Effets bénéfiques cardiovasculaires des nitrites et des nitrates alimentaires

Posted on 10 novembre 2011 by admin

Machha, A. and Schechter, A. (2011) Dietary nitrite and nitrate: a review of potential mechanisms of cardiovascular benefits. European Journal of Nutrition 50, 293-303

(voir l'abstract ici)

Travaillant au «National Institutes of Health» de Bethesda [Maryland, USA], les auteurs proposent une revue des effets bénéfiques cardiovasculaires attribués aux nitrates et aux nitrites alimentaires et en montrent les mécanismes.

En raison de solides arguments épidémiologiques, l’intérêt pour les effets bénéfiques cardiovasculaires des régimes alimentaires riches en fruits et légumes n’a fait que croître au cours des deux dernières décennies. Récemment, l’intérêt s’est tout spécialement porté sur le contenu de tels aliments en nitrite et nitrate, lequel pourrait rendre compte de leurs effets bénéfiques, comme incitent à le penser un certain nombre d’études, tant chez l’homme que chez l’animal [Of late, there is  great interest in the nitrite and nitrate content of these foods in improving cardiovascular health […]. Over the past decade, several in vitro and in vivo animal model studies and a few human studies have provided evidence that the nitrite and nitrate content of the fruits and vegetables could contribute to their cardiovascular health benefits].

Les mécanismes par l’intermédiaire desquels les ions nitrate et nitrite d’origine alimentaire exercent leurs effets bénéfiques cardiovasculaires semblent multiples:

L’ion nitrite NO2- est réduit en oxyde nitrique NO, non seulement dans le liquide gastrique acide, mais aussi dans le tissu cardiaque, lorsqu’en situation pathologique, celui-ci est ischémique et acide. En cas d’anoxie, la NO synthase endothéliale, serait, en effet, capable de générer du NO, non plus à partir de la L-arginine, mais directement à partir de l’ion nitrite NO2- [Recent experimental data suggest that eNOS can generate NO in the absence of molécular O2 by utilizing nitrite as substrate].

Au cours des affections cardiovasculaires, les mitochondries sont à l’origine d’une production accentuée d’«espèces réactives de l’oxygène» [reactive oxygen species, ROS], qui diminue la biodisponibilité de l’oxyde nitrique d’origine endothéliale. A l’inverse, comme il a été montré au cours des dernières années, l’ion nitrite est en mesure d’inhiber cette surproduction mitochondriale d’«espèces réactives de l’oxygène»; en résulte un effet favorable sur la «dysfonction endothéliale».

Les ions nitrate et nitrite ont une action vasodilatatrice. Celle-ci fait intervenir leur réduction en oxyde nitrique NO, puis une activation dans les cellules musculaires lisses de la guanylyl cyclase soluble [sGC]; c’est la voie classique NO/sGC/ GMP cyclique.

Par un mécanisme non encore élucidé, les ions nitrate et nitrite diminuent l’agrégation plaquettaire, ce qui n’est pas sans contribuer également au bénéfice cardiovasculaire [A growing weight of evidence suggests that nitrite and nitrate reduce platelet aggregation, indicating that inhibition of abnormal platelet aggregation may contribute at least in part to cardiovascular benefits of dietary nitrite and nitrate].

Les nitrates et les nitrites alimentaires ne font pas, par ailleurs, courir de risque cancérigène [Several lines of experimental and epidemiological research failed to show any causative link between nitrite and nitrate intake and development of cancer].

Dans ces conditions, il est logique et rationnel d’envisager de faire appel désormais à une supplémentation en ions nitrate en nitrite pour prévenir et traiter les maladies cardiovasculaires [A role for nitrite and nitrate in nitric oxide biosynthesis and/or in improving nitric oxide bioavalability may eventually provide a rationale for using dietary nitrite and nitrate supplementation in the treatment and prevention of cardiovascular diseases].

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Belgique: apports en nitrate et nitrite

Posted on 6 novembre 2011 by admin

Temme, E.H.M., Vandevijvere, S., Vinkx, C., Huybrechts, I., Goeyens, L. and Van Oyen, H. (2011) Average daily nitrate and nitrite intake in the Belgian population older than 15 years. Food Additives and Contaminants 28, 1193-1204

(voir l'abstract ici)

Cette enquête belge émane de l’Institut Scientifique de Santé Publique (ISP) de Bruxelles, du Service Publique Fédéral (SPF) Santé Publique de Bruxelles et du Département de Santé Publique de l’Université de Gand.

Le travail porte sur 3245 sujets âgés de 15 ans et plus. L’âge moyen est de 46 ans pour les hommes, 48 ans pour les femmes. Le poids moyen est de 71 kg pour les hommes, 65 kg pour les femmes. L’alimentation des vingt-quatre heures précédentes est précisée par questionnaire, dans le cadre d’un programme dénommé EPIC-SOFT. Les teneurs en nitrate NO3- et en nitrite NO2- des divers aliments donnent lieu à de nombreuses mesures.

L’apport quotidien total moyen en nitrate NO3- est de 1.38 mg NO3- kg-1, soit 96 mg NO3-. L’apport quotidien moyen en nitrate NO3- à partir des légumes, des pommes de terre et des fruits est de 0.885 mg NO3- kg-1, soit 61 mg NO3-. L’apport quotidien moyen en nitrate NO3- provenant de l’adjonction en nitrates effectuée dans les viandes et les fromages est de 0.013 mg NO3- kg-1, soit 1.16 mg NO3-.

50 % des nitrates viennent des légumes, 20% de l’eau et des boissons non alcoolisées, 10% des pommes de terre, 10% des potages et bouillons. Parmi les légumes, c’est la laitue qui contribue le plus à ces apports en nitrate [Of the vegetables, lettuce was the main contributor to total nitrate intake, both because of its high nitrate concentration and its high consumption in the Belgian population].

La Dose Journalière Admissible [DJA] pour les nitrates, ré-édictée en 2005 par le Comité d’Experts sur les Additifs alimentaires de l’OMS et de la FAO (JECFA), est, rappelons-le, de 3.65 mg NO3- kg-1, soit 220 mg NO3- pour un adulte de 60 kg. Dans cette étude portant sur la population belge, l’apport total moyen en nitrate correspond à 38% de la DJA. Si l’on prend en considération 97.5% de la population, l’apport total est susceptible d’atteindre 76% de la DJA [Exposure of the Belgian population to nitrate at a mean intake corresponded to 38% of the ADI (while 76% at the 97.5 percentile)].

L’apport quotidien moyen en nitrite NO2- provenant des produits de la viande, notamment des saucisses et de la volaille, est évaluée à 0.003 mg NO2- kg-1, soit à 0.24 mg NO2-. La Dose Journalière Admissible (DJA) pour les nitrites étant fixée à 0.07 mg NO2- kg-1, soit à 4.2 mg NO2- pour un sujet de 60 kg, l’apport provenant des produits de la viande correspond à 6% de cette DJA pour les nitrites.

Il est possible qu’en Belgique la consommation en légumes ait fléchi au cours des dernières années. Dans une étude effectuée en 1992 et 1993, les apports quotidiens moyens en légumes étaient estimés à 202 g [Dejonckheere et coll., 1994]; ils le sont maintenant à 132 g. Les apports quotidiens en légumes recommandés par les autorités sanitaires pour une bonne prévention des maladies cardiovasculaires est de 350 g. Les auteurs calculent que si, en conformité avec ces directives, la population belge ingérait en moyenne 350 g de légumes par jour, l’apport moyen en nitrate serait, non plus de 1.38 mg NO3- kg-1, mais de 2.49 mg NO3- kg-1, ce qui correspondrait à 68% de la DJA. Elle bénéficierait alors des effets bénéfiques des nitrates, sans avoir à craindre la survenue de quelque effet indésirable [As the ADI of nitrate will not be exceeded by complying with the recommendation for vegetable consumption, the beneficial effects of increasing vegetable intake outweigh the possible adverse effects].

Si la teneur de l’eau de consommation en nitrate était de 50 mg NO3- kg-1, correspondant ainsi à la concentration maximale fixée par les autorités sanitaires européennes, l’apport quotidien moyen en nitrate serait, non plus de 1.38 mg NO3- kg-1, mais de 1.76 mg NO3- kg-1. Ceci correspondrait à 48% de la DJA.

Si les deux conditions précédentes étaient associées, c’est-à-dire une consommation quotidienne en légumes de 350 g combinée à une concentration en nitrate de l’eau de consommation de 50 mg NO3- kg-1, l’apport moyen en nitrate serait, non plus de 1.38 mg NO3- kg-1, mais de 2.59 mg NO3- kg-1. Ceci correspondrait à 75.7% de la DJA et, dans un tel cas de figure, les apports en nitrates de 25% de la population adulte de Belgique viendraient à dépasser la DJA pour les nitrates. Selon les auteurs, il resterait, en fait, à savoir si un tel dépassement de la DJA serait bénéfique ou nocif […25% of the adult population in Belgium would exceed the ADI. Whether this is beneficial or harmful must be further assessed]

Commentaire du blog

Dans leur introduction, les auteurs mentionnent les effets bénéfiques des nitrates et des nitrites [Recently the role of nitrate and nitrite as healthful dietary components has been reconsidered]. Dans leur conclusion, on voit qu’ils les ont toujours à l’esprit.

Alors qu’il est commandité à Bruxelles par le Service Public Fédéral (Santé publique, Sécurité de la Chaîne Alimentaire et Environnement) et qu’il émane ainsi d’instances officielles, leur travail n’omet pas de signaler les effets bénéfiques des nitrates alimentaires. Voilà qui  est plutôt nouveau et vaut d’être remarqué.

Quant aux effets indésirables que les ions nitrate et nitrite sont censés exercer au long cours chez l’adulte, il apparaît que les auteurs les évoquent ici plus par habitude que par réelle conviction.

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Tabac, chocolat noir et NOx

Posted on 2 novembre 2011 by admin

Loffredo, L., Carnevale, R., Perri, L., Catasca, E., Augelletti, T., Cangemi, R., Albanese, F., Piccheri, C., Nocella, C., Pignatelli, P. and Violi, F. (2011) NOX2-mediated artery dysfunction in smokers: acute effect of dark chocolate. Heart 97, 1776-1781

(voir l'abstract ici)

Connue pour faire le lit de l’athérosclérose systémique, la dysfonction endothéliale se mesure à l’aide de la FMD [Flow-mediated dilation, ou dilatation dépendante du flux sanguin], cette FMD étant elle-même fonction de la synthèse d’oxyde nitrique [NO] dans la paroi vasculaire. Chez le fumeur, la synthèse de NO et la FMD sont toutes deux diminuées; la dysfonction endothéliale mène à l’athérosclérose et à la coronaropathie.

Les auteurs italiens [Sapienza University, Rome] présentent une étude effectuée chez 20 sujets sains et 20 fumeurs [7 hommes et 13 femmes dans chaque groupe; âge moyen: 33 ans]. En moins de 15 minutes, les sujets ingèrent soit 40 g de chocolat au lait, contenant moins de 35% de cacao, soit 40 g de chocolat noir, contenant plus de 85% de cacao. Le taux sérique de NOx [nitrate NO3- + nitrite NO2-] est vérifié avant, puis deux heures après l’ingestion de chocolat.

Avant l’ingestion de chocolat, le taux sérique de NOx est nettement plus faible chez le fumeur que chez le témoin: en moyenne et respectivement 13.5 et 21 μM.

Deux heures après l’ingestion de chocolat au lait avec faible teneur en cacao, chez le fumeur comme chez le témoin, le taux sérique de NOx s’élève modérément, atteignant en moyenne et respectivement 15 et 22.5 μM.

Deux heures après l’ingestion de chocolat noir avec forte teneur en cacao, le taux sérique de NOx s’élève modérément chez le témoin, passant en moyenne de 21 à 22 μM, et beaucoup plus nettement chez le fumeur, passant en moyenne de 13.5 à 19.5 μM.

Parallèlement, on ne note pas d’amélioration de la FMD chez le témoin après ingestion de chocolat, qu’il soit noir ou au lait. Chez le fumeur, l’amélioration de la FMD n’est que modérée après ingestion de chocolat au lait. Chez le fumeur, elle est, par contre, nette deux heures après l’ingestion de chocolat noir à forte teneur en cacao.

Il ressort de ce travail que, non chez le sujet sain, mais chez le fumeur et par l’intermédiaire d’une accentuation de la synthèse d’oxyde nitrique NO, le cacao pourrait être pourvu d’un effet vasculaire favorable. Il reste à étudier désormais plus avant les effets du cacao chez tout sujet à risque cardiovasculaire [The study warrants further investigation to analyse the long-term effects of dark chocolate in patients at risk of cardiovascular disease].

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Apports en nitrate, apports en nitrite, cancer du pancréas

Posted on 29 octobre 2011 by admin

Aschebrook-Kilfoy, B., Cross, A.J., Stolzenberg-Solomon, R.Z., Schatzkin, A., Hollenbeck, A.R., Sinha, R. and Ward, M.H. (2011) Pancreatic cancer and exposure to dietary nitrate and nitrite in the NIH-AARP diet and health study. American Journal of Epidemiology 174, 305-315

(voir l'abstract ici)

Cette équipe d’auteurs américains [National Cancer Institute, Bethesda. Maryland] a déjà utilisé les données issues de la «National Institutes of Health – American Association of Retired Persons (NIH – AARP) Diet and Health Study» pour étudier les liens éventuels entre, d’une part, les apports en nitrate et, d’autre part, les incidences

- du gliome de l’adulte [rubrique du 17 septembre 2010],

- du cancer de la thyroïde [rubrique du 5 novembre 2010]

- et des cancers de l’œsophage et de l’estomac [rubrique du 5 décembre 2010].

Comme l’ont indiqué et le rappelleront les commentaires du blog, la valeur méthodologique de ces études est discutable.

L’équipe du National Cancer Institute présente ici un quatrième travail consacré au cancer du pancréas. Initié en 1995, il porte sur 566 402 sujets âgés de 50 à 71 ans. Les sujets répondent à un questionnaire de 124 items ayant trait à leur alimentation des douze derniers mois. De 1995 à 2006, pendant environ dix ans, 1 728 nouveaux cas de cancer pancréatique sont recensés.

Les résultats sont négatifs. Chez l’homme comme chez la femme, aucune corrélation statistiquement significative n’est constatée entre les apports totaux en nitrate ou en nitrite et l’incidence des cancers pancréatiques [There was no association between total nitrate or nitrite intake and pancreatic cancer in men or women].

Les auteurs reconnaissent que la fiabilité des données recueillies par le questionnaire utilisé n’est pas parfaite [Limitations include the possibility that dietary intake based on food frequency questionnaires is affected by measurement error].

Commentaires du blog

Les rubriques du 17 septembre, du 5 novembre et du 5 décembre 2010 ont déjà signalé qu’il est difficile de se fier véritablement aux données recueillies par questionnaire.

Les apports en nitrate provenant de l’eau de boisson ne sont pas correctement pris en compte [The usual source of drinking water and tap water was not assessed for the cohort] [Erreur n°7b – rubrique du 27 juillet 2010].

Enfin, les auteurs de ces études conduisent leurs enquêtes successives sans se soucier de la synthèse endogène des nitrates par la voie de la L-arginine-NO synthase, que l’on sait, par exemple, fortement accrue par les activités physiques ou sportives et le séjour en altitude et fortement diminuée chez un sujet combinant surpoids et syndrome métabolique [rubrique du 22 octobre 2011]. Ils omettent même de mentionner son existence [Erreur n° 7c – rubrique du 27 juillet 2010].

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Oxyde nitrique, sodium et hypertension artérielle essentielle

Posted on 25 octobre 2011 by admin

Simonsen, J.A., Rasmussen, M. S., Vach, W., Hoilund-Carlsen, P.F. and Bie, P. (2012) Exaggerated natriuresis during clamping of systemic NO supply in normal man. Clinical Science (London) 122, 63-73

(voir l'abstract ici)

L’oxyde nitrique NO joue très vraisemblablement un rôle dans l’homéostasie du milieu intérieur [Nitric oxide (NO) may be involved in fluid homeostasis].

Avant leur expérience, les auteurs, danois [Odense] et allemand [Fribourg-en-Brisgau], envisagent, à titre d’hypothèse, qu’une augmentation de la synthèse endogène d’oxyde nitrique NO déclenche une augmentation de l’excrétion urinaire de sodium [Na] (ou natriurèse), et, qu’à l’inverse, une diminution de la synthèse endogène d’oxyde nitrique NO se traduise par une diminution de cette même natriurèse.

Leur expérience porte sur 8 jeunes hommes, sains et volontaires, dont l’âge moyen est de 26 ans. Ils reçoivent un inhibiteur de la NO synthase, le Nω-nitro-L-arginine methyl ester, ou L-NAME, d’abord sous forme de bolus, à la dose de 750 μg par kg de poids corporel, puis en perfusion, pendant cinq heures, au rythme de 8.3 μg par kg et par minute. Pour contrecarrer l’augmentation des résistances périphériques à laquelle expose la perfusion de L-NAME, les auteurs prescrivent également, avec trente minutes de décalage et pendant cinq heures, une perfusion d’un donneur de NO, le nitroprussiate de sodium, (Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O), au rythme de 0.5 μg par kg et par minute. Par ailleurs, durant trois heures, pendant ces perfusions de L-NAME et de nitroprussiate de sodium, ils mettent en place une perfusion de chlorure de sodium NaCl, au rythme de 20 μmol par kg et par minute.

Par comparaison, chez les sujets participant à l’expérience, ils effectuent aussi la perfusion de chlorure de sodium en l’absence des perfusions conjointes de L-NAME et de nitroprussiate de sodium.

La perfusion de chlorure de sodium seule, et la lente expansion induite du volume extracellulaire, sont à l’origine d’une augmentation de l’excrétion urinaire des ions nitrate et nitrite [NOx], de 28% en moyenne. Celle-ci passe, en moyenne, de 0.64 à 0.82 μmol par minute.

A la quatrième heure, en cas de perfusion de chlorure de sodium seule, l’excrétion urinaire de sodium se trouve augmentée d’approximativement 50%. Elle passe, en moyenne, de 23 à 35 μmol par minute.

A la quatrième heure, lorsque la perfusion de chlorure de sodium est encadrée par les perfusions de L-NAME et de nitroprussiate de sodium, l’excrétion urinaire de sodium n’est pas l’objet d’une augmentation moindre. Elle se trouve, au contraire, encore davantage augmentée, de près de 300%. Elle passe, en moyenne, de 19 à 54 μmol par minute.

Comme on l’a vu, les auteurs s’attendaient à ce que, chez les volontaires sains, l’inhibition de la NO synthase se traduise par une diminution de l’excrétion urinaire du sodium. Dans leur modèle, c’est l’inverse qu’ils observent. L’excrétion urinaire est augmentée.

La raison ne leur apparaît pas clairement [The specific mechanisms of the hypernatriuresis remain obscure].

Comme ils le font remarquer, on sait depuis de nombreuses années que, lorsqu’elle est légère et isolée, il arrive volontiers que l’hypertension artérielle dite essentielle soit associée à une augmentation de l’excrétion urinaire du sodium [It has been known for many years, and recently confirmed, that mild, monosymptomatic, essential hypertension is associated with hypernatriuresis]. Il ne serait donc pas impossible que l’hypertension artérielle «essentielle» se trouve liée à une réduction de la biodisponibilité rénale en oxyde nitrique NO [It is possible that hypertension is associated with reduced renal NO availability].

Commentaire du blog

Dans cette expérience, l’interprétation des résultats n’apparaît pas des plus aisées, les sujets recevant tout à la fois un inhibiteur de la NO synthase et un donneur de NO.

On pourrait, par ailleurs, s’interroger sur le rôle des apports sodés provenant du nitroprussiate de sodium dans l’augmentation de la natriurèse. En fait, les apports sodés provenant du nitroprussiate de sodium sont minimes: 3.4 nmol (or 77 ng) kg-1 min-1, en comparaison de ceux qui proviennent de la perfusion de chlorure de sodium: 20 µmol kg-1 min-1 [communication personnelle des auteurs].

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Obésité et diminution de synthèse de nitrate

Posted on 22 octobre 2011 by admin

Siervo, M., Jackson, S.J. and Bluck, L.J.C. (2011) In-vivo nitric oxide synthesis is reduced in obese patients with metabolic syndrome: application of a novel stable isotopic method. Journal of Hypertension 29, 1515-1527

(voir l'abstract ici)

Au Centre de Recherche sur la Nutrition Humaine du MRC [Medical Research Council] de Cambridge, au Royaume-Uni, les auteurs ont mis au point une méthode isotopique qui permet de mesurer la synthèse d’oxyde nitrique NO dans l’organisme: l’«Oral Nitrate Test», ou ONT.

Le sujet ingère une dose de nitrate de sodium marqué [Na15NO3]. En fonction des décroissances de radioactivité constatées dans les échantillons ou de salive ou d’urine, il est possible d’évaluer quantitativement  la synthèse endogène d’oxyde nitrique NO.

Dans un premier temps, les auteurs comparent, chez 10 adultes volontaires, les résultats obtenus avec leur nouvelle méthode à ceux que donne une méthode isotopique classique, la «FSAT method», avec perfusion de L-[15N]2-arginine.

A partir des prélèvements salivaires, l’«Oral Nitrate Test» évalue, en moyenne, la synthèse endogène d’oxyde nitrique à 31.7 mg de NO par jour. A partir des prélèvements urinaires, il l’évalue à 25.2 mg de NO par jour.

Comme ses résultats s’approchent davantage de ceux de la classique «FSAT method», l’«Oral Nitrate Test» salivaire est préférée à l’«Oral Nitrate Test» urinaire. Cette nouvelle méthode isotopique salivaire a pour intérêt d’être précise, sensible, en outre, peu invasive. Elle pourrait devenir désormais une méthode de référence pour la mesure de la synthèse endogène d’oxyde nitrique NO [The advantages of the new saliva ONT method are its accuracy, sensitivity and lack of invasiveness, which could make it a reference method for the assessment of in vivo rates of whole-body nitric oxide synthesis].

Dans un deuxième temps, les auteurs mesurent avec l’«Oral Nitrate Test» salivaire la synthèse d’oxyde nitrique NO chez 7 sujets sains de poids normal, 7 sujets obèses sans syndrome métabolique, 7 sujets obèses avec syndrome métabolique.

En moyenne, la synthèse d’oxyde nitrique NO est de:

- 31.7 mg de NO par jour chez le sujet sain de poids normal,

- 24.7 mg de NO chez le sujet obèse sans syndrome métabolique

- 10.6 mg de NO seulement chez le sujet obèse avec syndrome métabolique.

Chez le sujet obèse avec syndrome métabolique, la diminution de la synthèse d’oxyde nitrique NO est réellement significative. Celle-ci pourrait être directement liée à l’augmentation des risques de dysfonction endothéliale et d’athérosclérose à laquelle, comme on le sait, le sujet obèse avec syndrome métabolique est particulièrement exposé [The significant decrease in nitric oxide synthesis in obese patients with metabolic syndrome is directly associated with an increased risk of endothelial dysfunction and atherosclerotic risk].

Commentaire du blog

Chez le sujet sain de poids normal, chez le sujet obèse sans syndrome métabolique et chez le sujet obèse avec syndrome métabolique, mesurée avec l’«Oral Nitrate Test» salivaire, la production quotidienne d’oxyde nitrique est évaluée, en moyenne et respectivement, à 31.7, 24.7 et 10.6 mg de NO. Ceci correspond à une production quotidienne respective et moyenne de 65, 51 et 22 mg de nitrate NO3-. En cas d’obésité avec syndrome métabolique, la synthèse endogène de nitrate NO3- est réduite des deux tiers.

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Micropesanteur et NO synthase aortique

Posted on 18 octobre 2011 by admin

Ren, X.L., Zhang, R., Zhang, Y.Y., Liu, H., Yu, J.-W., Cai, Y., Zhong-Chao, W., Purdy, R.E. and Ma, J. (2011) Nitric oxide synthase activity in the abdominal aorta of rats is decreased after 4 weeks of simulated microgravity. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology 38, 683-687

(voir l'abstract ici)

Comme on le sait, les vols spatiaux exposent les membres d’équipage à une impesanteur prolongée. Connu sous le nom d’«intolérance orthostatique», le déconditionnement cardiovasculaire qui en résulte se manifeste par une tachycardie et une hypotension en station debout, qui peuvent aller jusqu’au malaise.

Le mécanisme d’une telle «intolérance orthostatique» n’est qu’imparfaitement compris. Les auteurs conduisent ainsi une étude destinée à étudier, chez le rat, la répercussion d’une micropesanteur simulée sur la réponse vasodilatatrice artérielle et sur la voie de la L-arginine-oxyde nitrique-guanosine monophosphate cyclique (L-Arg-NO-cGMP) dans l’aorte abdominale.

Pour simuler la microgravité, ils soumettent pendant quatre semaines les animaux à une suspension de l’arrière-train, conformément à un modèle recommandé aux Etats-Unis par la NASA, l’Administration Nationale de l’Aéronautique et de l’Espace [National Aeronautics and Space Administration].

Au terme des quatre semaines, l’activité de la NO synthase dans l’aorte, la teneur en NOx [nitrate (NO3-) + nitrite (NO2-)] des tissus aortiques et certaines réponses vasodilatatrices de l’aorte sont précisées et comparées à celles d’animaux témoins. Il se trouve qu’elles sont, dans l’ensemble, diminuées chez les animaux soumis à la micropesanteur.

L’activité de la NO synthase, mesurée in vitro dans l’aorte, est diminuée. Elle est, respectivement et en moyenne, de 16.3 et 20.7 pmol de citrulline/min/mg de protéine chez les animaux soumis à la micropesanteur et chez les animaux témoins.

La teneur en NOx des tissus aortiques est diminuée. Elle est, respectivement et en moyenne, de 9.5 et 13.6 mmol/mg de protéine chez les animaux soumis à la micropesanteur et chez les animaux témoins.

In vitro, lorsqu’elle est induite par la L-arginine ou par l’acétylcholine, la réponse vasodilatatrice de l’aorte est, également, statistiquement diminuée chez les animaux soumis à la micropesanteur. Elle ne l’est pas, par contre, lorsqu’on utilise le nitroprusssiate de sodium: Na2 [Fe(CN)5] NO. 2H2O, donneur de NO, ou un analogue de la GMP cyclique, le 8-bromo-guanosine monophosphate cyclique [8-bromo-cGMP].

Il semble donc que la micropesanteur induise une diminution significative de l’activité de la NO synthase dans l’aorte abdominale des rats. Ceci étant, le mécanisme exact des perturbations des réponses artérielles induites par le phénomène de la micropesanteur reste encore à élucider [The mechanisms of altered arterial responsiveness induced by hindlimb unweighting are still not fully understood].

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Effets antihypertenseurs de l’ion nitrite

Posted on 15 octobre 2011 by admin

Montenegro, M.F., Amaral, J.H., Pinheiro, L.C., Sakamoto, E.K., Ferreira, G.C., Reis, R.I., Marçal, D.M.O., Pereira, R.P. and Tanus-Santos, J.E. (2011) Sodium nitrite downregulates vascular NADPH oxidase and exerts antihypertensive effects in hypertension. Free Radical Biology and Medicine 51, 144-152.

(voir l'abstract ici)

Décrits initialement comme des substances toxiques présentes dans l’alimentation, les anions nitrite NO2- et les anions nitrate NO3- ont perdu leur connotation négative depuis les travaux des années 1980 consacrés au métabolisme de l’oxyde nitrique (NO) [Although (the anions nitrite (NO2-) and nitrate (NO3-)) were intially described as toxic contaminants in foods, this negative view ascribed to nitrite and nitrate changed significantly with improved understanding of nitric oxide (NO)-related pathways in the 1980s].

Décrits initialement comme dépourvus d’effets biologiques, les anions nitrite NO2- et les anions nitrate NO3- ne sont nullement des métabolites inertes du NO. Au contraire, des études récentes montrent qu’ils sont en permanence recyclés en oxide nitrique NO [Although nitrite and nitrate were initially described as being deprived of biological effects, more recent studies showed that, rather being inert end products of NO, nitrite and nitrate can be recycled back to NO].

Chez l’homme, il a été montré qu’une supplémentation orale en nitrate diminue la tension artérielle du sujet sain [Webb et coll., 2008; Kapil et coll., 2010] [Cf. rubriques du 28 septembre et des 1er et 5 octobre 2010]. Chez le rat spontanément hypertendu, il a également été montré que des apports oraux en nitrite exercent des effets hypotenseurs [Classen et coll., 1990; Beier et coll., 1995; Haas et coll., 1999].

Les auteurs brésiliens étudient les effets d’apports oraux en nitrite sur la tension artérielle du rat atteint d’hypertension artérielle expérimentale.

48 rats sont opérés. L’opération consiste à poser un clip sur l’artère rénale gauche. Avant l’opération, la tension artérielle systolique est, en moyenne, de 12 cm Hg. Quatorze jours plus tard, elle est, en moyenne, de 18.5 cm Hg.

Les rats expérimentalement hypertendus sont répartis en quatre groupes. A partir de J14, pendant quatre semaines, les animaux reçoivent une eau de boisson, ou bien non modifiée, ou bien contenant 23 mg, 230 mg et 2300 mg NO2- l-1.

Les apports oraux en nitrite n’augmentent pas significativement les concentrations plasmatiques en nitrite [NO2-]. Par contre, ils augmentent significativement les concentrations plasmatiques en NOx [NO3- + NO2-], ce qui signifie qu’en fait, dans ce cas de figure, ils augmentent les concentrations plasmatiques en nitrate [NO3-].

Lorsque l’eau de boisson n’est pas supplémentée en nitrite, la tension artérielle systolique du rat continue à monter, atteignant en moyenne, à la quatrième semaine, 20 cm Hg. Les apports oraux en nitrite font, par contre, baisser la tension artérielle systolique. Lorsque l’eau de boisson contient 23, 230 et 2300 mg NO2- l-1, la tension artérielle systolique du rat baisse, atteignant à la quatrième semaine, en moyenne et respectivement, 18, 16.5 et 16 cm Hg.

Dans cette hypertension expérimentale, les auteurs recourent, par ailleurs, à la chimiluminescence avec lucigénine pour évaluer l’activité de la NADPH oxydase du tissu aortique. L’activité enzymatique apparaît significativement diminuée chez les rats soumis à une supplémentation en nitrite.

Selon les auteurs brésiliens, il serait ainsi possible que l’effet antihypertenseur de l’ion nitrite chez le rat atteint d’hypertension artérielle expérimentale soit, en partie, consécutif à des propriétés antioxydantes faisant suite à une inhibition de l’activité de la NADPH oxydase vasculaire [Our results show for the first time that nitrite has antihypertensive effects in 2K1C (two-kidney, one-clip) hypertensive rats, which may be due to its antioxidant properties resulting from vascular NADPH oxidase activity inhibition].

Commentaire du blog

Ce travail sur l’effet anti-hypertensif de l’ion nitrite est à rapprocher d’une importante étude publiée en 1977*. Celle-ci avait montré que, contrairement à la plupart des animaux témoins, sujets, à la longue, à une hypertrophie et à un rétrécissement vasculaires, les rats qui, pendant 18 mois consécutifs, reçoivent une eau de boisson contenant 133, 660, 1330 et 2000 mg NO2- l-1 gardent des artères coronaires à la fois fines et dilatées. Il semble ainsi que l’ion nitrite exerce, à la longue, un autre effet: un effet anti-artérioscléreux.

Le même effet bénéfique cardiovasculaire est, d’ailleurs, constaté lorsque les rats reçoivent pendant 18 mois consécutifs une eau de boisson contenant 1460 mg NO3- l-1, c’est-à-dire riche en nitrate.

* Shuval, H.I. and Gruener, N. (1977) Health Effects of Nitrates in Water. Report EPA-600/1-77-030 US. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio, USA.

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Oxydation de l’azote sur la Terre primitive et débat «NO-ON»

Posted on 11 octobre 2011 by admin

Vlaeminck, S.E., Hay, A.G., Maignien, L. and Verstraete, W. (2011) In quest of the nitrogen oxidizing prokaryotes of the early Earth. Environmental Microbiology 13, 283-295

(voir l'abstract ici)

Sur notre Terre, la photosynthèse oxygénique, que l’on doit aux cyanobactéries, est apparue il y a 3 800 millions d’années, au cours de l’éon archéen.

Un grand débat oppose encore les scientifiques, le grand débat «NO-ON» [the great «NO-ON» time debate]. Pour certains, à la suite de E. Broda (1975) et de l’école «ON» [«ON» school], la production d’oxygène O2 a précédé celle des ions nitrite NO2- et celle des ions nitrate NO3-. Pour d’autres, à la suite de F. Egami (1973) et de l‘école «NO» [«NO» school], les ions nitrite NO2- et nitrate NO3- sont, en réalité, apparus sur cette Terre avant même que n’apparaisse l’oxygène O2. C’est ce qu’ont récemment défendu, par exemple, Ducluzeau et coll. (2009) [Cf. rubrique du 2 février 2010].

En raison d’arguments phylogénétiques, physiologiques et morphologiques, les auteurs pensent que les protéobactéries [Proteobacteria], pourtant connues pour leur aptitude à oxyder l’ammoniac et l’ion nitrite, n’ont pas dû jouer un rôle pionnier dans l’oxydation de l’azote d’origine microbienne. Par contre, selon eux, ce rôle pionnier pourrait avoir été joué,

- en ce qui concerne la production primitive d’ions nitrite NO2-,

- par des bactéries utilisant le méthane comme seule source d’énergie, les bactéries «méthanotrophes» NC10,

- et également par les archées, oxydatrices d’ammoniac,

- en ce qui concerne la production primitive d’ions nitrate NO3-,

- par des bactéries autotrophes oxydatrices d’ammoniac en milieu anoxique, les planctomycètes [Planctomycetes],

- puis par les bactéries du genre Nitrospira.

En réalité, nos connaissances sur le sujet restent fort limitées [Little is known about the first organisms to produce these valuable resources]. La façon dont, au cours de l’évolution, s’est mis en place le cycle de l’azote reste obscure [The true picture of nitrogen cycle evolution remains murky]. De nouveaux travaux sont nécessaires pour que des informations complémentaires apportent des éclaircissements et aident, notamment, à résoudre ce fameux débat «NO-ON» […that may resolve the ongoing «NO-ON» time debate].

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NOx et irradiation corps entier

Posted on 8 octobre 2011 by admin

Babicova, A., Havlinova, Z., Pejchal, J., Tichy, A., Rezacova, M., Vavrova, J. and Chladek, J. (2011) Early changes in L-arginine-nitric oxide metabolic pathways in response to the whole-body gamma irradiation of rats. International Journal of Radiation Biology 87, 1067-1073

(voir l'abstract ici)

La radiothérapie constitue l’un des traitements des tumeurs et des affections hématologiques malignes intrathoraciques. L’un de ses risques bien connus est l’apparition clinique retardée, après un délai de quelques semaines, d’une réaction inflammatoire aiguë, la pneumopathie radique.

Ayant à l’esprit cette inflammation post-radique, les auteurs tchèques se proposent d’étudier les répercussions précoces sur la voie métabolique de la NO-synthase qu’une irradiation corps entier de 2 à 50 Grays [Gy] est susceptible d’entraîner, au cours des vingt-quatre premières heures, chez le rat, et de les comparer à celles qui, sur cette même voie métabolique, suivent une injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide [LPS] bactérien, à la dose de 10 mg kg-1.

Une irradiation corps entier de 50 Grays est suivie, à la sixième comme à la vingt-quatrième heures, d’une augmentation de la concentration plasmatique en NOx [nitrate (NO3-) + nitrite (NO2-)]. Evalué, en moyenne, à 7.5 μmol l-1 avant l’irradiation, le taux plasmatique en NOx atteint, respectivement et en moyenne, six et vingt-quatre heures après celle-ci, 23 et 29 μmol l-1. [Irradiation resulted in a dose-dependent increase of plasma NOx to maximum levels which were 4-fold higher compared to controls (p<0.001)].

Dans les vingt-quatre heures qui suivent l’irradiation, les teneurs en NOx sont également augmentées dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire [BAL] et l’homogénat hépatique. Ces augmentations restent moindres que dans le plasma. Elles ne sont pas multipliées par 4, comme dans le plasma, mais, en moyenne et respectivement, par 1.7 et 2.5.

Dans les heures qui suivent l’injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide [LPS] bactérien à la dose de 10 mg kg-1, l’augmentation des teneurs en NOx du plasma, du liquide de lavage bronchoalvéolaire et du tissu hépatique est nettement plus marquée qu’après une irradiation de 50 Grays. Ces teneurs sont, en moyenne et respectivement, multipliées par 34, 6 et 4 [LPS caused a considerable increase (p<0.001) […] in NOx levels (plasma 34-fold, BAL 6-fold […], liver 4-fold) and in iNOS expression, respectively]

Les auteurs concluent que les modifications de la voie métabolique de la L-arginine, ou de la NO synthase, dans des premières heures qui suivent une irradiation corps entier à dose létale ou sublétale restent modestes, du moins en comparaison de celles qu’est capable d’induire une injection intrapéritonéale de lipopolysaccharide [LPS] bactérien [In contrast to the LPS treatment of rats, the radiation-induced changes in L-arginine-NO metabolic pathways are modest, particularly in the airways and lungs].

Commentaire du blog

La comparaison avec le lipopolysacccharide [LPS] bactérien a son intérêt. Historiquement, on rappellera que la synthèse endogène des nitrates et des nitrites par la voie de la NO-synthase a été mise en évidence en 1985, par Stuehr et Marletta. Chez la souris, ces deux auteurs ont constaté que, stimulées par le liposaccharide [LPS] d’Escherichia coli, des cellules immunitaires comme les macrophages sont en mesure de produire de fortes quantités à la fois de nitrates et de nitrites. Remarquable par son importance, la stimulation de la voie de la NO-synthase par le lipopolysaccaride [LPS] bactérien est, également, la plus anciennement connue.

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