Adulte sain: perfusion sans souci jusqu’à 178 μg NO2-/kg/h pendant 48 h

Pluta, R.M., Oldfield, E.H., Bakhtian, K.D., Fathi, A.R., Smith, R.K., DeVroom H.L., Nahavandi, M., Woo, S., Figg, W.D. and Lonser, R.R. (2011) Safety and feasibility of long-term intravenous sodium nitrite infusion in heathy volunteers. PLoS One. 6(1):e14504.

(voir l'article entier ici)

Jusqu’à présent, aucune étude scientifique n’avait jamais été consacrée à une appréciation chiffrée de la tolérance clinique et paraclinique des perfusions prolongées de nitrite NO2- [Clinical information regarding the prolonged intravenous use of nitrite is not available].

Le travail qui nous est présenté dans cet article a été réalisé entre juillet 2007 et août 2008 au National Institutes of Health [Bethesda, Maryland, USA]. Il a consisté, chez 12 adultes sains, âgés de 21 à 56 ans (en moyenne: 39 ans), à évaluer le profil toxicologique de perfusions de nitrite de sodium se prolongeant à rythme constant pendant 48 heures.

Le premier sujet reçoit une perfusion de nitrite de sodium, au rythme de 2.8 μg NO2- kg-1 h-1. Si la perfusion ne donne lieu à aucun effet secondaire, le programme prévoit que le sujet suivant reçoive une dose double du sujet précédent.

Ainsi tant que le rythme reste égal ou inférieur à 178 μg NO2- kg-1 h-1, la tolérance de la perfusion de NO2-, sous forme de nitrite de sodium, est excellente. Alors qu’avant la perfusion, les taux plasmatiques de nitrate NO3- et de nitrite NO2- sont, en, moyenne et respectivement, de 1.2 mg NO3- l-1 et 11.5 μg NO2- l-1, à la fin des quarante-huit heures de perfusion, ils sont, chez les sujets de ce groupe et en moyenne, de 3.4 mg NO3- l-1 et de 23 μg NO2- l-1. Le taux plasmatique maximal de nitrite enregistré chez ces sujets est de 50 μg NO2- l-1. Evalués, en moyenne, à 0.7% avant les perfusions, les taux de méthémoglobine restent toujours inférieurs à 1.8% au cours de celles-ci. La tension artérielle n’est pas modifiée [Mean arterial blood pressure in this group of subjects was unaffected]. Aucun signe clinique indésirable n’est enregistré [There was no evidence of toxicity during infusion].

Pour ces perfusions de nitrite de sodium, la dose maximale de nitrite NO2- tolérée [maximal tolerated dose] est donc de 178 μg NO2- kg-1 h-1.

Deux sujets, les sujets 11 et 12 reçoivent des doses plus fortes de 297 μg NO2- kg-1 h-1. Chez le sujet 11, on constate, 2 minutes après la fin de la perfusion, une hausse du taux de méthémoglobine qui s’élève légèrement au-dessus du chiffre de 5%. Chez le sujet 12, on constate, à la 4ème heure de perfusion, une baisse tensionnelle passagère d’environ 20 mm Hg. Dans un cas comme dans l’autre, le trouble observé est strictement asymptomatique.

Ainsi à un rythme égal ou inférieur à 178 μg NO2- kg-1 h-1, des perfusions de nitrite de sodium peuvent se prolonger pendant quarante-huit heures, chez l’adulte sain, en toute sécurité [Sodium nitrite can be safely infused intravenously at defined concentrations for prolonged intervals]. Les valeurs auxquelles ces perfusions élèvent les concentrations plasmatiques de nitrite NO2- apparaissent, par ailleurs, compatibles avec un éventuel effet thérapeutique.

Le travail expérimental des auteurs ouvre d’intéressantes perspectives. Sans faire courir quelque risque que ce soit au patient, il devient désormais possible, par une série d’études appropriées, de vérifier si des perfusions de nitrite de sodium sont à même d’exercer des effets favorables dans des circonstances pathologiques variées comme le vasospasme de l’hémorragie méningée, les lésions cardiaques et cérébrales d’ischémie reperfusion, l’hypertension artérielle pulmonaire ou la transplantation d’organe.

Commentaire du blog

On soulignera seulement l’importance pratique de ce travail.  

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Nitrate de cérium et méthémoglobinémie

Kath, M.A., Shupp, J.W., Matt, S.E., Shaw, J.D., Johnson, L.S., Pavlovich, A.R., Brant, J.D., Mete, M., Jeng, J.C. and Jordan, M.H. (2011) Incidence of methemoglobinemia in patients receiving cerium nitrate and silver sulfadiazine for the treatment of burn wounds: A burn center’s experience. Wound Repair and Regeneration 19, 201-204.

(voir l'abstract ici)

Malgré d’indéniables progrès thérapeutiques, la surinfection des brûlures continue à être un important facteur de morbidité et de mortalité [burn wound infection and sepsis continue to be leading causes of morbidity and mortality].

Depuis trente ans, de nombreux centres de traitement des brûlures recourent au nitrate de cérium [Ce(NO3)3]. Dans ce contexte, le sel de cérium est efficace parce qu’il fait disparaître à la fois les bactéries Gram négatif et les champignons, tout en stoppant la croissance des bactéries Gram positif. Introduite par Fox et coll. ainsi que par Monafo en 1977, la combinaison du nitrate de cérium et d’un sulfamide local, la sulfadiazine argentique, renforce l’action sur les bactéries Gram négatif et positif, ainsi que sur les champignons.

En Europe, cette association thérapeutique est commercialisée sous le nom de FlammacériumR [Solvay Pharma]. Aux Etats-Unis, par contre, elle n’est pas directement disponible. Le centre de traitement des brûlures du Washington Hospital Center [Washington, DC], qui relate ici son expérience, l’utilise après l’avoir préparée localement [locally prepared].

Bien que la méthémoglobinémie soit un effet indésirable du nitrate de cérium souvent mentionné [oft-quoted], peu de cas sont réellement signalés dans la littérature médicale.

Les auteurs présentent une série de 170 patients, âgés de 18 à 93 ans, atteints de brûlure et traités entre janvier 2005 et octobre 2009 par une association de nitrate de cérium et de sulfadiazine argentique.

Seuls 18 patients (10.5% des cas) développent une méthémoglobinémie, si celle-ci est définie comme un taux de méthémoglobine supérieur à 3.4 %. Chez seulement 3 patients (environ 2%), le taux de méthémoglobine dépasse 10 %.

Dans la majorité des cas, on ne note pas de signe clinique de méthémoglobinémie [In the majority of cases, there were no clinical symptoms of Met-Hba]. En conclusion, l’association des deux produits se présente comme un traitement des brûlures à la fois efficace et sûr [In our experience, cerium combined with silver sulfadiazine is a valuable and safe treatment for deep, partial and full-thickness burn wounds].

Commentaire du blog

Les auteurs considèrent que dans le nitrate de cérium, l’agent antimicrobien est le cérium [during the last 30 years, multiple burn centers have attempted to utilize the rare-earth metal cerium as a topical antimicrobial agent]. Il est, en réalité, tout à fait possible que l’effet anti-infectieux du nitrate de cérium provienne de l’ion nitrate NO3-. En présence de bactéries à une concentration supérieure à 106 ou 107 germes ml-1, l’ion nitrate est transformé en ion nitrite NO2-. En milieu acide, l’ion nitrite est converti en oxyde nitrique NO, puis en ion peroxynitrite ONOO-, au fort pouvoir bactéricide.

Il n’est pas étonnant que les cas de méthémoglobinémie soient rares dans cette série. Elle ne  comporte que des adultes. Après l’âge de six mois, la méthémoglobine-réductase a atteint sa pleine activité. .

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Un nouvel ouvrage: «Nitrite and Nitrate in Human Health and Disease»

La rubrique du 9 novembre 2009 annonçait la parution en mars 2011 d’un ouvrage des professeurs américains  Nathan Bryan et Joseph Loscalzo consacré aux nitrates et aux nitrites en physiologie et pathologie humaines.
 
Nous sommes maintenant en mars 2011. Comportant 346 pages et 29 illustrations, l’ouvrage est actuellement sous presse chez Springer/Humana Press [Nutrition and Health. Series Editor: Adrianne Bendich]. Il s’intitule «Nitrite and Nitrate in Human Health and Disease». Il devrait être disponible le 29 avril prochain.
 
 
Le plan de l’ouvrage «Nitrite and Nitrate in Human Health and Disease» est le suivant:
 
Section 1: BASIC BIOCHEMISTRY, METABOLISM, AND PHYSIOLOGY
 
1. Introduction – Co-Editors: Nathan S. Bryan, Ph.D., Joseph Loscalzo, M.D, Ph.D.
2. From Atmospheric Nitrogen to Bioactive Nitrogen Oxides – Mark Gilchrist, Ph.D., Nigel Benjamin, M.D.
3. The Nitrate-Nitrite-Nitric Oxide Pathway in Mammals – Jon Lundberg, M.D., Ph.D. Eddie Weitzberg M.D., Sruti Shiva, Ph.D., Mark Gladwin M.D.
4. Sources of Exposure to Nitrogen Oxides – Andrew Milkowski, Ph.D.
 
Section 2: FOOD AND ENVIRONMENTAL EXPOSURES TO NITRITE AND NITRATE
 
5. History of Nitrites and Nitrates in Foods – Jimmy Keeton, Ph.D.
6. Nutritional Epidemiology of Nitrogen Oxides: What do the Numbers Mean? – Martin Lajous, M.D., Walter Willet, M.D, MPH.
7. Nutritional Impact on the Nitric Oxide Pathway – Wing Tak Wong, Ph.D., John Cooke, M.D., Ph.D.
8. Dietary Flavonoids as Modulators of NO bioavailability in Acute and Chronic Cardiovascular Disease – Matthias Totzeck, M.D., Malte Kelm, M.D., Ph.D., Tienush Rassaf, M.D., Ph.D.
9. Nitrite and Nitrate in Human Breast Milk: Implications for Development – Pamela D. Berens, M.D., Nathan S. Bryan, Ph.D.
10. Regulation of Dietary Nitrate and Nitrite: Balancing Essential Physiological Roles with Potential Health Risks – Norman Hord, Ph.D., R.D.
 
Section 3: NITRITE AND NITRATE IN THERAPEUTICS AND DISEASE
 
11. Nitric Oxide Signaling in Health and Disease – Nathan S. Bryan, Ph.D., Jack Lancaster, Ph.D.
12. Inhaled Nitric Oxide – Kenneth Bloch, M.D., Andrea Steinbicker, M.D., Lisa Lohmeyer, Rajeev Malhotra, M.D.
13. Pharmacology of Nitrovasodilators – Nathaniel Page, Pharm D., Ho-Leung Fung, Ph.D.
14. Nitrite and Nitrate in Ischemia-Reperfusion Injury – Madhav Lavu, M.D., Susheel Gundewar, M.D., David Lefer, Ph.D.
15. The Nitrate-Nitrite-Nitric Oxide Pathway in Traditional Herbal Medicine for Heart Disease – Yong Jian Geng, M.D., Ph.D.
16. Nitrite and Nitrate in Cancer – David M. Klurfeld, Ph.D. 17. Looking Forward – Co-Editors: Nathan S. Bryan, Ph.D., and Joseph Loscalzo, M.D., Ph.D.
Index
 
Commentaire du blog
 
L’an dernier, le professeur Nathan S. Bryan avait déjà édité un ouvrage consacré aux nitrates, aux nitrites et au NO: «Bryan, N.S. (2010) Food, Nutrition and the Nitric Oxide Pathway, Biochemistry and Bioactivity. DEStech Publications, Inc., Lancaster, Pennsylvania, USA, 218 p » [rubrique du 21 février 2011].
 
Le même professeur N. S. Bryan participera au colloque du 31 mars 2011 à l’hôpital la Pitié-Salpêtrière (Paris) «Nitrate – Nitrite – Oxyde nitrique – Nouvelles Perspectives pour la Santé» [rubrique du 13 mars 2011] [voir son annonce ici].
 
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Amélioration par les nitrates alimentaires de la fonction mitochondriale

Larsen, F.J., Schiffer, T.A., Borniquel, S., Sahlin, K., Ekblom, B., Lundberg, J.O. and Weitzberg, E. (2011) Dietary inorganic nitrate improves mitochondrial efficiency in humans. Cell Metabolism 13, 149-159.

(voir l'abstract ici)

On sait que les ions nitrate, trouvés en abondance, par exemple, dans les légumes, sont, après ingestion, convertis dans l’organisme en divers oxydes d’azote, notamment en oxyde nitrique NO. Les auteurs suédois [Karolinska Institute, Stockholm] ont montré que ces nitrates alimentaires ont pour propriété de réduire la consommation d’oxygène lors des exercices musculaires [rubriques du 4 décembre 2009 et du 15 juin 2010]. Le mécanisme reste cependant  à identifier.

Dans une nouvelle étude, en cross-over contre placebo, effectuée en double aveugle chez 14 hommes sains âgés, en moyenne, de 25 ans, ils étudient les effets sur la fonction mitochondriale de 6.2 mg NO3- kg-1 j-1 administrés par voie orale pendant 3 jours consécutifs. Des biopsies musculaires sont réalisées dans le vaste externe [vastus lateralis].

Après supplémentation en nitrate, les auteurs observent une amélioration de l’efficacité de la phosphorylation oxydative, dont témoigne, par exemple, une augmentation du rapport P/O d’environ 20%, comparativement aux témoins. Cette amélioration du rapport P/O mitochondrial est trouvée en exacte corrélation avec la réduction de consommation d’oxygène vérifiée lors d’exercices sur vélo ergométrique.

La notion d’une amélioration par les nitrates alimentaires de l’efficacité mitochondriale intrinsèque [nitrate-induced improvement in intrinsic mitochondrial efficiency] devrait avoir un fort impact, en physiologie comme en pathologie [Since mitochondria are essential for cellular function and signaling, it is evident that their functionality will have a major bearing in normal physiology and disease].

Commentaire du blog

L’importance de ce travail n’est pas passée inaperçue.

Dans la presse médicale, deux articles lui ont, immédiatement, été consacrés:

1) Anon. (2011) Nitrate ups cell’s efficiency. Nature 470, 143.

2) Nair, K.S., Irving, B.A. and Lanza, I.R. (2011) Can dietary nitrates enhance the efficiency of mitochondria? Cell Metabolism 13, 117-118.

Dans la grande presse, deux quotidiens britanniques, le Daily Mail et le Daily Telegraph, s’en font également l’écho; pour frapper l’esprit de leurs lecteurs, ils évoquent, l’un et l’autre, la figure de Popeye…:

• Daily Mail: “How spinach makes you big and strong like Popeye – and why mouthwash will undo all the benefits.” Voir le compte-rendu ici

• Daily Telegraph: Alleyne, R.: “Popeye was right: spinach does boost your muscles”. Voir le compte rendu ici

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Le colloque du 31 mars et son programme

 

Comme nous l’indiquions dans notre rubrique du 1er janvier 2011, un colloque international consacré aux Nitrates, aux Nitrites, à l’Oxyde nitrique et à la Santé se tiendra à l’hôpital La Pitié-Salpêtrière (Paris) le 31 mars prochain.

Dans son annonce dans «La France Agricole», le 9 mars, Philippe Pavard, son rédacteur en chef adjoint, souligne la participation d’intervenants «prestigieux». Pour se limiter aux intervenants étrangers, on recense, en effet, les noms de Nathan Bryan et Mark Gladwin [Etats-Unis], d’Eddie Weitzberg et Jon Lundberg [Suède], de Nigel Benjamin et Andrew Jones [Royaume-Uni], de Théo de Kok [Pays-Bas], d’Alexander Galkin [Irlande]. John Fawell [Genève, Suisse] donnera le point de vue de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS).

(voir l’article de Ph. Pavard ici)

 

Voici le programme du colloque:

 

Nitrate- Nitrite- Oxyde nitrique : Nouvelles perspectives pour la santé

31 mars 2011 Hôpital Pitié Salpêtrière

 

Sous le patronage de l’Académie Nationale de Médecine

8h30 Accueil des participants

9 h Introduction du colloque : Pr Christian Cabrol

Physiologie, action des ions Nitrate et Nitrite, rôle central de l’Oxyde Nitrique

Modérateur : Pr.Nigel Benjamin

9h10                La voie métabolique Nitrate-Nitrite- NO,

                        Pr. Nathan Bryan, Université d’Austin (Texas, USA) 

 

9h30                Effet physiologique et mécanisme d’action des Nitrites et des Nitrates dans la physiologie                        humaine,

                        Pr. Mark Gladwin, Université de Pittsburgh (USA)

 

9h50                NO, Nitrate, Nitrite et fonction rénale,

                        Pr. Jean-Claude Dussaule, Hôpital St Antoine (Paris, France)

 

10h10/10h20     Discussion

 

10h20               Effet des Nitrates et des Nitrites sur la circulation sanguine

                        Pr. Eddie Weitzberg, Karolinska Institute (Stockholm, Suède)

 

10h40               Effet des Nitrates, des Nitrites, du NO sur le système cardio-vasculaire,

                        Pr. Jon Lundberg, Karolinska Institute (Stockholm, Suède)

 

11h 11h20        Discussion et pause

 

Modérateur : Pr. Eddie Weitzberg

 

11h20               Nitrate, Nitrite, NO et défense sanitaire,

                        Pr.Nigel Benjamin (University of Exeter and Plymouth, UK)

 

11h40               Nitrate, nitrosation endogène et risque de cancer colorectal

                        Théo de Kok (Maastricht University)

 

12h00               Effet des Nitrates sur l’induction des cancers : les Nitrates dans l’alimentation des                                   cancéreux,

                        Pr Maurice Tubiana Académie Nationale de Médecine (Paris, France)

 

12h20               La Méthémoglobinémie du nourrisson: un seuil bactériologique,

                        Dr. Jean-Louis L’hirondel (Caen, France)

 

12h40-13h00     Discussion

 

 

Déjeuner 13h/14h

 

Nitrate, Nitrite, santé et recommandations alimentaires

Modérateur : Pr. Jon Lundberg

 

14 h00              Nitrate, Nitrite et pathologie animale,

                        Pr. Jeanne Brugère-Picoux ENSV (Maison-Alfort France) 

 

14h20               De hauts niveaux de consommation de Nitrates sont-ils indispensables pour rester en bonne                   santé ?  

                        Pr. Nigel Benjamin (University of Exeter and Plymouth, UK)

 

14h40               Nitrate alimentaire et performances physiques,

                        Pr. Andrew Jones (University of Exeter, UK)

 

15h00               Interaction du Complexe I de la chaine respiratoire mitochondriale et de l’Oxyde nitrique,

                        Dr. Alexander Galkin (Queen’s University Belfast)

 

15h20 15h40     Discussion et pause

 

Modérateur : Pr. Mark Gladwin

15h40               Index NO des aliments : définition du bénéfice pour la santé de la consommation de nitrate                     et de nitrite.  

                        Pr. Nathan.Bryan (Texas, USA)

 

 16h00              Nitrate, Nitrite et usages alimentaires,

                        Pr. Marian Apfelbaum (Paris, France)  

 

16h20               A propos de quelques erreurs trouvées dans la littérature scientifique,

                        Dr. Jean-Louis L’hirondel (Caen, France)

 

16h40               Evolution des normes concernant les ions Nitrate et Nitrite, 

                        John Fawell OMS (Genève, Suisse)

 

17h00-17h15     Discussion

 

17h15               Essai de synthèse et perspectives 

                        Dr. Jean-Marie Bourre, Académie nationale de Médecine (Paris, France)

 

17h35 Remarques terminales : Pr. Nathan Bryan

17h45 Clôture: Pr. Christian Cabrol Académie Nationale de Médecine
(Adicare, Paris)

 

Pour tout renseignement pratique, notamment en vue d’une inscription, il est possible de consulter le site officiel du colloque.

(voir ici le site officiel du colloque)

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Un commentaire du travail de Lansley

Ferreira, L.F. and Behnke, B.J. (2011) A toast to health and performance! Beetroot juice lowers blood pressure and the O2 cost of exercise. Journal of Applied Physiology 110, 585-586

(voir l'abstract ici)

Les auteurs [Gainesville, Université de Floride, USA] se montrent intéressés par l’article de Lansley et coll. [rubrique du 5 mars 2011].

Ils s’interrogent sur les mécanismes qui sont à même de rendre compte, après ingestion de nitrates NO3- sous forme de jus de betterave, d’une moindre consommation d’oxygène lors de la marche ou du jogging.

Par l’intermédiaire de l’oxyde nitrique NO, les nitrates ingérés peuvent faciliter le flux d’oxygène transcapillaire dans les unités motrices en activité, augmenter l’efficacité de la phosphorylation oxydative mitochondriale, augmenter l’efficacité énergétique du transport du Ca2+ par la SERCA, ou sarco(endo)plasmic reticulum Ca2+-ATPase.

Le travail de Lansley et coll. est susceptible d’avoir de réelles implications en pratique médicale. Un traitement diététique dont l’effet est d’abaisser les chiffres tensionnels et d’augmenter la tolérance à l’exercice devrait diminuer le recours aux médicaments, que l’on sait coûteux et parfois mal tolérés [A dietary therapy that lowers blood pressure and increases exercise tolerance may obviate the use of expensive drugs with potentially deleterious side-effects].

Toutefois, avant que le jus de betterave ne puisse être utilisé en toute sécurité, les auteurs  émettent le souhait que des enquêtes complémentaires soient réalisées. Il conviendrait, font-ils remarquer, que soient mieux connus les relations effets-dose ainsi que l’impact sur la santé d’administrations répétées.

De même, les mécanismes d’action des ions nitrate et de l’oxyde nitrique dans ce domaine particulier de la physiologie demandent à être mieux compris. Les effets des nitrates alimentaires sur le muscle ne s’exercent-ils que sur le muscle squelettique? S’il s’avérait, par exemple, que le myocarde réponde aux nitrates alimentaires de la même manière que le muscle squelettique, le jus de betterave, riche en nitrates, serait encore plus recommandé chez le patient atteint de coronaropathie [Are the effects of dietary nitrate consistent among striated muscles or exclusive to skeletal muscles ? If the myocardium responds in a similar fashion to skeletal muscle, beetroot juice will emerge as a powerful therapy for patients with angina].

La conclusion des auteurs est prudemment optimiste [cautiously optimistic]. Pour les patients atteints de maladie cardiovasculaire ayant des difficultés à effectuer des exercices physiques, une ressource thérapeutique relativement simple est en vue [… A relatively simple approach for treating cardiovascular perturbations and exercise intolerance is within our sight]. .

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Jus de betterave, marche, jogging et nitrates

Lansley, K.E., Winyard, P.G., Fulford, J., Vanhatalo, A., Bailey, S.J., Balckwell, J.R., DiMenna, F.J., Gilchrist, M., Benjamin, N. and Jones, A.M. (2011) Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of walking and running; a placebo-controlled study. Journal of Applied Physiology 110, 591-600

(voir l'abstract ici)

Une ingestion de 6.2 mg de nitrate NO3- par kg et par jour pendant 2 jours réduit la consommation d’oxygène maximale [VO2 max] durant un exercice de forte intensité [Larsen et coll., rubrique du 4 décembre 2009]. Une ingestion répétée, pendant six jours consécutifs, de 316 mg par jour de nitrates provenant de jus de betterave est suivie d’une amélioration des performances respiratoires et musculaires lors d’exercices de faible intensité comme lors d’exercices intenses et brefs [Bailey et coll., rubriques du 15 juin et du 22 octobre 2010]. Une ingestion quotidienne, pendant 15 jours consécutifs, de 322 mg de NO3- provenant de 500 ml de jus de betterave est suivie, pendant toute la durée des 15 jours, d’une diminution de la consommation d’oxygène en état stable [steady-state VO2], à l’occasion d’exercices modérés [Vanhatalo et coll., rubrique du 15 octobre 2010].

Ces différents travaux étant concordants, il est légitime d’envisager, du moins à titre d’hypothèse, que le jus de betterave exerce ses actions par l’intermédiaire d’une conversion des ions nitrate inorganiques NO3-, présents en quantité, en ions nitrite «bioactifs» NO2- et en oxyde nitrique NO. Un doute est cependant permis. En effet, le jus de betterave contient également des quantités appréciables de triméthylglycine, ou bétaïne, ainsi que de plusieurs polyphénols comme la quercitine et le resvératrol. Parfois utilisée, à titre thérapeutique, dans la décompensation cardiaque, la bétaïne est censée, par ailleurs, améliorer les performances musculaires. Par une action sur les mitochondries, la quercitine et le resvératrol auraient un effet favorable sur la performance aérobie. Ajoutons que des antioxydants sont également présents dans le jus de betterave [high antioxidant content of beetroot].

Les auteurs ont récemment mis au point un système à base de résine échangeuse d’ion [ion-exchange resin] qui leur permet de faire disparaître les ions nitrate NO3- du jus de betterave sans que son aspect, sa couleur, son odeur, son goût ne soient altérés.

Chez 9 sujets jeunes et sains [22 ans d’âge, en moyenne], ils conduisent une étude randomisée, en double-aveugle et cross-over. Celle-ci leur permet de comparer les effets de la consommation, pendant six jours consécutifs, de 500 ml de jus de betterave riche en nitrate, apportant 380 mg de NO3- par jour, avec ceux d’une consommation, pendant la même durée, de 500 ml d’un jus de betterave n’apportant que 0.2 mg de NO3- par jour, donc presque entièrement dénué de nitrate.

Chez les adultes qui reçoivent un jus de betterave riche en nitrates, les taux plasmatiques de nitrite sont comparativement plus élevés [en moyenne, 17 μg versus 8 μg NO2- l-1], la tension artérielle systolique est plus basse [en moyenne, 124 versus 129 mm Hg], la consommation d’oxygène est diminuée lors de la marche et des courses peu rapide et rapide [en moyenne et respectivement: 0.70 versus 0.87, 2.10 versus 2.26 et 3.50 versus 3.77 L min-1]. Par contre, par rapport aux données de base pré expérimentales, on constate que la consommation d’un jus de betterave sans nitrate ne modifie ni les taux plasmatiques en nitrite, ni la tension artérielle, ni les réponses physiologiques à l’exercice [In contrast, relative to control, nitrate-depleted beetroot juice did not alter plasma [nitrite], blood pressure, or the physiological responses to exercise].

L’hypothèse de départ se trouve donc scientifiquement confirmée: Les effets physiologiques positifs qui sont enregistrés après l’ingestion du jus de betterave riche en nitrates et concernent la tension artérielle et les performances physiques au moment de l’exercice sont bien en rapport avec la haute teneur en nitrates du jus de betterave [These data indicate that the positive physiological effects of beetroot juice ingestion on blood pressure and exercise performance are consequent to the high NO3- content].

Ces résultats peuvent avoir des implications chez le sportif [These results might have implications for athletic performance enhancement], le sujet âgé et les patients atteints de maladies pulmonaire, cardiaque ou métabolique [For senescent populations or individuals with pulmonary, cardiovascular or metabolic disorders, a reduction in the O2 cost of daily activities might significantly improve functional capacity]. .

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Le long voyage de l’ion nitrate dans la plante

Dechorgnat, J., Nguyen, C.T., Armengaud, P., Jossier, M., Diatloff, E., Filleur, S. and Daniel-Vedele, F. (2011) From the soil to the seeds: the long journey of nitrate in plants. Journal of Experimental Botany 62, 1349-1359

(voir l'abstract ici)

Les concentrations en nitrate NO3- des solutions du sol s’échelonnent des teneurs basses de quelques centaines de μmoles l-1 à des teneurs nettement plus élevées d’environ 20 millimoles l-1, soit de quelques dizaines à plus de mille mg NO3- l-1. Des teneurs allant jusqu’à 70 mM, correspondant à plus de 4000 mg NO3- l-1, ont pu être enregistrées [Concentrations generally range from very low levels of a few hundred micromolar to around 20 mM, the highest up to 70 mM].

L’ion nitrate pénètre dans la plante par les cellules de la racine, avant de se répartir dans l’ensemble des tissus. De nombreuses protéines de membrane, présentes dans la plante, assurent sa diffusion et sa répartition.

Des transporteurs de nitrate [NRT] des familles NRT1 et NRT2 permettent aux cellules des racines d’absorber les ions nitrate du sol. Deux systèmes, l’un à haute affinité [HATS], l’autre à faible affinité [LATS], sont décrits. Leur mise en jeu respective dépend des concentrations en nitrate de la solution du sol.

D’autres protéines de la famille des transporteurs de nitrate 1 [NRT1] participent au mouvement des nitrates vers les vaisseaux du xylème et en sens inverse. Il en résulte une distribution des ions NO3- vers les organes aériens de la plante et leur remobilisation à partir des vieilles feuilles [old leaves].

Une fois arrivé dans la cellule, l’ion nitrate peut être mis en réserve dans la vacuole, après être passé à travers le tonoplaste. Ce passage nécessite l’intervention de canaux chloriques [chloride channels] ou d’un transporteur de nitrate 2 [NRT 2 member].

Le mécanisme de transport des nitrates vers le chloroplaste reste, par contre, largement inconnu.

Le flux des ions nitrate est sous le contrôle de facteurs clés, les «tour-opérateurs» [«tour operators»], dépendant du statut nutritionnel interne de la plante et de divers facteurs externes abiotiques [All these fluxes are controled by key factors, the «major tour operators» like the internal nutritional status of the plant but also by external abiotic factors].

Chez certaines espèces, l’absorption des ions nitrate semble complètement réprimée pendant la floraison de la plante ainsi que pendant la phase de remplissage des graines [In some species, nitrate uptake.seems to be completely repressed by flowering and no longer operates during seed filling]. .

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La théorie pneumatique de Galien et le NO

Grammairien, philosophe et médecin, Claude Galien (vers 131-200) naquit à Pergame, en Mysie (Asie Mineure). Après divers voyages, il s’établit à Rome en 163. Son enseignement le rendit célèbre. Médecin personnel de Marc-Aurèle, il soigna également son fils Commode. Ses œuvres eurent une forte influence jusqu’au Moyen Age. Il est volontiers considéré, après Hippocrate, comme le plus grand médecin de l’antiquité.

Parmi ses théories, on retient celle des quatre humeurs: sang, bile, pituite, atrabile, ainsi que celle du «pneuma» [spiritus en latin, souffle en français]. Selon Galien, ce souffle qu’est le «pneuma» est extrait des poumons à partir de l’air inspiré, avant d’être envoyé au cœur pour y subir une combustion. Dénommé alors «esprit vital» [pneuma zootique], il est infusé dans le sang, contribuant ainsi à le faire circuler. Atteignant le foie, l’«esprit vital» est transformé en «esprit naturel» [pneuma physique]; ce dernier gouverne la nutrition. Atteignant le cerveau, il y est changé en esprit animal [pneuma psychique], lequel transporte les informations provenant des cinq sens.

Ces théories nous apparaissent, aujourd’hui, plus que fantaisistes. Il est curieux, cependant, de constater, qu’ayant individualisé l’oxyde nitrique NO, la science moderne s’intéresse maintenant à un gaz qui exerce, dans notre organisme, des actions sur les vaisseaux sanguins, le cerveau, le foie, le système immunitaire, les nerfs périphériques, les poumons, et joue un rôle majeur dans la digestion, la régulation de la pression artérielle, l’immunité, la défense anti-microbienne.

C’est ce que se plaît à faire remarquer Nathan S. Bryan dans le douzième et dernier chapitre «Paradigm shift: from toxic food additive to indispensable nutrient» de l’ouvrage «Bryan, N. Food, Nutrition and the Nitric Oxide Pathway, Biochemistry and Bioactivity. DEStech Publications, Inc.Lancaster, Pennsylvania, USA, 218 pp.» signalé dans la rubrique précédente du 21 février 2011:

(présentation de l'ouvrage, avec son plan complet, ici)

[The early Roman physician Galen based his description of the vascular system on the concept of «pneuma» or spirits, a vital principle consisting of matter in a finely divided or ethereal state that flowed through the vascular and nervous systems and animate the entire organism. Many diseases were thought to owe their origin to some disturbances of these ethereal spirits. Although these ideas were fanciful, this paradigm actually prevented the advancement of medical science for centuries. Today evidence on the production and effects of such an ethereal substance, NO, exists. Nitric oxide is indeed formed in many organs and […] has important roles in physiology and pathophysiology].

Commentaire du blog

L’origine de l’oxyde nitrique NO, de nature gazeuse, n’est nullement respiratoire. Ceci étant, des affinités troublantes semblent rapprocher ce NO de nature gazeuse, dont l’importance physiologique et physiopathologique est aujourd’hui manifeste, du «pneuma zootique», peut-être aussi du «pneuma psychique», décrits par Galien dans les temps anciens, il y a maintenant plus de dix-huit siècles. .

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Un ouvrage de référence préfacé par un prix Nobel

Un important ouvrage consacré aux nitrates et à la santé est paru l’an dernier aux Etats-Unis:

«Bryan, N.S. (2010) Food, Nutrition and the Nitric Oxide Pathway, Biochemistry and Bioactivity. DEStech Publications, Inc., Lancaster, Pennsylvania, USA, 218 pp.”

(Présentation de l’ouvrage, avec son plan complet, ici)

L’avant-propos est rédigé par Louis J. Ignarro, prix Nobel de Physiologie et de Médecine 1998. Comme on le sait, le prix Nobel 1998 a été attribué à Louis J. Ignarro, conjointement à Robert R. Furchgott et Ferid Murad, pour leurs travaux, effectués lors des années 1970 et 1980, qui ont permis de montrer le rôle majeur joué par l’oxyde nitrique en physiologie cardiovasculaire.

Dans l’avant-propos de cet ouvrage, Louis J. Ignarro formule les remarques suivantes:

- L’oxyde nitrique NO est l’une des plus importantes molécules produites par le corps humain [one of the most important molecules produced by the human body]. – Plus de 100000 articles lui ont été consacrés.

- Pendant de nombreuses années, il a été «stigmatisé» [stigmatized]; on le considérait seulement comme un polluant aérien, provenant des gaz d’échappement automobiles. La surprise fut de taille lorsqu’il s’avéra que cette molécule gazeuse était aussi produite par le corps humain.

- Dans l’organisme, l’oxyde nitrique NO est dégradé en moins d’une seconde. – La découverte de la voie de la NO synthase, ou voie de la L-arginine: NO, a été décisive [transformational] pour la science et la médecine.

- Dans de nombreux modèles animaux, l’administration unique ou chronique de L-arginine entraîne une amélioration des fonctions endothéliales en même temps qu’une augmentation de production du NO.

- Le NO a aussi une relation avec les apports alimentaires. L’ouvrage de N. S. Bryan explore ainsi un concept fertile [fertile concept], celui qui amène à considérer que l’activité du NO est modulée [modulated] par certains aliments, indépendamment de la L-arginine.

- Les liens entre le NO, d’une part, et les nitrates et les nitrites, d’autre part, sont connus depuis de nombreuses années. On a longtemps cru que les nitrates et les nitrites étaient de simples produits de dégradation, inertes, de l’oxyde nitrique. Nous savons maintenant que le processus est tout à fait réversible, spécialement lorsque la production de NO par l’organisme est insuffisante [Interestingly, the connections between NO and nitrite and nitrate have been known for many years, but were largely confined to the belief that both of the latter simply existed as inert breakdown products of NO. We now understand the reversibility of this process, specifically under conditions where NO is insufficiently produced].

- Les liens entre le NO et la nourriture, ou la nutrition, peuvent avoir des implications révolutionnaires; leur prise en compte peut aider à développer des stratégies aptes à combattre les affections cardiovasculaires, ainsi que beaucoup d’autres maladies contemporaines associées à un déficit en NO [The body of work contained in this volume, linking NO to food and nutrition, may have revolutionary implications in terms of developing strategies to combat heart disease and many other contemporary diseases associated with a NO deficiency].

- Les directives administratives relatives aux nitrites et aux nitrates doivent être réévaluées. Ces ions sont des éléments protecteurs pour la santé; ils méritent d’être considérés comme des nutriments essentiels [As is suggested by the important research in this book, dietary guidelines for nitrite and nitrate must be re-evaluated in terms of their protective nature and considered as essential nutrients].

En conclusion, Louis J. Ignarro félicite Nathan S. Bryan et ses collaborateurs pour la qualité de leur travail. Leur ouvrage présente et explique une voie biologique capitale pour la santé humaine […present and explain a biological pathway critical to human health]. .

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