconque effet carcinogène, ou mutagène, des nitrates [Current critical reviews of NO3- in animal toxicology literature indicate no evidence for carcinogenesis or mutagenesis]. Chez l’homme, dans leur ensemble, les études épidémiologiques consacrées aux liens entre les nitrates alimentaires et l’apparition des cancers ont également été négatives. Rien n’indique qu’il convient ou qu’il conviendrait de diminuer les apports alimentaires en nitrate [Furthermore, current epidemiological data do not provide strong evidence supporting restriction of dietary NO3- and are intrinsically unsubstantial]. A l’évidence, les inquiétudes du passé sont exagérées [It is evident that longstanding concerns about the toxicity of orally consumed NO3- and NO2- (specifically those from natural vegetable sources) have been overstated].

4) Consacré aux effets de la supplémentation en nitrate sur la performance physique et sportive, le chapitre 6 contient un grand tableau. Il rend compte de 30 études publiées entre 2007 et 2014. Il sera utile à qui souhaitera disposer d’une vue synthétique rapide sur la question.

5) Au moment de la conclusion, les auteurs attirent l’attention sur l’intérêt tout particulier de la supplémentation alimentaire en nitrate chez le patient atteint de maladie cardiovasculaire.

Lorsqu’elles apparaissent, les maladies cardiovasculaires empêchent les patients de se livrer aux exercices d’intensité modérée comme la marche. Elles retentissent négativement sur la qualité de vie. Chez eux, la supplémentation alimentaire en nitrates apportée simplement par un régime riche en légumes, ou bien encore apportée par deux bols quotidiens de jus de betterave (~ 500 ml, apportant de 300 à 550 mg de NO3-), constitue un traitement peu coûteux et approprié [NO3- mostly in the form of beetroot juice and NaNO3 has shown remarkable capacity to reduce blood pressure and may provide relief to those experiencing hypertension, hypoxia, and ischemia. These findings are paramount to the field of medicine as many patients suffer from blood flow disorders that impair their ability to exercise at low intensities (e.g., walking or standing for long periods). The declining functional capacity that is associated with these cardiovascular disorders greatly impairs an individual’s ability to maintain a satisfactory quality of life. In this regard, ingestion of dietary NO3-, simply obtained by diets rich in vegetables or by drinking about two cups of beetroot juice, may provide a low-cost treatment for individuals with blood flow disorders].

Commentaire

L’exercice physique augmente la synthèse endogène en nitrate NO3- et en oxyde nitrique NO. Contraint à diminuer son activité physique, le patient atteint de maladie cardiovasculaire voit diminuer sa synthèse endogène en nitrate et en oxyde nitrique. Dès lors, il ne peut que tirer profit de la restauration d’une homéostasie en NO par l’intermédiaire d’une supplémentation en nitrate.

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Supplémentation en nitrite et diabète

Posted on 13 février 2015 by admin

Ohtake K., Nakano, G., Ehara, N., Sonoda, K., Ito, J., Uchida, H. and Kobayashi, J. (2015) Dietary nitrite supplementation improves insulin resistance in type 2 diabetic KKAy mice. Nitric Oxide 44, 31-38.

(voir l'abstract ici)

Les auteurs japonais [Josai University, Saitama; Kinjo Gakuin University, Nagoya] étudient expérimentalement les effets d’une supplémentation en nitrite NO2- chez la souris KKAy obèse et diabétique.

Ils comparent la souris KKAy obèse et diabétique à la souris C57BL/6J, qui leur sert de contrôle.

En fonction de la teneur en nitrite NO2- de l’eau de boisson administrée, les souris KKAy sont réparties en trois groupes: 1) 0 mg NO2- l-1, 2) 50 mg NO2- l-1, 3) 150 mg NO2- l-1. Les souris C57BL/6J le sont en deux groupes: 1) 0 mg NO2- l-1, 2) 150 mg NO2- l-1. L’étude dure 10 semaines.

1) Au long des 10 semaines, on observe une augmentation de poids corporel plus importante chez la souris KKAy que chez la souris C57BL/6J, la supplémentation en nitrite ne semblant pas réellement interférer sur le critère clinique.

 2) A la fin des 10 semaines, au moyen d’une injection intrapéritonéale de glucose, on réalise un test d’hyperglycémie provoquée. Les souris KKAy ayant ingéré une eau de boisson contenant 150 mg NO2- l-1 ont une hyperglycémie provoquée moins élevée que celles dont l’eau de boisson est exempte de nitrite [Among the KKAy groups there was a tendency for there to be a decrease in the blood glucose levels in the KKAy-150 group compared with the KKAy-0 group at each time point].

3) Un index de résistance à l’insuline est calculé chez la souris. Cet HOMA-IR [Homeostasis model assessment – index of insulin resistance] n’est autre que le produit des taux plasmatiques à jeun du glucose et de l’insuline. Il est nettement plus élevé chez la souris KKAy que chez la souris C57BL/6J. Chez la souris KKAy, le HOMA-IR index diminue lorsque l’animal ingère durant 10 semaines une eau de boisson contenant 50 ou 150 mg NO2- l-1.

4) A la fin des 10 semaines de l’expérience, on prélève du tissu adipeux. L’exposition aux ions nitrite NO2- ne modifie pas réellement la masse relative du tissu adipeux. Par contre, chez la souris KKAy, une telle exposition diminue la taille des adipocytes [Histological analyses of fat tissue revealed that the adipocyte size of the KKAy-0 mice was larger than that of the C57BL/6J groups, and was dose-dependently reduced with dietary nitrite exposure in the KKAy-50 and KKAy-150 groups].

Ainsi, pourvoyeurs en oxyde nitrique NO, les apports en nitrite NO2- génèrent chez la souris diabétique des améliorations à la fois métaboliques et histologiques. [The results suggest that dietary nitrite provides an alternative source of NO, and subsequently improves the insulin-mediated signaling and the metabolic and histological features in KKAy diabetic mice].

S’ils n’ont pas mesuré le taux de méthémoglobine des animaux, c’est que les auteurs l’avaient fait précédemment, dans un autre travail. Ce travail précédent faisait d’ailleurs appel à des concentrations en nitrite de l’eau de boisson nettement plus importantes (35 et 12 fois supérieures). Aucune élévation du taux de méthémoglobine n’avait été enregistrée.

Par ailleurs, chez l’homme, rappellent-ils, le risque carcinogène lié aux nitrites NO2- et aux nitrates NO3- n’a jamais été réellement, c’est-à-dire scientifiquement, démontré [Carcinogenesis is another concern attributed to nitrite/nitrate consumption; however, no causative link between nitrite/nitrate exposure and cancer, including stomach cancer, has so far been documented in humans].

Selon eux, au vu de leur étude, une supplémentation alimentaire en nitrite NO2- mérite, à titre thérapeutique, d’être désormais envisagée chez les patients atteints de diabète de type 2 [Taken together, dietary nitrite supplementation might provide a possible therapeutic strategy for diabetic patients].

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Supplémentation en nitrate et vasodilatation cutanée thermo-induite

Posted on 9 février 2015 by admin

Keen, J.T., Levitt, E.L., Hodges, G.J. and Wong, B.J. (2015) Short-term dietary nitrate supplementation augments cutaneous vasodilatation and reduces mean arterial pressure in healthy humans. Microvascular Research 98, 48-53

(voir l'abstract ici)

Le réchauffement de la peau provoque une nette augmentation du flux sanguin cutané. Le phénomène est connu sous le nom d’hyperhémie thermique cutanée. En réponse à un réchauffement bref, local, non douloureux de la peau, l’augmentation du flux sanguin cutané comporte ainsi deux phases:

- une phase initiale, transitoire,

- puis, après un bref nadir, une phase secondaire prolongée en plateau.

La phase initiale est principalement liée à un réflexe d’axone. La phase secondaire, prolongée et en plateau, fait intervenir l’oxyde nitrique NO, lequel provient de l’action enzymatique de la NO synthase endothéliale (eNOS).

[Cutaneous thermal hyperemia in response to rapid, non-painful local heating exhibits a reproducible biphasic increase in skin blood flow: an initial transient increase in skin blood flow punctuated by a brief nadir followed by a prolonged secondary plateau phase. The initial peak is predominantly mediated by a sensory nerve axon reflex mechanism […]. The prolonged secondary plateau is mediated largely (~60%) by nitric oxide (NO) via endothelial NO synthase (eNOS)].

Les auteurs américains [Manhattan, Kansas et Atlanta, Géorgie, USA] et canadien [St. Catharines, Ontario, Canada] se proposent de vérifier si l’apport alimentaire en nitrate a une influence sur la phase prolongée et en plateau de cette hyperhémie thermique cutanée.

Six hommes jeunes (âge moyen: 24 ans) participent à l’étude. Trois jours de suite, ils ingèrent chaque jour un flacon de 70 ml de jus de betterave [Beet it, James White Drinks, Ipswich, UK] contenant, chacun, 450 mg de nitrate NO3-.

La conductance vasculaire cutanée est mesurée à la face antérieure de l’avant-bras, après un réchauffement local jusqu’à 43°C,

- en l’absence d’un inhibiteur non sélectif de la NO synthase, le L-NG- Nitroarginine Methyl Ester, ou L-NAME,

- ou, au contraire, en sa présence,

et aussi,

- avant toute supplémentation en nitrate,

- ainsi qu’une heure et demie à deux heures après la troisième ingestion de 450 mg de nitrate.

Exprimées en pourcentage de la valeur maximale, les conductances vasculaires cutanées sont estimées en moyenne à:

 

Avant toute supplémentation en nitrate

1 heure et demie à 2 heures après la troisième ingestion de nitrate

En l’absence de L-NAME

79

91

En présence de L-NAME

38

52

Il ressort de telles données qu’une supplémentation en nitrate par l’intermédiaire de jus de betterave est en mesure, chez un sujet sain, d’augmenter la vasodilatation cutanée thermo-induite, et elle le fait indépendamment de l’activité enzymatique de la NO synthase [These data suggest that nitrate supplementation via beetroot juice […] can augment NOS-independent vasodilatation to local heating in the cutaneous vasculature of healthy humans]. 

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Nitrate, nitrite, nouveau-né, nourrisson

Posted on 5 février 2015 by admin

Jones, J.J., Hopper, A.O., Power, G.G. and Blood, A.B. (2015) Dietary intake and bio-activation of nitrite and nitrate in newborn infants. Pediatric Research 77, 173-181

(voir l'abstract ici)

Le blog “Nitrates et santé – le blog des nitrates” a déjà présenté deux travaux de cette équipe californienne, l’un consacré aux teneurs en nitrate et nitrite dans la salive du nourrisson (rubrique du 14 octobre 2012), l’autre aux teneurs en nitrate et nitrite dans le lait maternel (rubrique du 16 août 2013).

Présentant une revue générale consacrée à la biologie des nitrates et des nitrites, les auteurs américains [Service de néonatologie et Centre de biologie périnatale, Université de Loma Linda, Californie, USA] veulent mettre l’accent sur les différences distinguant à ce sujet les adultes des nourrissons [This review will summarize our current knowledge regarding the bioactivity of nitrate and nitrite in adults and will outline known differences in infants].

Un tableau les résume:

Régime

Les teneurs en nitrate NO3- du lait maternel et du lait en boîte sont faibles. Ainsi, l’ingestion des nitrates est moins importante chez le nourrisson (~0.12 mg kg-1 j-1) que chez l’adulte (entre 0.7 et 3.0 mg kg-1 j-1).


Salive


Chez le nourrisson comme chez l’adulte, la concentration salivaire en nitrate est ~10 fois plus élevée que la concentration plasmatique. La production de salive est cependant moins importante chez le nouveau-né.


Réduction des ions nitrate dans la cavité buccale


La réduction des ions nitrate NO3- en ions nitrite NO2- dans la cavité buccale par la flore bactérienne est ~10 fois moins prononcée chez le nouveau-né que chez l’adulte.


Estomac


L’ion nitrite NO2- est réduit par protonation en oxyde nitrique NO dans l’estomac de l’adulte (pH 1-3). Le pH relativement élevé (pH 3-6) de l’estomac du nouveau-né diminue, chez lui, la production de NO à partir des ions nitrite NO2- déglutis.


Sang/Tissu


Les ions nitrite NO2- circulants peuvent être réduits en oxyde nitrique NO dans des conditions hypoxiques. Le taux circulant de nitrite NO2- est cependant significativement plus faible chez le nourrisson que chez l’adulte.


Rein


Chez l’adulte, les ions nitrate NO3- et nitrite NO2- sont réabsorbés par le tubule rénal. On ignore s’il en est de même chez le nouveau-né.

Ainsi dans les premières semaines de la vie, les teneurs en nitrate et nitrite restent modestes pour plusieurs raisons:

- l’ingestion de nitrate et de nitrite est faible, les concentrations en nitrate et en nitrite du lait maternel et du lait en poudre étant, elles-mêmes, fort réduites.

- la réduction dans la cavité buccale des ions nitrate NO3- en ions nitrite NO2-, physiologiquement actifs, est peu prononcée.

- la transformation dans l’estomac des ions nitrite NO2- en oxyde nitrique NO est peu importante.

[In the early weeks of life nitrate and nitrite levels remain low for several reasons. There is limited ingestion of nitrate and nitrite because their concentrations are low in milk and formula. There is little reduction of nitrate to the physiologically active nitrite by oral bacteria. Finally, there is little generation of NO in the newborn stomach because the pH is high].

Regrettant cette situation, les auteurs se demandent s’il ne serait pas intéressant de fournir au nouveau-né une supplémentation en nitrite NO2-. Une telle supplémentation en nitrite le protégerait des infections intestinales, tout en le faisant bénéficier des avantages de l’oxyde nitrique NO. Il convient cependant, ajoutent-ils, d’être prudent et de bien peser le pour et le contre avant de franchir le pas [In the newborn period there arises the prospect of protecting the gastro-intestinal tract from bacterial invasion by supplementation with nitrite, thereby increasing NO bioactivity and its protective actions. However, careful investigation must be done weighing the risks against the benefits before supplementation with nitrite can be undertaken safely in newborn infants].

Commentaire du blog

L’article n’est pas toujours très clair: les auteurs parlent tantôt du nouveau-né, tantôt du nourrisson.

Sans fournir ici de chiffre, ils avancent que la sécrétion salivaire est moins importante chez le nouveau-né que chez l’adulte. Dans un travail précédent paru en 2012 (rubrique du 14 octobre 2012), l’équipe californienne donnait ses chiffres, correspondant aux 90 secondes du recueil salivaire: 39 ± 8 μl chez le nourrisson; 143 ±  15 μl chez l’adulte. Si elle n’est pas rapportée au poids, la production salivaire apparaît a priori plus faible chez le nourrisson que chez l’adulte. Mais, rapportée au poids, il en va différemment. Pour un nourrisson de 5 kg, un nourrisson de 10 kg et un adulte de 70 kg, les sécrétions salivaires pendant les 90 secondes du recueil sont respectivement de 7.8, 3.9 et 2.0 μl kg-1.

Les auteurs expliquent aussi que le pH gastrique du nouveau-né est relativement élevé (pH: 3 à 6). La notion n’est exacte qu’au moment de la naissance et au cours des premières heures qui suivent. A ce moment très particulier et éphémère de l’existence, l’estomac contient du liquide amniotique. Six heures plus tard environ, le liquide amniotique a été digéré. Le pH de l’estomac du nouveau-né devient alors égal à celui de l’adulte, et le reste définitivement.

Ces rectificatifs étant formulés, il n’en reste pas moins que, chez le nouveau-né et le nourrisson, la transformation des nitrates en nitrites dans la cavité buccale est insignifiante. En 1980, Eisenbrand et coll. montraient qu’avant l’âge de six mois, la concentration salivaire des nitrites est nulle, ou quasi nulle. Le cycle entérosalivaire des nitrates ne devient fonctionnel qu’après l’âge de six mois.

En fin d’article, une idée saugrenue traverse l’esprit des auteurs: éventuellement, celle de contrecarrer la nature et d’apporter au nourrisson une supplémentation en nitrite NO2-. Une telle idée doit être formellement abandonnée. On sait que, chez le nourrisson âgé de 15 jours, l’ingestion de 330 mg de nitrite NO2-, provenant d’un jus de carotte laissé à température ambiante, est en mesure de provoquer une méthémoglobinémie cliniquement perceptible, avec un taux de méthémoglobine de 60 % (Keating et coll., 1973).

Il est préférable de respecter la sagesse de la nature. 

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Nitrates alimentaires: traitement additionnel de l’hypertension artérielle

Posted on 1 février 2015 by admin

Kapil, V., Khambata, R.S., Robertson, A., Caulfield, M.J. and Ahluwalia, A. (2015) Dietary nitrate provides sustained blood pressure lowering in hypertensive patients. A randomized, phase 2, double-blind, placebo-controlled study. Hypertension 65, 320-327

(voir l'abstract ici)

La synthèse endogène d’oxyde nitrique NO et de nitrates NO3- est diminuée chez le patient atteint d’hypertension artérielle (Forte et coll., 1997). Il est logique de chercher dans un but thérapeutique à restaurer, chez lui, les teneurs physiologiques de NO et de NO3-.

De nombreuses études ont déjà porté sur l’effet hypotensif des nitrates alimentaires [voir notamment les rubriques des 28 septembre, 1er, 5 et 15 octobre 2010, 12 juin, 16 et 20 septembre 2012, 12 février, 30 juin, 11 et 24 septembre 2013, 31 janvier et 14 février 2014]. Cet effet hypotensif des nitrates alimentaires a été vérifié chez l’adulte sain, le sujet âgé [rubrique du 12 février 2013] et le sujet à risque cardiovasculaire [rubrique du 31 janvier 2014]. Deux méta-analyses ont été présentées [rubrique du 11 septembre 2013 et du 14 février 2014].

Une seule étude, celle de Ghosh et coll., a porté chez l'homme sur l’effet hypotensif des nitrates alimentaires en cas d’hypertension artérielle [rubrique du 30 juin 2013]. 15 sujets atteints d’hypertension artérielle débutante ont reçu 217 mg de nitrate NO3-, sous forme de jus de betterave concentré. Entre la 3ème et la 6ème heures, leurs tensions artérielles systolique et diastolique diminuaient, en moyenne, de 11,2 et 9,6 mm Hg.

Les auteurs britanniques [William Harvey Research Institute, Barts; London School of Medicine and Dentistry, Londres, Royaume-Uni] présentent ici une étude nettement plus élaborée. L’étude clinique est construite en double aveugle contre placebo. Elle porte sur 68 patients âgés de 18 à 85 ans, 34 ayant une hypertension non traitée, 34 une hypertension traitée à l’aide de médications diverses.

Pendant 4 semaines, les patients reçoivent chaque jour, le matin,

- soit 250 ml d’un jus de betterave (James White Drinks Ltd, Ipswich, UK) apportant 396 mg de nitrate NO3-,

- soit 250 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate (James White Drinks Ltd, Ipswich, UK) n’apportant que 0.5 mg de nitrate NO3-.

L’expérience est suivie d’un washout de 2 semaines.

▪ Pendant les 4 semaines de l’étude, la concentration plasmatique en nitrite NO2- augmente fortement chez les sujets qui ingèrent le jus de betterave nitraté. Passant, en moyenne, d’une valeur de départ de 13.8 μg NO2- l-1 à une valeur de 36.8 NO2- l-1, elle est ainsi multipliée par un facteur de 2.7.

▪ La tension artérielle est vérifiée de trois manières différentes [The primary end point was change in clinic, ambulatory and home blood pression compared with placebo] (Voir la description des trois méthodes dans la rubrique du 21 décembre 2014).

Comparant les chiffres tensionnels enregistrés chez les patients recevant le jus de betterave nitraté et chez ceux qui reçoivent le jus de betterave déplété en nitrate, les auteurs constatent que, pendant les 4 semaines, l’ingestion du jus de betterave riche en nitrate contribue à faire baisser nettement la tension artérielle, comme le montre le tableau suivant:

 

Mesure de la tension artérielle au repos

Monitoring ambulatoire de la pression artérielle

Monitoring de la pression artérielle à la maison

Baisse moyenne de la tension artérielle systolique (mm Hg)

7.7

7.7

8.1

Baisse moyenne de la tension artérielle diastolique (mm Hg)

2.4

5.2

3.8

Par contre, l’effet ne se prolonge pas au-delà des 4 semaines de l’expérience. Lors du washout de 2 semaines qui suit, les chiffres tensionnels remontent, revenant presque à leurs valeurs initiales.

Les auteurs constatent, en outre, que chez ces sujets hypertendus, l’ingestion de jus de betterave riche en nitrate améliore la fonction artérielle. La vasodilatation flux-dépendante est majorée, la vitesse de l’onde de pouls ralentie (de 0.59 m/s).

A noter aussi que, chez les participants à l’étude, le taux de méthémoglobine a pu être vérifié. Aucune tendance à la méthémoglobinémie n’est constatée [In this study, no suggestion of significant methemoglobinemia was evident].

Les auteurs font remarquer que, malgré les anciennes craintes théoriques concernant les éventuelles potentialités carcinogènes des nitrates via les nitrosamines, il convient d’être pleinement rassuré à cet égard, vu l’expérimentation animale de 2 ans, menée chez le rongeur avec les nitrites dans le cadre de l’US National Toxicology Program (2001), vu aussi le rapport 2003 de l’Organisation Mondiale de la Santé, prenant en considération les études de cohorte effectuées chez l’homme. Bien plus, on sait maintenant que la consommation de légumes, riches en nitrate, est associée, non pas à une augmentation du l’incidence des cancers, mais plutôt à une légère diminution de celle-ci [Although there are well established links between preformed nitrosoamines and carcinogenesis, recent US National Toxicilogy Program reports on 2-year rodent feeding studies with nitrite and a comprehensive World Health Organization report summaring epidemiological cohort studies in humans evaluating the risk of cancer with nitrate have largely assuaged concerns on carcinogenesis. Importantly, vegetable intake is associated with small reductions in cancer incidence, rather than increases].

En l’absence de risques réellement reconnus, ce travail britannique ouvre de grandes perspectives thérapeutiques. On sait que, de nos jours, la moitié seulement des patients hypertendus sont convenablement traités [Only ~ half of hypertensives are treated for their blood pressure], alors qu’une hypertension non corrigée les expose au développement de maladies cardiovasculaires diverses. Avec la supplémentation en nitrate, sous la forme d’ingestions quotidiennes et régulières de jus de betterave ou de légumes riches en nitrate, on dispose maintenant à l’égard de l’hypertension artérielle d’un moyen thérapeutique additionnel à la fois simple, peu coûteux et efficace [With large populations of inadequately treated patients with hypertension at higher risk of cardiovascular diseases, an additional strategy, based on intake of nitrate-rich vegetables, may prove to be both cost-effective, affordable, and favorable for a public health approach to hypertension].

Commentaire du blog

Cet article était attendu. Il devrait fortement intéresser le milieu de la cardiologie.

Une phrase des auteurs: “There are well established links between preformed nitrosoamines and carcinogenesis” peut prêter à confusion.

Certes, en 1956, Magee et Barnes ont indiqué que, chez le rat, l’ingestion de fortes doses de nitrosodiméthylamine favorisait l’apparition de tumeurs malignes hépatiques. Mais, chez l’homme, il n’a jamais été réellement possible de montrer que l’ingestion de dérivés N-nitrosés était source de cancers. Par ailleurs, la quantité de dérivés N-nitrosés formés chez l’homme à partir des nitrates quotidiennement ingérés est extrêmement faible, plusieurs centaines de milliers de fois plus faible que la dose dite «sans effet» chez l’animal.

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Caféine, nitrate, épreuve d’endurance

Posted on 26 janvier 2015 by admin

Glaister, M., Pattison, J.R., Muniz-Pumares D., Patterson, S.D. and Foley, P. (2015) Effects of dietary nitrate, caffeine, and their combination on 20 km cycling time-trial performance. Journal of Strength and Conditioning Research 29, 165-174

(voir l'abstract ici)

Les auteurs britanniques [Twickenham et Cardiff, Royaume-Uni] présentent une étude randomisée, en double aveugle. Les mesures sont contrebalancées, et comportent un plan de carré latin […randomized, counterbalanced, double-blind, Latin-square design…].

14 athlètes féminines, bien entraînées, dont l’âge et le poids moyens sont respectivement de 31 ans et 62 kg, font quatre courses contre la montre de 20 km sur turbo trainer, selon quatre procédures différentes.

Diverses ingestions préalables sont possibles:

▪ 2 heures auparavant:

- ingestion, à titre de placebo, de 70 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate, contenant 0.62 mg de nitrate NO3-,

- ingestion de 70 ml d’un jus de betterave concentré contenant 450 mg de nitrate NO3-.

▪ 1 heure auparavant: 

- ingestion, à titre de placebo, d’une gélule de maltodextrine,

 – ingestion d’une gélule contenant 5 mg kg-1 de caféine.

Ainsi quatre possibilités peuvent être comparées:

- placebo de nitrate + placebo de caféine,

- 450 mg de nitrate + placebo de caféine,

- placebo de nitrate + 5 mg kg-1 de caféine,

- 450 mg de nitrate + 5 mg kg-1 de caféine.

Les auteurs constatent que l’ingestion de 5 mg kg-1 de caféine 1 heure avant l’épreuve sportive améliore de façon significative la puissance développée lors de celle-ci, tandis que l’ingestion de 450 mg de nitrate NO3- 2 heures avant l’épreuve reste sans effet sur la même puissance. La puissance développée est estimée en moyenne:

- à 194 watts, après l’ingestion de placebo,

- à 194 watts, après l’ingestion de 450 mg de nitrate NO3- seule,

- à 205 watts, après l’ingestion de 5mg kg-1 de caféine seule.

[There was a significant effect of supplementation on power output (p=0.001), with post hoc tests revealing higher power outputs in caffeine (205 ± 21 W) versus nitrate (194 ± 22 W) and placebo (194 ± 25 W) trials only].

De même, l’ingestion de 450 mg de nitrate NO3- deux heures avant l’effort ne paraît pas renforcer l’amélioration de la puissance procurée par l’ingestion 1 heure avant celui-ci de 5 mg kg-1 de caféine [Acute supplementation with dietary nitrate appears to have no effect on endurance performance and adds nothing to the benefits afforded by caffeine supplementation].

Commentaire du blog

Cette étude ergogénique négative concernant les apports en nitrates est à prendre en considération. Elle mérite d’être replacée dans le cadre plus général qu’Andrew M. Jones [Université d’Exeter, Royaume-Uni] a décrit dans deux synthèses récentes [rubriques du 10 octobre et du 13 novembre 2014]. 

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Mécanisme de l’effet hypotenseur des nitrates alimentaires

Posted on 22 janvier 2015 by admin

Gao, X., Yang, T., Liu, M., Peleli, M., Zollbrecht, C., Weitzberg, E., Lundberg, J.O., Persson, A.E. and Carlström, M. (2015) NADPH-oxidase in the renal microvasculature is a primary target for blood pressure lowering effects by inorganic nitrate and nitrite. Hypertension 65, 161-170

(voir l'abstract ici)

Kennedy, C.R.J. (2015) Nitrate, nitrite, and nitric oxide find a home in the kidney by offsetting angiotensin II-mediated hypertension. Hypertension 65, 31-33

(voir la référence ici)

On sait que les ions nitrate NO3- et nitrite NO2- sont transformés en oxyde nitrique NO grâce à divers systèmes enzymatiques indépendants de la NO synthase. L’ion nitrate NO3- présent dans la salive est converti en ion nitrite NO2- dans la cavité buccale par la flore bactérienne qui s’y trouve. L’ion nitrite NO2- est converti en oxyde nitrique NO par divers autres systèmes (notamment xanthine oxydases, hémoglobine, aldéhyde oxydase).

Les légumes sont la source principale des nitrates alimentaires.

Des études récentes montrent qu’une supplémentation en nitrate NO3- fait baisser la tension artérielle des sujets normo- ou hypertendus [Recent studies showed that dietary supplementation with inorganic nitrate reduces blood pressure in both normotensive and hypertensive individuals]. Jusqu’à présent, le ou les sites exacts de l’effet hypotensif du radical NO produit à partir de l’ion nitrite NO2- n’avaient pas été parfaitement déterminés.

Un travail important de l’équipe suédoise du Service de Physiologie et Pharmacologie du Karolinska Institute [Stockholm] apporte une réponse. Il est commenté dans le même numéro de la revue «Hypertension» par l’éditorial d’un néphrologue canadien (C.R.J.K.) [Université d’Ottawa, Ontario, Canada].

Du travail suédois ressortent les notions suivantes:

1) Réabsorbés à partir du tractus gastro-intestinal, les ions nitrite NO2- d’origine salivaire passent dans le courant circulatoire.

2) Parvenant dans les artérioles afférentes des glomérules rénaux, ces mêmes ions nitrite NO2- servent de substrat à la xanthine oxydase qui y est présente.

3) La xanthine oxydase présente dans les artérioles afférentes des glomérules rénaux permet la transformation de l’ion nitrite NO2- en oxyde nitrique NO.

4) L’angiotensine II est connue, quant à elle, pour agir sur la nicotinamide adénine dinucléotide phosphate oxydase, ou NADPH oxydase, favorisant de la sorte, à partir de l’oxygène O2, la production de radicaux superoxyde O2-.

5) L’oxyde nitrique NO produit dans les artérioles afférentes des glomérules rénaux inhibe l’activité de la NADPH oxydase induite par l’angiotensine II.

6) La génération locale de radical superoxyde O2- s’en trouve atténuée.

7) La moindre production de radicaux superoxyde O2- se traduit par une vasorelaxation, ainsi que par des modifications du flux sanguin rénal et de la rétention hydrosodée.

8) D’où, en définitive, la diminution de la tension artérielle constatée après les apports alimentaires en nitrate NO3-.

[NO2- is reabsorbed by the gastrointestinal tract and can act as a substrate for xanthine oxidase in preglomerular afferent arterioles where it is reduced to nitric oxide NO. NO subsequently inhibits angiotensin II type I (AT1) receptor (AT1r)-mediated NADPH oxidase activity to attenuate superoxide (O2-) generation, thus contributing to vascular relaxation, potentially altering renal blood flow, sodium/water retention, which would contribute to reduced blood pressure].

On notera que d’autres secteurs vasculaires, comme les artères mésentériques ou l’aorte, ont aussi été testés. Ils ne répondent pas aux effets de l’ion nitrite NO2-. La microvasculature rénale, plus précisément les artérioles afférentes préglomérulaires, semble ainsi constituer le site électif de l’important mécanisme physiologique mis en évidence

[Importantly, other vascular components, including mesenteric arteries and aorta, were unresponsive to the effects of inorganic nitrite, suggesting the renal microvasculature and, more specifically, the preglomerular afferent arteriole as a critical locale].

Commentaire du blog

Comme l’admettent les auteurs suédois, ce mécanisme qui fait intervenir, dans les artérioles afférentes des glomérules rénaux, une inhibition par l’oxyde nitrique NO de l’activité de la NADPH oxydase, angiotensine II-dépendante, vient, en réalité, s’ajouter au mécanisme classique de la vasodilatation systémique, qui, pour sa part, est consécutive à la stimulation par l’oxyde nitrique NO de l’activité de la guanylate cyclase soluble (sGC), donc à la formation accrue, à partir de guanosine triphosphate (GTP), de guanosine monophosphate cyclique (cGMP) [Systemic vasodilatation by activation of the NO-soluble guanylyl cyclase-cGMP pathway has been suggested and is likely of importance in the acute effects of dietary nitrate and nitrite].

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Apports en nitrate et BPCO

Posted on 18 janvier 2015 by admin

Berry, M.J., Justus, N.W., Hauser, J.I., Case, A.H., Helms, C.C., Basu, S., Rogers, Z., Lewis, M.T. and Miller, G.D. (2014) Dietary nitrate supplementation improves exercise performance and decreases blood pressure in COPD patients. Nitric Oxide. Sous presse.

(voir l'abstract ici)

Regroupant principalement la bronchite chronique et l’emphysème, l’affection que l’on connaît sous le nom de broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO) [ou chronic obstructive pulmonary disease (COPD)] implique une obstruction lente et progressive des voies aériennes et une diminution des débits expiratoires. Elle est favorisée par le tabagisme. On l’estime responsable d’environ trois millions de décès annuels, ou encore de 5% de l’ensemble des décès dans le monde [Cf. rubrique du 26 juin 2010].

Elle donne lieu, entre autres, à une hypoxie tissulaire et à de moindres performances lors des exercices physiques [Pathophysiological consequences of COPD include skeletal muscle deconditioning, ventilatory and gas exchange impairments resulting in tissue hypoxia, and psychological disturbances all of which result in a shortness of breath (dyspnea) and a poor exercise tolerance].

Sachant que, contrairement à celle des NO synthases, l’activité de la voie métabolique Nitrate alimentaire NO3--Nitrite NO2--Oxyde nitrique NO s’accroît en situation hypoxique [Given the L-arginine NOS system is oxygne dependent, whereas activity of the NO3-– NO2-- NO pathway increases as oxygen tension decreases], les auteurs américains [Wake Forest University , Winston-Salem, Caroline du Nord, USA] cherchent à vérifier si, comme on peut s’y attendre, les apports alimentaires en nitrate NO3- sont suivis d’effets bénéfiques chez les patients atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive [BPCO].

En simple aveugle contre placebo et cross over, leur étude porte sur 15 patients atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive (12 hommes et 3 femmes), âgés en moyenne de 70 ans.

Les patients ingèrent

- soit deux flacons de 70 ml de jus de betterave (Beet it Stamina Shot, James White Drinks) apportant un total de 470 mg de nitrate NO3-.

- soit, à titre de placebo, 163 ml d’un jus de pruneau du commerce (Sunsweet) apportant moins de 0.6 mg de nitrate NO3-.

Deux heures et demie plus tard, les auteurs procèdent à leurs contrôles. Ils constatent:

- des concentrations plasmatiques en nitrate NO3- significativement plus élevées en cas d’ingestion de jus de betterave: en moyenne 18.6 mg NO3- l-1 après ingestion de jus de betterave, 1.5 mg NO3- l-1 après ingestion de jus de pruneau.

- des concentrations plasmatiques en nitrite NO2- significativement plus élevées en cas d’ingestion de jus de betterave: en moyenne 13.8 μg NO2- l-1 après ingestion de jus de betterave, 4.6 μg NO2- l-1 après ingestion de jus de pruneau.

- en cas d’exercice submaximal constant sur cyclo-ergomètre, à 75% de l’effort maximal, un temps jusqu’à épuisement allongé en cas d’ingestion de jus de betterave: en moyenne, 375 secondes après ingestion de jus de betterave, 346 secondes après ingestion de jus de pruneau [Median (+interquartile range) exercise time was significantly longer (p=0.031) following the ingestion of beetroot versus placebo (375.0 +257.0 vs. 346.2 + 148.0 s, respectively)]. Le temps jusqu’à épuisement est allongé de 29 secondes.

- une tension artérielle systolique plus basse après ingestion de jus de betterave:

- au repos: en moyenne, 124.3 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 132.5 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

- en milieu d’exercice: en moyenne, 160.1 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 167.1 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

- en fin d’exercice: en moyenne, 164.0 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 170.4 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

Concernant la tension artérielle systolique, les différences ne sont pas statistiquement significatives en milieu et en fin d'exercice. La différence est statistiquement significative au repos [Resting systolic blood pressure was significantly reduced (p=0.019) by 8.2 mm Hg for the beetroot versus the placebo trial].

- une tension artérielle diastolique également plus basse après ingestion de jus de betterave:

- au repos: en moyenne, 77.2 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 80.9 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

- en milieu d’exercice: en moyenne, 79.9 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 86.3 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

- en fin d’exercice: en moyenne, 80.0 mm Hg après ingestion de jus de betterave, 85.6 mm Hg après ingestion de jus de pruneau.

Concernant la tension artérielle diastolique, les différences ne sont pas statistiquement significatives au repos. Elles le sont au milieu et en fin d’exercice [Compared with placebo, beetroot ingestion significantly reduced iso-time (p=0.001) and end-exercise (p=0.008) diastolic blood pressures by 6.4 and 5.6 mm Hg, respectively].

Après avoir mis en évidence ces effets bénéfiques des nitrates alimentaires non seulement sur l’état cardiovasculaire mais aussi sur la tolérance à l’exercice des patients atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive [BPCO], les auteurs envisagent la possibilité que certains des patients atteints par cette affection puissent à l’avenir bénéficier d’apports alimentaires réguliers en nitrate. Ces apports pourraient améliorer leurs réponses physiologiques à l’exercice [Given dietary NO3- has been shown to improve the physiological responses to exercise, some patients with COPD may benefit from the effects of dietary NO3- on exercise capacity].

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Bains de bouche antibactériens et tension artérielle

Posted on 14 janvier 2015 by admin

Bondonno, C.P., Liu, A.H., Croft, K.D., Considine, M.J., Puddey, I.B., Woodman, R.J. and Hodgson, J.M. (2014) Antibacterial mouthwash blunts oral nitrate reduction and increases blood pressure in treated hypertensive men and women. American Journal of Hypertension. Sous presse.

(voir l'abstract ici)

Sous l’effet des nitrates réductases provenant des germes de la flore buccale, la réduction des nitrates NO3- salivaires en nitrites NO2- salivaires constitue une étape importante du métabolisme des nitrates [A critical step in the exogenous nitrate-nitrite–NO pathway is the reduction of nitrate to nitrite by the oral microbiota].

Une équipe britannique et suédoise a récemment montré qu’en diminuant la réduction des nitrates en nitrites salivaires l’utilisation pendant 7 jours de bains de bouche antibactériens élevait la tension artérielle de volontaires sains [rubrique du 7 février 2013].

Les auteurs australiens [Perth, Australie-Occidentale; Adelaïde, Australie-Méridionale] cherchent à savoir s’il en serait de même chez les sujets hypertendus traités.

Leur étude porte sur 15 patients (8 hommes et 7 femmes) âgés en moyenne de 65 ans et traités pour hypertension artérielle. Pendant 3 jours, les patients se rincent la bouche le matin et le soir, pendant 30 secondes et après brossage des dents, avec un bain de bouche qui consiste

- soit en une solution de gluconate de chlorhexidine

- soit en eau du robinet (à titre de contrôle).

Au terme des 3 jours, les concentrations moyennes en nitrate et nitrite salivaires ainsi qu’en nitrate et nitrite plasmatiques sont les suivantes:

 

Bains de bouche

au gluconate de chlorhexidine

Bains de bouche

avec eau du robinet

Nitrate salivaire (mg l-1)

43

16

Nitrite salivaire (mg l-1)

2

5

Nitrate plasmatique (mg l-1)

2.1

1.9

Nitrite plasmatique (μg l-1)

6.9

8.3

Sous l’effet des bains de bouche antibactériens au gluconate de chlorhexidine, l’augmentation de la concentration salivaire moyenne en nitrates NO3- comme la diminution de la concentration salivaire moyenne en nitrites NO2- atteignent le seuil de significativité statistique. En cas de recours au gluconate de chlorhexidine, le «nitrate reductase ratio» [NR], rendant compte de la capacité de la flore bactérienne buccale à réduire localement les nitrates, diminue significativement d’un facteur de 4.2.

En cas de recours aux bains de bouche antibactériens au gluconate de chlorhexidine, s’observe également une tendance à la diminution de la concentration plasmatique moyenne en nitrite NO2-, sans, cependant, qu’elle soit statistiquement significative. Les concentrations plasmatiques moyennes en nitrate NO3- sont, par contre, quasi équivalentes.

En cas de recours aux bains de bouche antibactériens au gluconate de chlorhexidine, la tension artérielle systolique, vérifiée au repos au 3ème jour, est trouvée statistiquement augmentée, en moyenne de 2.3 mm Hg. L’augmentation de la tension artérielle diastolique, en moyenne de 0.7 mm Hg, n’est pas, par contre, réellement significative.

Les auteurs concluent que les patients hypertendus traités devraient éviter de recourir, de manière régulière, aux bains de bouche antibactériens, vu le retentissement défavorable qu’ils ont sur les chiffres tensionnels. Le large emploi des bains de bouche antibactériens dans la population générale constitue ainsi un réel souci de santé publique [Results of this study suggest that use of antibacterial mouthwash by treated hypertensive individuals could have a detrimental effect on blood pressure. Of concern, is the widespread use of mouthwash in the general population].

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