Supplémentation en nitrate alimentaire et thermorégulation

Contexte et justification La grande majorité des recherches portant sur la supplémentation alimentaire en nitrate, à savoir le jus de betterave, a été effectuée principalement sur des échantillons de populations en bonne santé. Quelques populations cliniques ont été étudiées, notamment l'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et la maladie artérielle périphérique (MAP). Dans diverses populations, il a été démontré que le jus de betterave rouge (BRJ) diminue la pression artérielle globale, augmente le flux sanguin, augmente l'oxygénation des tissus musculaires, améliore la régulation de la température centrale du corps et augmente la tolérance à l'exercice tout en réduisant le coût en oxygène de l'exercice.

Il a été démontré que la supplémentation en BRJ a un effet immédiat sur la réduction de la pression artérielle, les baisses les plus importantes étant enregistrées dans les 2,5 à 3 heures environ suivant la consommation du supplément [1, 2]. Les pressions artérielles systolique, diastolique et artérielle moyenne ont montré des diminutions de 10,4 ± 3 mmHg, 8,1 ± 2,1 mmHg et 8,0 ± 2,1 mmHg, respectivement, chez des volontaires sains [2]. Pendant l'exercice chez les individus en bonne santé, la pression artérielle systolique est restée plus basse tout au long des intensités d'exercice variables [1]. La pression artérielle a également été réduite dans l'insuffisance cardiaque chez les patients à fraction d'éjection préservée. Après une dose aiguë de BRJ, la pression artérielle systolique au repos a significativement diminué par rapport aux conditions placebo (BRJ 127 ± 14 mmHg ; placebo134 ± 14 mmHg) [3]. Une légère réduction de la pression artérielle systolique pendant l'exercice peut être bénéfique pour les patients atteints d'AOMI. L'hypertension, ou hypertension artérielle, est un facteur de risque majeur pour le développement de la MAP [4]. Une diminution de la pression artérielle globale et une légère diminution de la pression artérielle systolique en réponse à une activité légère entraîneraient une diminution du stress inutile exercé sur le système cardiovasculaire au repos et pendant l'exercice.

Dans une étude portant sur des patients atteints de MAP où 7 des 8 participants étaient classés comme hypertendus ou préhypertendus, la consommation de BRJ a entraîné une réduction significative de la pression artérielle diastolique au repos qui a été maintenue pendant les tests d'effort [5]. L'étude conclut que leurs données suggèrent que la supplémentation en BRJ réduit la pression artérielle chez les patients atteints de MAP et que cet effet est maintenu tout au long de l'exercice [5].

Apport d'oxygène et oxygénation des tissus musculaires La demande en oxygène du muscle au travail augmente à mesure que le niveau d'activité augmente l'efficacité de l'apport d'oxygène et l'utilisation de l'oxygène est cruciale pour la fonction musculaire, ainsi qu'une augmentation nécessaire du flux sanguin. Ceci est particulièrement important chez les patients atteints d'AOMI ; l'augmentation de l'oxygénation des zones d'ischémie des muscles squelettiques peut augmenter la fonction physique. En utilisant la spectroscopie proche infrarouge, l'oxygénation des tissus musculaires peut être examinée. Au cours du cycle chez des hommes sains supplémentés en BRJ, les concentrations d'oxyhémoglobine du muscle vaste latéral droit étaient supérieures à celles de la condition placebo [6]. En pédalant à intensité modérée, les cyclistes masculins présentaient une réduction de 13 % de l'amplitude de la concentration de désoxyhémoglobine après la supplémentation, ce qui indiquait une réduction de l'extraction fractionnelle d'oxygène dans le muscle vaste latéral droit [6]. Ces résultats suggèrent que la supplémentation en BRJ peut favoriser un meilleur équilibre entre l'apport et l'utilisation localisés d'oxygène en tant qu'indice d'extraction d'oxygène fractionnaire musculaire [6]. Dans l'ensemble, il a été démontré que la supplémentation en BRJ augmente l'oxygénation des tissus musculaires pendant l'exercice.

Chez les patients atteints d'AOMI, l'oxygénation du gastrocnémien présentant les pires symptômes d'AOMI a été surveillée lors d'un test d'effort cardiopulmonaire à la marche. Les sujets ont montré une réduction de 48 % de l'amplitude de la concentration de désoxyhémoglobine après la supplémentation en BRJ, ce qui indiquait que l'extraction fractionnelle d'oxygène était réduite [5]. Au cours du protocole d'exercice, les mesures d'amplitude de la désoxyhémoglobine pour le groupe de supplémentation BRJ à 100 et 200 secondes d'exercice ont été réduites de 44 % et 53 %, respectivement [5]. Cette réponse implique que la supplémentation en BRJ chez les patients atteints de PAD améliore l'équilibre entre l'apport local d'oxygène et l'utilisation en tant qu'indice d'extraction d'oxygénation fractionnelle musculaire par le muscle au travail. L'augmentation de l'oxygénation des zones d'ischémie musculaire squelettique chez les patients atteints de MAP peut augmenter la fonction physique, mais pour que cela soit aussi efficace que possible, une relation dose-réponse doit être déterminée.

Débit sanguin et réponse thermorégulatrice L'augmentation de l'activité et de la demande en oxygène du muscle squelettique en activité nécessite une augmentation du débit sanguin. Chez les patients atteints de MAP, l'augmentation du flux sanguin vers le muscle actif devient difficile en raison des occlusions athérosclérotiques dans les artères des membres inférieurs. Des recherches sur des populations en bonne santé ont montré des augmentations significatives du débit sanguin de l'avant-bras pendant l'exercice de préhension dans des conditions hypoxiques après une dose aiguë de BRJ par rapport au placebo (BRJ 373 ± 38 ml/min ; placebo 343 ± 32 ml/min).

L'oxyde nitrique signale au muscle lisse dans les vaisseaux sanguins (endothélium) de se détendre, ce qui à son tour augmente le flux sanguin vers la zone localisée de vasodilatation. Dans les populations en bonne santé, la supplémentation alimentaire en nitrate augmente la vasodilatation près de la surface de la peau [7]. Cette augmentation de la capacité vasodilatatrice et du flux sanguin créerait un gradient de température plus fort au niveau de la peau, ce qui faciliterait un échange de chaleur plus efficace lorsque le sang se refroidit au niveau de la peau (refroidissement par évaporation, conduction et convection de la sueur), provoquant diminution de la pression exercée sur le corps.

Chez les patients atteints de MAP, la signalisation de l'oxyde nitrique liée aux nitrites a montré une augmentation du flux sanguin périphérique vers les tissus hypoxiques, ce qui est soutenu par une diminution de la désoxygénation des gastrocnémiens et une diminution de la pression artérielle [5]. Cependant, pendant la dilatation médiée par le flux de l'artère brachiale, la dilatation maximale n'a pas changé de manière significative (BRJ 42,6 ± 10,6 secondes ; placebo 41,0 ± 10,39 secondes), ce qui suggère que la production endothéliale d'oxyde nitrique n'a pas changé [5]. La réponse vasodilatatrice inchangée est probablement due au fait que l'étude n'a pas examiné une relation dose-réponse BRJ et ses effets sur la vasodilatation.

Tolérance à l'exercice et coût en oxygène Il a été démontré que la supplémentation en BRJ réduit le coût en oxygène lors d'exercices de faible intensité et d'intensité modérée. Dans les populations entraînées complétant avec BRJ, des diminutions significatives du coût de l'oxygène pendant les premières étapes de l'exercice ont été détectées [8, 9]. Il a été démontré que le coût en oxygène pendant la marche diminuait d'environ 12 % après la supplémentation en BRJ [8]. La supplémentation en BRJ a montré une diminution de 20 % du coût en oxygène pendant le cyclisme d'intensité modérée chez les hommes entraînés de manière récréative [10]. Cette réduction du coût en oxygène implique une augmentation de l'efficacité de l'exercice dans les exercices de niveau léger à modéré, ce qui à son tour augmente la tolérance à l'exercice. Lors d'exercices de haute intensité, le délai avant l'échec de l'exercice a augmenté de 15 % après la supplémentation en BRJ, ce qui suggère également une augmentation de la tolérance à l'effort [8].

La supplémentation en BRJ dans les populations cliniques a également montré qu'elle améliorait la tolérance à l'exercice. Chez les patients insuffisants cardiaques avec fraction d'éjection préservée, l'exercice d'endurance sous-maximale s'est amélioré de 24 % après la supplémentation en BRJ par rapport aux conditions placebo (BRJ 449 ± 180 secondes ; placebo 363 ± 125 secondes) [3]. Chez les patients atteints de BPCO, la distance de marche a augmenté de 11 % et le temps nécessaire à l'exercice de la fatigue a augmenté de 6 % [11]. Chez les patients atteints d'AOMI, la supplémentation en BRJ a montré une augmentation de 18 % (32 secondes) de la douleur de claudication et une augmentation de 17 % (65 secondes) du temps de marche maximal par rapport aux conditions placebo [5]. Ces résultats chez les patients atteints de PAD montrent une réponse aiguë substantielle à la supplémentation en BRJ (~ 2 heures de consommation) lors des tests d'effort.

Dans diverses populations, il a été démontré que la supplémentation en BRJ diminue la pression artérielle, améliore le flux sanguin, augmente l'oxygénation des tissus musculaires, maintient en toute sécurité la température centrale et augmente la tolérance à l'exercice. Les effets de la BRJ spécifiquement chez les patients atteints d'AOMI ont montré une diminution de la pression artérielle, une augmentation du délai d'apparition de la claudication et de la tolérance à l'exercice, mais n'ont pas montré d'effet significatif sur la fonction endothéliale. L'examen d'une relation dose-réponse est nécessaire pour déterminer les réponses à la supplémentation en BRJ (fonction endothéliale, fonction des jambes et capacité de transport d'oxygène des vaisseaux sanguins) chez les patients atteints de MAP. Dans cette étude, une dose plus élevée de nitrate (280 mL, 16,8 mmol de nitrates) seront examinés [12]. La supplémentation en BRJ a montré des réductions de la pression artérielle, une augmentation de l'oxygénation des tissus musculaires, du flux sanguin et de la réponse thermorégulatrice. Ces mécanismes contribuent tous à améliorer la fonction cardiovasculaire globale. Si ces résultats sont observés au cours de cette étude, les patients atteints d'AOMI pourraient ressentir moins de douleur de claudication ainsi qu'une meilleure tolérance aux activités physiques quotidiennes et à l'exercice.