Nitrate et cyclisme: un résultat divergent

Cermak, N.M., Res, P., Stinkens, R., Lundberg, J.O., Gibala, M.J. and van Loon, L.J.C. (2012) No improvement in endurance performance following a single dose of beetroot juice. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. Sous presse.

( voir l'abstract ici)

Si l’on en croit un certain nombre de travaux publiés au cours des trois dernières années, il semble bien que l’administration répétée, pendant 2 à 15 jours, d’une supplémentation orale en nitrate NO3-, à une dose comprise entre 316 et 576 mg NO3- j-1, permette d’améliorer les performances sportives. Elle diminue la consommation d’oxygène [VO2], raccourcit le temps de course [Cf. rubriques du 04 12 2009, des 15 06 et 15 10 2010, du 05 03 2011 et des 28 06 et 01 09 2012].

De même, selon certaines études, l’administration orale d’une seule dose de nitrate NO3-, à une dose comprise entre 384 et 533 mg de NO3-, 75 minutes à 3 heures avant l’effort, pourrait diminuer la consommation d’oxygène [VO2] et le temps de course [Cf. rubriques du 09 05 et 17 05 2011, du 17 08 et 21 08 2012].

Récemment, une équipe hollandaise et canadienne [Maastricht, Pays-Bas; Hamilton, Ontario, Canada] a eu l’occasion de signaler une diminution de consommation d’oxygène [VO2] et une réduction du temps de course cycliste sur 10 km après une supplémentation orale de nitrate NO3-, répétée sur 6 jours [rubrique du 28 06 2012]. La même équipe, à laquelle s’adjoint J. Lundberg [Stockholm, Suède], présente ici les résultats d’une étude de même nature, mais après supplémentation unique.

20 cyclistes, âgés de 26 ans en moyenne, de sexe masculin, bien entraînés, ingèrent 2 heures et demie avant un effort,

- soit 140 ml d’un jus de betterave appauvri en nitrate (à titre de placebo),

- soit 140 ml d’un jus de betterave riche en nitrate, apportant 539 mg de NO3-

L’effort demandé consiste à effectuer dans le temps minimum, sur cyclo-ergomètre, un effort de 1073 kilojoules [kJ].

Vérifiées juste avant le début de l’effort, les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- sont plus élevées après ingestion de jus de betterave riche en nitrate qu’après ingestion de jus de betterave appauvri en nitrate: respectivement 0.025 et 0.012 mg NO2- l-1.

Par contre, les temps nécessaires pour réaliser l’effort demandé ne s’avèrent pas réellement différents: respectivement 65.5 et 65.0 minutes [Time trial performance was not different between BEET and PLAC (65.5 ± 1.1 vs 65.0 ± 1.1 min ; P ˃0.05) trials].

Le résultat du travail est en contradiction avec ceux des études précédentes, pourtant effectuées selon un protocole comparable. Il est en contradiction, notamment, avec celui de Lansley et coll. (2011). Ces auteurs britanniques ont, en effet, rapporté une diminution tout à fait significative, deux heures et demie après une ingestion unique de 500 ml d’un jus de betterave apportant 384 mg de NO3-, du temps nécessaire pour effectuer sur cyclo-ergomètre les équivalents de 4 et de 16 km [rubrique du 17 05 2011].

Les raisons de la discordance ne sont pas claires [There is no clear explanation for the apparent discrepancy between both studies]. Les auteurs se demandent cependant si les résultats de ce genre d’études ne pourraient pas varier selon l’importance ou la durée de l’effort demandé [Differences may be attributed to the achieved cycling intensity and/or duration of the time trial].

L’aide ergogénique apportée par le jus de betterave riche en nitrate n’est, en réalité, connue que depuis peu. D’autres recherches s’avèrent indispensables. Il conviendra à l’avenir de déterminer avec le maximum de précision les meilleures conditions d’utilisation du jus de betterave, c’est-à-dire celles qui permettent d’en obtenir l’aide ergogénique optimale [Due to relatively novel concept of using nitrate-rich beetroot juice as an ergogenic aid, more research is warranted to determine under which conditions the use of nitrate-rich beetroot juice displays the greater ergogenic properties].

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Nitrate/nitrite et pH intragastriques

Lee, H.K., Kim, H., Kim, H.-K., Cho, Y.-S., Kim, B.-W., Han, S.-W., Maeng, L.S., Chae, H.-S. and Kim, H.N. (2012) The relationship between gastric juice nitrate/nitrite concentration and gastric mucosal surface pH. Yonsei Medical Journal 53, 1154-1158

(voir l'abstract ici)

Une fois déglutis, les ions nitrite NO2- d’origine salivaire parviennent dans l’estomac. L’acidité qui règne normalement dans l’estomac les convertit immédiatement en oxyde nitrique NO [In normal persons, the nitrite present in swallowed saliva is immediately converted to nitric oxide at the gastric cardia by gastric acid].

Un certain nombre de conditions, tels l’utilisation d’inhibiteurs de la pompe à protons, le cancer gastrique ou l’hypochlorhydrie par atrophie gastrique, peuvent modifier l’acidité et influencer ainsi les teneurs intragastriques en nitrite [Pathologically, many conditions associated with gastric acid secretion influence gastric nitrite levels including long-term proton pump inhibitors (PPI), inflammmation score, gastric cancer, and hypochlorhydria by gastric atrophy].

Les auteurs coréens [Collège de Médecine de l’Université Catholique de Séoul] cherchent à déterminer s’il existe un lien entre la distribution du pH à la surface de la muqueuse du corps de l’estomac et les concentrations de nitrate/nitrite dans le suc gastrique.

Entre mai et août 2006, ils conduisent une étude regroupant 99 patients (40 hommes de 50 ans en moyenne, 59 femmes de 47 ans en moyenne) souffrant de dyspepsie. Ils effectuent, chez ces sujets, à jeun depuis la veille au soir, une chromoscopie gastrique. Après l’insertion endoscopique, le liquide gastrique (˃1ml) est prélevé pour analyse. Puis par le cathéter spray, un colorant au rouge phénol est répandu à la surface de la muqueuse du corps de l’estomac. De couleur jaune en condition acide, le colorant vire, en deux à trois minutes, au rouge en condition alcaline (pH ˃ 7.0).

A la chromoscopie gastrique, 4 stades sont individualisés:

- stade 0: aucune aire rouge détectée

- stade 1: quelques taches rouges détectées dans une seule zone

- stade 2: taches rouges détectées dans deux zones

- stade 3: atteinte diffuse, avec taches rouges détectées dans l’ensemble du corps de l’estomac.

En fonction du stade, le pH du suc gastrique et la concentration en nitrate/nitrite du suc gastrique sont, en moyenne, les suivants:

 

Nombre de sujets

pH du suc gastrique (en moyenne)

Concentration en nitrate/nitrite du suc gastrique

(en moyenne, et en μmol/l)

Stade 0

51

1.8

2.13

Stade 1

22

2.1

39.7

Stade 2

17

2.5

49.3

Stade 3

09

8.3

145.2

Comme prévu, les auteurs constatent ainsi que, malgré de grandes variations interindividuelles, une relation existe entre l’étendue des zones gastriques positives au rouge phénol et la concentration en nitrate/nitrite du suc gastrique [We found in the present study that the extent of phenol red positive mucosa was related with increased intragastric nitrate/nitrite concentration, although there was a large interindividual variation].

Commentaire du blog

On peut supposer que lorsque la surface muqueuse du corps gastrique est moins acide, la conversion, dans l’estomac, de l’ion nitrite NO2- en oxyde nitrique NO est moins complète ou moins rapide, d’où l’augmentation des concentrations en nitrite, tandis que le sort, dans ce même estomac, de l’ion nitrate NO3- reste inchangé: il est destiné à être absorbé sous forme d’ion nitrate dans l’estomac et la partie haute de l’intestin grêle.

Il aurait peut-être été intéressant d’étudier séparément les concentrations du suc gastrique en ions nitrate NO3- et en ions nitrite NO2-.

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La “Veg-Table” des nitrates

Lidder, S. and Webb, A. (2012) Vascular effects of dietary nitrate (as found in green leafy vegetables and beetroot) via the Nitrate-Nitrite-Nitric Oxide pathway. British Journal of Clinical Pharmacology. Sous presse.

(voir l'abstract ici)

Appartenant au Service de Pharmacologie Clinique du St. Thomas’ Hospital de Londres, les auteurs anglais proposent un article de synthèse consacré aux nitrates alimentaires et à la voie métabolique Nitrate-Nitrite-Oxyde nitrique [NO].

Après leur introduction et avant de conclure, ils passent successivement en revue:

- les effets des légumes sur la tension artérielle et la pathologie cardiovasculaire

- les sources alimentaires de nitrate

- la Dose Journalière Admissible [DJA] en Nitrate (agrémentée d’un point d’interrogation…)

- les effets vasculaires des nitrates alimentaires (tension artérielle et fonction plaquettaire)

- la cinétique de la voie Nitrate-Nitrite-NO (absorption, distribution, métabolisme)

- la dysfonction endothéliale

- la rigidité artérielle

- l’hyperplasie intimale

- les lésions d’ischémie-reperfusion

- l’ischémie tissulaire

- les performances physiques

- la circulation pulmonaire

- l’interaction des nitrates et des nitrites avec certains autres nutriments

- le grief carcinologique.

L’originalité de cet article de synthèse vient du guide alimentaire que proposent les auteurs. Ils présentent un tableau, qu’ils nomment la Nitrate «Veg-Table». Celui-ci établit des unités de nitrate, comparables aux «points» de potassium proposés par certains pour comptabiliser les apports en potassium en cas de menace d’hyperkaliémie.

Pour les auteurs britanniques, l’unité de nitrate est l’équivalent d’1 mmol, c’est-à-dire de 62 mg de nitrate.

Les légumes sont classés en trois catégories:

- La catégorie supérieure, qui contient environ 2 unités de nitrate par portion standard de 80 grammes de légumes:

roquette, épinards, laitue, betterave, chou chinois

- La catégorie moyenne, qui contient environ ½ unité de nitrate par portion standard de 80 grammes de légumes:

navet, chou, haricots verts, poireau, ciboule, concombre, carotte, pomme de terre, ail, poivron doux, poivron vert

- La catégorie inférieure, qui contient environ 1/10 unité de nitrate par portion standard de 80 grammes de légumes:

oignon, tomate

Le tableau prend également en considération les apports en nitrate provenant de l’eau de boisson:

- L’eau d’adduction publique apporte 1/10 unité de nitrate par verre de 250 ml

- L’eau minérale apporte 1/100 unité de nitrate par verre de 250 ml.

      Les auteurs estiment que ce tableau, et les unités de nitrate qu’il comptabilise, pourraient désormais constituer une aide intéressante

     – pour ceux qui, prenant en considération les directives administratives en vigueur, souhaiteraient limiter leurs apports alimentaires en nitrate,

    – et à l’inverse, pour tous ceux qui souhaitent les augmenter afin de pouvoir en tirer un réel bénéfice. Les augmentations des apports en nitrate sont, en effet, bien connues pour faire baisser la tension artérielle et améliorer les performances sportives.

[Thus «nitrate units» may be used as a guide to avoid excessive nitrate ingestion, or to avoid exceeding the Acceptable Daily Intake, if this is desired, or indeed to increase nitrate intake for functional benefit, such as blood pressure lowering or enhancement of exercise performance].

Commentaire du blog

L’avenir dira si cette “Veg-Table’ des nitrates est destinée à l’oubli, ou si elle a vraiment quelque utilité pratique.

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Ion nitrite, NO, pancréas, insuline

Nyström, T., Ortsäter, H., Huang, Z., Zhang, F., Larsen, F.J., Weitzberg, E., Lundberg, J.O. and Sjöholm, A. (2012) Inorganic nitrite stimulates pancreatic islet blood flow and insulin secretion. Free Radical Biology and Medicine 53, 1017-1023

(voir l'abstract ici)

L’effet bénéfique des ions nitrate NO3- et nitrite NO2- sur la fonction pancréatique a déjà été évoqué à plusieurs reprises dans ce blog.

En 2010, Gilchrist et Benjamin émettent une hypothèse: l’effet préventif de la consommation de légumes à l’égard du risque d’apparition du diabète de type 2 serait lié à leur forte teneur en nitrates [rubrique du 9 novembre 2010].

En 2011, Hezel et coll. (2011) montrent que, chez la souris congénitalement déficiente en NO synthase endothéliale (eNOS), un apport en nitrate de 6.2 mg NO3- kg-1 j-1 pendant 10 semaines corrige la déficience de sa tolérance au glucose [rubrique du 31 août 2011].

Chez le rat comme chez l’homme diabétiques, les concentrations plasmatiques en nitrate NO3-, ou en NOx, sont diminuées [rubriques du 25 mai 2011 et du 9 janvier 2012].

Les auteurs suédois [Karolinska Institute, Stockholm] conduisent ici une étude expérimentale chez le rat Wistar mâle.

Chez le rat Wistar mâle, l’injection intrapéritonéale de 1 ml de nitrite de sodium |NaNO2], correspondant à une injection de 57 à 66 μg de NO2- par kg de poids corporel, augmente de 50% le flux sanguin vers les îlots pancréatiques et de 30% les concentrations sériques en insuline: ces dernières passent, en moyenne, de 3.2 à 4.1 ng ml-1. Elle n’augmente pas le flux sanguin vers l’ensemble du pancréas et ne modifie pas réellement la glycémie [In rats, intraperitoneal injection of sodium nitrite increased pancreatic islet blood flow by 50% and serum insulin concentration by 30%, while whole pancreatic blood flow and glycemia remained unaffected].

Cette absence de modification de la glycémie chez des animaux dont la concentration sérique en insuline augmente peut surprendre. Les auteurs supposent qu’elle est due à une sécrétion accrue et concomitante d’autres hormones, tel le glucagon, à action contraire [However, glycemia remained unaltered suggesting mobilization of counter regulatory hormones, such glucagon and cortisol, opposing insulin action].

Le 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]-quinoxaline-1-one ou ODQ est un inhibiteur de la guanylyl cyclase. In vitro, il abolit une telle augmentation nitrito-induite de la sécrétion d’insuline. Les auteurs considèrent donc que l’action «insulinotropique» de l’ion nitrite sur les cellules β du pancréas qu’ils constatent s’exerce vraisemblablement par l’intermédiaire de l’oxyde nitrique NO et de son effet sur la guanylyl cyclase et la GMP cyclique (cGMP) [In their entirety, these findings suggest that the NO/GC/cGMP signaling pathway mediates the insulinotropic action of nitrite].

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Nitrates et nitrites dans la salive du nourrisson

Kanady, J.A., Aruni, A.W., Ninnis, J.R., Hopper, A.O., Blood, J.D., Byrd, B.L., Holley, L.R., Staker, M.R., Fletcher, H.M., Power, G.G. and Blood, A. (2012) Nitrate reductase activity of bacteria in saliva of term and preterm infants. Nitric Oxide 27, 193-200

(voir l'abstract ici)

La propriété qu’ont les grandes salivaires de puiser les ions nitrate NO3- dans le plasma et de les faire passer à concentration nettement plus élevée dans leur produit de sécrétion, la salive, est tout à fait remarquable. Chez l’adulte, sous l’effet des nitrate réductases bactériennes de la flore buccale, les ions nitrate NO3- salivaires sont ensuite convertis, en partie, en ions nitrite NO2-. Par l’intermédiaire de leur transformation en oxyde nitrique NO dans les milieux acides de l’estomac et du collet des dents, les ions nitrite NO2- salivaires jouent, du moins chez l’adulte, un rôle bénéfique, reconnu en physiologie gastro-intestinale comme en physiologie cardiovasculaire [Nitrite can play a beneficial role in adult gastrointestinal and cardiovascular physiology. When nitrite is swallowed, some of it is converted to nitric oxide (NO) in the stomach and may then exert protective effects in the gastrointestinal tract and throughout the body].

Les auteurs américains [Service de Pédiatrie, Université de Loma Linda, Californie, USA] étudient la transformation des ions nitrate en ions nitrite dans la salive de jeunes nourrissons nés avant terme ou à terme ainsi que dans celle de nourrissons âgés de 2 mois. Ils la comparent à celle qui se produit dans la salive de l’adulte. Les prélèvements sont effectués au moins une heure après les repas [Samples were collected at least one hour following meals

Les concentrations en nitrate NO3- dans les salives du nourrisson et de l’adulte sont, respectivement et en moyenne, de 17.6 et 42.2 mg NO3- l-1. La différence n’apparaît pas statistiquement significative.

Les concentrations en nitrite NO2- dans les salives du nourrisson et de l’adulte sont, respectivement et en moyenne, de 0.4 et 2.3 mg NO2- l-1..La différence apparaît, par contre, ici statistiquement significative.

Les capacités salivaires de conversion des ions nitrate NO3- en ions nitrite NO2- sont étudiées après mise en milieu de culture du prélèvement salivaire [Oral bacterial nitrate-reducing activity was measured in fresh oral swabs immediately after placing them in culture media].

Les échantillons salivaires sont prélevés chez 25 nourrissons âgés de moins de 5 jours, 19 nourrissons âgés de 14 à 40 jours, 9 nourrissons âgés d’environ 2 mois et 13 adultes en bonne santé.

Dans cette étude, la production de nitrite d’origine salivaire est estimée, en moyenne:

      – chez le nourrisson prématuré, âgé de moins de 5 jours, sous antibiothérapie, à ~ 0 μg NO2- min-1 mg-1,

      – chez le nourrisson né à terme, âgé de moins de 5 jours, sous antibiothérapie, à ~ 0 μg NO2- min-1 mg-1,

      – chez le nourrisson prématuré, âgé de moins de 5 jours, n’ayant pas reçu d’antibiothérapie, à 0.18 μg NO2- min-1 mg-1,

      – chez le nourrisson né à terme, âgé de moins de 5 jours, n’ayant pas reçu d’antibiothérapie, à 0.23 μg NO2- min-1 mg-1,

      – chez le nourrisson prématuré en bonne santé, âgé de 14 à 40 jours, à 1.28 μg NO2- min-1 mg-1,

      – chez le nourrisson né à terme, âgé de 14 à 40 jours, à 1.03 μg NO2- min-1 mg-1,

       – chez le nourrisson âgé de 2 mois, à 1.05 μg NO2- min-1 mg-1,

       – chez l’adulte, à 6.7 μg NO2- min-1 mg-1.

Par PCR [réaction en chaîne par polymérisation], les auteurs identifient les germes présents dans la salive de 7 nourrissons prématurés, hospitalisés, et 5 nourrissons nés à terme, en bonne santé, résidant hors de la clinique. Ils observent la présence de:

       – Veillonella atypica et Rothia mucilaginosa chez tous les  nourrissons étudiés,

       – Actinomyces odontolyticus chez 5 des 7 nourrissons prématurés et 4 des 5 nourrissons nés à terme,

       – Staphylococcus epidermidis chez tous les nourrissons prématurés et 2 des 5 nourrissons nés à terme.

Ainsi, chez le nourrisson, la conversion des nitrates en nitrites dans la cavité buccale est soit indétectable, soit nettement plus faible que chez l’adulte [Oral bacterial conversion of nitrate to nitrite in infants was either undetectable or markedly lower than the conversion rates of adults].

Certes, la salive du nourrisson contient des bactéries capables de réduire les ions nitrate NO3-en nitrites NO2-. Cependant si, à cet âge, la réduction, dans la salive, des nitrates en nitrites est insignifiante ou très modérée, c’est vraisemblablement parce que le nombre des bactéries nitrato-réductrices y est extrêmement faible [To our knowledge […] this is the first study to report both the presence of nitrate reducing bacteria and measurement of oral nitrate reducing activity. The significantly lower nitrate reductase activity in newborns, despite evidence of their mouths having been colonized by these bacteria, may be due to relatively low bacterial abundance at this age, a factor not measured in the current study].

En définitive, chez le nourrisson, peu de nitrite d’origine salivaire atteint le tractus gastro-intestinal. Quand on considère l’importance, chez l’adulte, du cycle entérosalivaire des nitrates et de l’axe nitrate-nitrite-NO qui en dépend, on peut se demander si le faible nombre des bactéries nitrato-réductrices propre à la flore salivaire du nourrisson ne pourrait pas expliquer la vulnérabilité du premier âge au stress hypoxique comme à diverses pathologies gastro-intestinales [We conclude that relatively little nitrite reaches the infant gastrointestinal tract due to the lack of oral bacterial nitrate reductase activity. Given the importance of the nitrate-nitrite-NO axis in adults, the lack of oral nitrite-reducing bacteria in infants may be relevant to the vulnerability of newborns to hypoxic stress and gastrointestinal pathologies].

Commentaire du blog

Dans cette étude, le délai d’une heure au-delà duquel le prélèvement salivaire peut être effectué parait un peu court, du moins pour l’adulte. On sait que, chez l’adulte, un apport de 124 mg de NO3- peut augmenter les concentrations salivaires en nitrate NO3- et en nitrite NO2- pendant plus de deux heures [McKnight et coll., 1997].

Chez les adultes de cette étude, la concentration salivaire en nitrate: en moyenne, 42 mg NO3- l-1, est supérieure à celle que l’on rapporte habituellement pour des adultes strictement à jeun: entre 1.5 et 12.5 mg NO3- l-1.

En 1980, Eisenbrand et coll. faisaient déjà état de concentrations salivaires en nitrite NO2- nulles ou quasi nulles chez le nourrisson âgé de moins de 6 mois. Comme elle tient plus finement compte de l’âge et des circonstances, cette nouvelle étude fournit une appréciation plus précise des potentialités nitrato-réductrices de la salive du nourrisson.

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Parodontite et métabolites du NO dans la salive

Han, D.-H., Kim, M.-S., Shin, H.-S., Park, K.P. and Kim, H.-D. (2012) Association between periodontitis and salivary nitric oxide metabolites among community elderly Koreans. Journal of Periodontology 84, 776-784

(voir l'abstract ici)

Inflammation chronique du parodonte, c’est-à-dire de la gencive, du cément, du ligament alvéolo-dentaire et de l’os alvéolaire, la parodontite fait suite à une infection par des bactéries à Gram négatif, tels, par exemple, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia et Actinobacillus actinomycetemcomitans. L’atteinte inflammatoire va alors de pair avec une stimulation de la production locale d’oxyde nitrique NO [Periodontal disease is a chronic inflammatory reaction in response to the presence of Gram-negative bacteria that stimule NO production, such as Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia et Actinobacillus actinomycetemcomitans].

Les auteurs coréens [Ecole de Médecine Dentaire, Université Nationale de Séoul] vérifient si, dans cette affection, les teneurs salivaires en nitrate NO3-, en nitrite NO2- et en nitrate + nitrite [NOx] sont augmentées.

Leur étude porte sur 242 sujets coréens du district rural de Sunchang [province du Jeolla du Nord, Corée du Sud], réputé, disons-le en passant, pour être le district coréen offrant aux habitants la plus grande longévité [The Sunchang Elderly Cohort Study (SECS) has been conducted in Sunchang county, a rural area in which the elderly reportedly have the longest life expectancy in Korea]. Les sujets étudiés sont au nombre de 242. On dénombre 91 hommes, 151 femmes. Leur âge va de 48 à 93 ans.

Les mesures des teneurs salivaires en NO3-, NO2- et NOx sont effectuées au moins deux heures après toute ingestion alimentaire, solide ou liquide [Participants were asked to refrain from eating or drinking for two hours prior to collection]. 

Au terme d’un examen clinique et standardisé du parodonte, quatre stades sont retenus:

- 1) absence d’atteinte parodontale,

- 2) atteinte parodontale peu sévère,

- 3) atteinte parodontale moyennement sévère,

- 4) atteinte parodontale très sévère.

En cas d’absence d’atteinte parodontale, d’atteinte parodontales peu sévère, d’atteinte parodontale moyennement sévère et d’atteinte parodontale très sévère,

-       –   les concentrations moyennes de la salive en nitrate NO3- sont, respectivement, de 16.1, 16.7, 20.7 et 26.8 mg NO3- l-1.

-        –  les concentrations moyennes de la salive en nitrite NO2- sont, respectivement, de 14.5, 10.5, 10.7 et 24.1 mg NO2- l-1,

-        –  les concentrations moyennes de la salive en nitrate + nitrite NOx sont, respectivement, de 573, 497, 565 et 957 μmol l-1,

Entre l’importance de la parodontite et les teneurs salivaires étudiées, une relation linéaire semble exister. En fait, l’association est statistiquement significative avec les teneurs en nitrite comme avec les teneurs en NOx et ne l’est pas avec les teneurs en nitrate [Our data suggest a linear relationship between periodontitis and all three of the S-NO metabolite studied. Additionally, categorical data showed a significant association between severe periodontits and total NO and nitrite levels. Categorical data did not, however, show a significant association between severe periodontitis and nitrate levels].

Les auteurs concluent que, dans la salive, des teneurs élevées en métabolites de l’oxyde nitrique NO [S-NO] pourraient constituer un indice diagnostique en faveur de la parodontite infectieuse. Les teneurs salivaires des métabolites de l’oxyde nitrique NO |S-NO] pourraient servir à la détecter comme à en suivre l’évolution [Our results suggest that high levels of S-NO are likely the inflammatory hallmark of periodontal disease […] Thus, S-NO may serve as a potential biological marker for detecting and monitoring periodontitis].

Commentaire du blog

Les auteurs n’attachent pas, semble-t-il, l’importance qu’il conviendrait à la circulation entéro-salivaire des nitrates. Très vascularisées, les glandes salivaires puisent, en effet, en abondance les nitrates plasmatiques pour les déverser dans leur produit de sécrétion, la salive. En présence de la flore physiologique, toujours abondante [108 germes ml-1], ces nitrates salivaires provenant du plasma sont ensuite, en partie, transformés en nitrites salivaires.

Après des apports alimentaires en nitrate NO3-, les teneurs salivaires en nitrite NO2- augmentent, pour rester parfois élevées plus de deux heures. Ainsi 0, 20, 40, 60, 120 et 180 minutes après l’ingestion de 124 mg de NO3-, les teneurs salivaires moyennes en nitrite NO2- sont, respectivement, estimées à 2, 35, 35, 30, 22 et 21 mg NO2- l-1 (Mowatt et coll., 1999).

La précaution prise par les auteurs, ayant consisté à demander aux sujets un jeûne solide et liquide de deux heures, pourrait avoir été insuffisante.

Par ailleurs, toute inflammation intra-buccale, quel qu’en soit son site, qu’elle soit, par exemple, pharyngée, amygdalienne ou dentaire, est susceptible de se traduire par une augmentation de l’expression de la NO synthase inductible [iNOS], donc, par une augmentation des teneurs salivaires en métabolites de l’oxyde nitrique, c’est-à-dire en nitrates et en nitrites. Dès lors, les modifications constatées par les auteurs pourraient ne pas être caractéristiques d’une infection parodontale

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Nitrate et santé cardiovasculaire: un rôle majeur?

Machha, A. and Schechter, A.N. (2012) Inorganic nitrate: a major player in the cardiovascular health benefits of vegetables? Nutrition Reviews 70, 367-372

(voir l'abstract ici)

Alors qu’elle constitue de nos jours, du moins dans le monde occidental, la principale cause de mortalité, la pathologie cardiovasculaire voit son incidence diminuer en cas de forte consommation en légumes [Epidemiological evidence suggests that increased consumption of vegetables reduces the risk of cardiovascular disease, which is the leading cause of mortality in the Western world].

Traditionnellement, l’effet bénéfique est attribué aux facteurs antioxydants présents dans les légumes. En réalité, il se pourrait tout à fait qu’il soit lié à la présence d’autres facteurs [Although this benefit was traditionally postulated to be linked to the antioxidant factors in vegetables, studies over the past two decades have proposed many nonantioxidant factors as likely candidates as well].

Les légumes sont riches en nitrate NO3-. Plusieurs études cliniques et expérimentales montrent que des supplémentations alimentaires en nitrate, à des doses observées dans les régimes riches en légumes, exercent d’indiscutables effets bénéfiques cardiovasculaires [Several recent experimental and clinical studies show that dietary nitrate supplementation at doses commonly found in vegetable-rich diets exerts beneficial effects on the cardiovascular system].

Les auteurs américains [Rancho Cordova, Californie; Bethesda, Maryland] décrivent les divers mécanismes en cause. Ils les résument dans une figure reproduite ci-dessous.

Les épidémiologistes ont l’habitude d’associer fruits et légumes lorsqu’ils abordent, ou étudient, les bénéfices cardiovasculaires de l’alimentation. En réalité, dans le cadre de l’action des nitrates, cette assimilation des fruits aux légumes est inappropriée. En proportion de celle qui est enregistrée dans les légumes, la teneur en nitrate des fruits est, en effet, tout à fait minime, voire négligeable [However, […] it is unwise to join these foods together since the inorganic nitrate content of fruits and, accordingly, the contribution of fruits to endogenous nitrate levels is severalfold lower (or negligible) in comparison with vegetables].

Certaines études effectuées au cours des deux dernières décennies ont montré que des constituants des légumes autres que les nitrates, par exemple les polyphénols et la vitamine C, étaient également capables d’exercer des effets favorables cardiovasculaires. En réalité, comme le montre la figure ci-dessous, les actions des polyphénols et de la vitamine C se greffent sur le métabolisme NO3-- NO2-- NO.  Ils favorisent la réduction de l’ion nitrite NO2- en oxyde nitrique NO [Emerging data indicates that polyphenols and vitamin C are able to reduce nitrite to NO, which, in turn, may exert cardiovascular protection].

Ainsi, en matière de protection cardiovasculaire, il semble bien que les nitrates présents dans les légumes jouent le rôle majeur [From the studies presented above, it appears that inorganic nitrate may play a major role in the cardiovascular health benefits of vegetables, presumably through enhancing NO bioavailability in the vasculature].

Concernant, par contre, l’éventuel risque carcinogène lié à leur transformation in vivo en dérivés N-nitrosés, les auteurs émettent un jugement critique. Les études expérimentales et épidémiologiques ont échoué dans leur tentative de montrer un lien entre l’augmentation de la consommation en nitrate alimentaire et celle de la formation des composés N-nitrosés. Elles ont échoué, tout autant, dans leur tentative de montrer un lien entre l’augmentation de la consommation en nitrate alimentaire et le risque carcinogène [Experimental studies and epidemiological studies failed to consistently show either increased formation of N-nitrosamines or increased risk of cancer with increasing consumption of dietary nitrate].

En 2003, abordant l’éventuelle carcinogénicité des nitrates alimentaires, le Comité d’experts sur les Additifs Alimentaires de l’OMS et de la FAO [JECFA] conclut que les preuves sont, en réalité, tout à fait absentes [In 2003, the Joint Food and Agriculture Organization/World Health Organization Expert Committee on Food Additives reviewed studies that investigated a possible association between nitrate intake and cancer risk and concluded there was no evidence that nitrate was carcinogenic to humans].

Comme les auteurs le font remarquer, des études épidémiologiques à notre disposition il ressort, au contraire, qu’une consommation abondante en légumes pourrait réduire le risque d’apparition des cancers [Most importantly, epidemiological evidence mostly indicates that abundant consumption of vegetables reduces the risk of cancer]. Dans leur ensemble, les études suggèrent que les nitrates alimentaires n’ont pas d’effet carcinogène chez l’homme [Collectively, these studies suggest that dietary nitrate does not exert carcinogenic activity in humans and would not be harmful to human health via this mechanism].

Ingestion de légumes

(NO3- alimentaire)→ NO3- «systémique»

↓ Bactéries anaérobies de la cavité buccale

↓ Nitrate réductases tissulaires (?)

NO2- «systémique»

↓ Déoxyhémoglobine

↓ Déoxymyoglobine

↓ Xanthine oxydoréductase

↓ Vitamine C, Polyphénols

Oxyde nitrique NO ← ← [L-citrulline ←L-arginine (par eNOS)]

Contraction muscle lisse ↓        ↓

↓     Adhésion et agrégation plaquettaires ↓

Prolifération des cellules           ↓

musculaires lisses ↓                  ↓

↓…..Activité des marqueurs inflammatoires ↓

Molécules d’adhésion …….  . ↓

cellulaire ↓……………           ↓

↓     Migration et adhésion leucocytaires ↓

PROTECTION CARDIOVASCULAIRE

 

Participation de l’ion nitrate NO3- provenant des légumes de l’alimentation à la protection cardiovasculaire [selon Machha, A. et Schechter, A.N. (2012)].

 Après que les légumes sont ingérés, l’ion NO3- est intégré dans la circulation entérosalivaire. Il subit une réduction, qui le transforme d’abord en ion nitrite NO2- puis en oxyde nitrique NO; d’où ses effets protecteurs cardiovasculaires.

La voie Nitrate-Nitrite-NO s’ajoute à la voie classique de la L-arginine ou de la NO synthase.

 

 

 

 

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Très bon article dans «Science et Vie»

Capronnier, O. (2012) Nitrates. Attention, ils sont bons pour la santé! Science et Vie, n°1141, 96-101.

Publié dans une revue grand public, cet article se présente comme une «enquête sur un malentendu».

L’auteur part d’une contradiction «flagrante». D’un côté, depuis 1980, les autorités sanitaires fixent une teneur maximale réglementaire dans l’eau potable de 50 mg/l et proposent une DJA [Dose Journalière Admissible (donc maximale)] de 222 mg pour un adulte de 60 kg. De l’autre, elles encouragent la consommation de légumes, alors que certains d’entre eux contiennent «jusqu’à 5.000 mg de nitrate par kilogramme».

Pour «s’y retrouver dans cet imbroglio», l’auteur met en avant le rôle de l’oxyde nitrique NO, fabriqué dans notre organisme à partir de ces nitrates alimentaires. Elle mentionne les travaux de l’équipe de Jon Lundberg, du Karolinska Institute de Sockholm. Elle cite Mark Gilchrist de l’Université d’Exeter [Royaume-Uni].

Un schéma en couleur, fort bien dessiné, montre les trois effets bénéfiques principaux des nitrates NO3-, consécutifs à leur transformation en oxyde nitrique NO.

1) «Ils ont une action antiseptique», par l’intermédiaire d’une transformation dans la salive. «Ils sont réduits en nitrites NO2- par des bactéries hébergées dans les petites aspérités de la langue.» Et les nitrites sont ensuite transformés en peroxynitrite ONOO-. «Sans eux, nos dents seraient tout le temps cariées, nos bouches envahies de mycose, nous serions assaillis par les microbes Salmonella, Listeria et autres Shigella

2) «Ils rendent les muscles plus endurants». «L’oxyde nitrique NO est sollicité pour soutenir la production d’énergie des mitochondries dans les cellules». «Le rendement énergétique des muscles» est amélioré, ce qui dope les performances. Un encadré rappelle l’anecdote du Tour de France 2011 [Cf. rubrique du 28 janvier 2012]: le jus de betterave y est présenté comme «la nouvelle «potion magique» des sportifs»

3) «Ils renforcent le système cardiovasculaire». Grâce à l’oxyde nitrique NO, «les cellules musculaires des vaisseaux se relâchent et la pression artérielle diminue. Les plaquettes s’agrègent moins.». Ces processus contribuent «à éviter les accidents cardiovasculaires

«Mais alors», poursuit l’auteur, «d’où les nitrates tirent-ils encore leur mauvaise réputation?»

- «Essentiellement de travaux publiés…en 1945!» Elle rappelle la méprise de Hunter Comly, ce pédiatre américain qui pensait que les méthémoglobinémies du nourrisson, qu’il avait eu l’occasion d’observer, étaient consécutives à la présence de nitrates NO3- dans le biberon, alors qu’en réalité, elles étaient consécutives à la présence de nitrites NO2-, l’eau de puits nitratée utilisée pour la préparation des biberons ayant été bactériologiquement contaminée. Comme le dit l’auteur de cet article, «c’est le cocktail nitrates/bactéries qui présente un danger pour le nouveau-né, pas les nitrates seuls

- Reste «l’autre crainte», «leur effet cancérogène». Cette crainte est toujours présente chez certains, tels Mary Ward ou Yann Grosse, cités ici par l’auteur.

Pour la première, par exemple, le paradoxe des régimes à base de fruits et légumes, riches en nitrate, qui seraient «protecteurs», «vis-à-vis du cancer de l’estomac» s’expliquerait par la présence dans ces mêmes fruits et légumes d’«éléments capables de limiter la fabrication des composés nitrosés».

Pour le second, membre du Centre International de Recherche sur le Cancer [CIRC, Lyon], la classification par le Centre des nitrates comme «cancérogènes probables» vient de la prise en considération de conditions favorables à la nitrosation, telles une pauvreté de l’alimentation en vitamine C ou une acidité de l’estomac réduite.

En réalité, comme l’explique l’auteur, ce risque n’est pas confirmé. Elle cite Nathan Bryan, professeur au Texas Therapeutic Institute de Houston. Celui-ci est explicite: «Les conclusions du Centre International de Recherche sur le Cancer [CIRC] reposent sur des preuves indirectes à la portée très limitée et incluent des études de mauvaise qualité. De plus aucune des études épidémiologiques menées depuis ne confirme le risque cancérigène lié aux nitrates

Le raisonnement de l’auteur de l’article se poursuit: «Pourquoi, dans ces conditions, ne pas organiser une réévaluation de la dose journalière admissible et du seuil de potabilité de l’eau du robinet?»

Pour elle, aujourd’hui «seul le principe de précaution empêche de relever le seuil fixé

D’où la dernière question: «Faut-il toujours priver la grande majorité de la population des bénéfices cardiovasculaires des nitrates?»

Commentaire du blog

1) L’explication de Mary Ward [National Cancer Institute, USA] n’est pas scientifiquement recevable.

Les nitrites NO2- qui, dans l’estomac, sont mis en contact avec les amines pour y être transformés en nitrosamines (les «composés nitrosés») ne proviennent pas directement des nitrates NO3- alimentaires. Ils en proviennent, en réalité, très indirectement.

Les nitrates NO3- alimentaires arrivent, non transformés, sous forme de nitrate NO3- dans l’estomac. Ils sont, par la suite, absorbés dans l‘estomac et la partie haute de l’intestin grêle, et parviennent dans le plasma. Dans le plasma, les ions nitrate NO3- provenant des légumes, les ions NO3- provenant de l’eau de boisson, les ions nitrate NO3- provenant de la synthèse endogène des nitrates, par la voie de la L-arginine-NO synthase, sont tous mélangés.

Ces ions nitrate NO3- présents dans le plasma, de toutes origines, sont ensuite puisés sous forme active par les glandes salivaires, qui les font passer à forte concentration dans la salive. Lors de ce deuxième passage dans la cavité buccale, les nitrates NO3- salivaires sont transformés en nitrite NO2- grâce aux bactéries de la flore buccale. Ce sont ces nitrites NO2- salivaires, déglutis, parvenant dans l’estomac et mis en présence d’amines, qui sont partiellement transformés en nitrosamines.

Supposons un instant que l’explication de Mary Ward soit correcte. Il faudrait, non seulement minimiser les apports en nitrate provenant de l’eau de boisson, mais aussi éviter les efforts physiques et sportifs, qui accentuent la synthèse endogène en oxyde nitrique NO et en nitrate NO3-. Il faudrait, par ailleurs, déglutir le moins possible de nitrates salivaires; autrement dit, pour ne pas déglutir la salive, il faudrait sans cesse la cracher. Le côté déraisonnable de la déduction saute aux yeux. L’«explication» de Mary Ward n’est pas scientifiquement défendable.

2) L’explication de Yann Grosse ne convainc pas non plus. Aucune preuve scientifique n’appuie ses hypothèses. De plus, comme on le sait, les teneurs plasmatiques en nitrate des Tibétains vivant à 4200 mètres d’altitude sont, en permanence, près de dix fois supérieures à celles de sujets vivant au bord de la mer [rubrique du 30 octobre 2009]. Si sa crainte était justifiée, on en viendrait à déconseiller la vie en altitude…

3) L’article récent de Nathan Bryan auquel l’auteur fait allusion sera présenté dans une prochaine rubrique.

4) Dans notre pays, les fortes avancées scientifiques sur le thème nitrates-santé sont ignorées, voire occultées, par la plupart des médias, qu’ils soient écrits ou audio-visuels. Jusqu’à présent, seul l’hebdomadaire «La France Agricole» a rendu compte de l’innocuité des nitrates (hormis le cas du biberon préparé avec une eau de puits à la fois nitratée et bactériologiquement contaminée [106 germes ml-1]) et de leurs nombreux effets bénéfiques pour la santé [rubrique du 8 avril 2011]. Le mensuel «Science et Vie» le rejoint. Un mur ne serait-il pas en train de se lézarder?

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n° 250: Ville et Mestrezat 1907 Pourquoi des nitrites dans la salive?

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Ville, J. et Mestrezat, W. (1907) Origine des nitrites contenus dans la salive; leur formation par réduction microbienne des nitrates éliminés par ce liquide. Comptes Rendus des Séances de la Société de Biologie 63, 231-233.

Mis en ligne depuis octobre 2009, le blog «Nitrates et santé» en arrive à sa deux-cent-cinquantième rubrique. C’est l’occasion pour lui de présenter un article historique de très grande valeur. A n’en pas douter, ce travail français du début du vingtième siècle est destiné à rester à la postérité.

La présence d’ions nitrite NO2- dans la salive buccale est connue du milieu scientifique depuis la deuxième moitié du dix-neuvième siècle. Schönbein la décrit, en effet, dès 1862. Griess la confirme en 1878.

Mais au début du vingtième siècle, la raison du phénomène reste encore inconnue. Le mérite de son explication revient à deux auteurs français R. Ville et W. Mestrezat, qui, lors d’une séance de la Société de Biologie, à Paris, le 27 juillet 1907, firent un exposé tout à fait remarquable.

Dans un premier temps, utilisant le réactif de Griess, ils confirment que la salive «ordinaire», celle qui a séjourné dans la cavité buccale, renferme en permanence des nitrites, en quantité plus ou moins notable.

Dans un deuxième temps, utilisant le même réactif, ils observent que les salives «pures», c’est-à-dire les salives parotidienne et sous-maxillaire, recueillies chez l’homme par cathétérisme des canaux d’excrétion correspondants, ne renferment aucune trace de nitrite.

Dans un troisième temps, ils constatent que, par contre, les salives parotidienne et sous-maxillaire «pures» contiennent toujours des nitrates, à des concentrations qui varient, suivant les sujets, entre 10 et 200 milligrammes par litre.

Dans un quatrième temps, plaçant pendant une minute dans la bouche de plusieurs sujets une solution de nitrate de sodium au millième, ils constatent, avec le réactif de Schönbein, détecteur de nitrites, l’apparition d’une coloration bleue intense, alors que, par comparaison, l’expérience étant faite avec le même réactif et de l’eau distillée, la coloration ne reste que faiblement prononcée. Ils continuent par un expérience différente sur une salive «mixte», ou «ordinaire», récemment émise. La réaction des nitrites par le réactif de Schönbein commence par être assez faible. Puis, lorsque la salive est abandonnée à elle-même, à l’abri des germes de l’air, l’intensité de la réaction des nitrites vient à augmenter avec le temps, pendant que, corrélativement, le taux de nitrate dans la salive baisse.

Leurs conclusions sont simples, logiques et sans appel:

- La salive «pure» présente dans les canaux d’excrétion contient des nitrates.

- La salive «pure» présente dans ces canaux d’excrétion ne contient pas de nitrites.

- La salive «ordinaire» prélevée dans la cavité buccale contient des nitrites. Ces nitrites de la salive «ordinaire» proviennent d’une «action réductrice exercée sur ces nitrates par les microorganismes contenus dans la cavité buccale».

Commentaire du blog

 Plus de cent ans après cette présentation à la Société de Biologie (Paris), les scientifiques n’ont rien à corriger.

 Après avoir été présentées au milieu scientifique, et malgré leur importance, ces données de physiologie humaine vont ensuite sombrer dans l’oubli durant plus d’un demi-siècle. Ce ne sera que bien plus tard, vers les années 1970, que le monde scientifique les «redécouvrira», quand son attention se portera sur les nitrosamines et leurs hypothétiques effets indésirables sur la santé humaine.

 Notons que William Mestrezat (1883-1928) est aussi un grand nom de la neurologie française. Ses travaux sur le liquide céphalorachidien sont restés célèbres. En 1912, il fut l’auteur d’un ouvrage intitulé: «Le liquide céphalo-rachidien normal et pathologique, valeur clinique de l’examen chimique. Maloine, Paris». Il y précisait, pour la première fois, sa composition chimique.

 Avec J. Ville, William Mestrezat mérite aussi de laisser son empreinte dans l’histoire de la médecine en raison de cette importante découverte du sort physiologique des nitrates dans la salive, «pure» puis «ordinaire».

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Nitrite plasmatique et capacité à l’effort

Totzeck, M., Hengden-Cotta, U.B., Ramnos, C., Frommke, L.-M., Knackstedt, C., Predel, H.-G., Kelm, M. and Rassaf, T. (2012) Higher endogenous nitrite levels are associated with superior exercise capacity in highly trained athletes. Nitric Oxide 27, 75-81

(voir l'abstract ici)

Si la définition de la capacité à l’effort peut encore faire l’objet de discussions, on tend maintenant à considérer que, pour un individu, il s’agit de sa plus ou moins grande capacité à rester en aérobiose lors de l’exercice musculaire [One central theory supports the notion that the overall ability of an individual to remain in an aerobic state during exercise reflects exercise capacity].

Lorsque l’exercice devient trop intense, le muscle recourt, on le sait, à une glycolyse anaérobie, laquelle produit conjointement de l’ATP et de l’acide lactique. Lorsqu’il s’accumule dans le courant circulatoire, cet acide lactique exerce, en retour, un effet négatif, limitant la fonction musculaire.

Le but que l’on assigne à l’entraînement d’endurance est d’accroître la capacité de l’organisme à se maintenir en métabolisme aérobie lors de l’effort, d’augmenter ainsi son seuil lactique anaérobie [Endurance exercise training aims to increase the capacity of an athlete to maintain aerobic metabolism, and changes in lactate anaerobic thresholds are one of the most important measures to evaluate the effectiveness of training routines].

Comme les apports alimentaires en nitrate sont connus pour améliorer les performances sportives [voir, par exemple, les nombreuses références dans la page: Rubriques par thèmes], les auteurs allemands et néerlandais [Düsseldorf, Cologne et Maastricht] cherchent à vérifier ici si, chez le sportif,  les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- ont ou non une influence sur la capacité à l’effort.

Leur étude porte sur 11 sportifs jeunes, âgés de 25 à 35 ans, de sexe masculin, non-fumeurs et très bien entraînés [4 entraînements par semaine ou plus]. Il s’agit, ou bien de cyclistes, ou bien d’adeptes du triathlon [cyclisme, natation, course à pied].

Les concentrations plasmatiques en nitrite NO2- sont évaluées avant l’effort. Les participants effectuent ensuite un effort progressivement croissant sur ergomètre, jusqu’à épuisement […a stepwise bicycle exercise test until exhaustion]. Le rythme cardiaque est continuellement enregistré [The heart rate (beats per min, bpm) was contiuously measured by a wireless transmitter around the thorax of the participants]. Les taux sériques d’acide lactique sont vérifiés au lobe de l’oreille. On tient compte des données classiques assimilant le seuil lactique anaérobie à une lactatémie de 4 mmol l-1.

·        Lorsque, préalablement, la concentration plasmatique en nitrite du sportif entraîné est de 1.84 μg NO2- l-1,

le rythme cardiaque à partir duquel la lactatémie atteint 4 mmol l-1 est, en moyenne, de 150 battements par minute.

·        Lorsque, préalablement, la concentration plasmatique en nitrite du sportif entraîné est de 5.52 μg NO2- l-1,

le rythme cardiaque à partir duquel la lactatémie atteint 4 mmol l-1 est, en moyenne, de 165 battements par minute.

·        Lorsque, préalablement, la concentration plasmatique en nitrite du sportif entraîné est de 9.2 μg NO2- l-1,

le rythme cardiaque à partir duquel la lactatémie atteint 4 mmol l-1 est, en moyenne, de 180 battements par minute.

Par cette expérience, les auteurs montrent qu’effectivement, chez le sportif entraîné, la concentration plasmatique en nitrite NO2-, avant l’exercice, est corrélée à la capacité à l’effort, du moins lorsque l’évaluation de cette dernière fait appel à la notion de seuil lactique anaérobie [We here showed that endogenous pre-ercise nitrite levels are associated with superior exercise capacity as measured by lactate anaerobic thresholds].

Ce qui est vrai, dans cette expérience, pour la concentration plasmatique en nitrite NO2- ne se vérifie cependant pas pour la concentration plasmatique en nitrate NO3-. Les auteurs ne constatent pas de corrélation entre cette dernière, avant l’exercice, et la capacité à l’effort [No such correlations were determined for plasma nitrate levels].

Commentaire du blog

S'il n'existe pas de corrélation entre la concentration plasmatique en nitrate NO3-, avant l'exercice, et la capacité à l"effort, il ne faudrait pas en conclure que les apports alimentaires en nitrate NO3- soient dénués d'effet sur la capacité à l'effort. On se souviendra, bien sûr, que les apports en nitrate retentissent sur les concentrations plasmatiques en nitrite NO2-.

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