Les nitrates de betterave : qu'est-ce que c'est et comment ça marche

Ces quinze dernières années, le jus de betterave est passé du statut de produit potager à celui de l'un des compléments sportifs les mieux étudiés. La raison : les nitrates, que l'organisme convertit en oxyde nitrique. La rédaction explique ce que sont les nitrates alimentaires, comment ils agissent et pourquoi même les bactéries de la langue sont importantes pour leur action.

Que sont les nitrates alimentaires

Le nitrate (NO₃⁻) est un simple anion inorganique que les plantes absorbent dans le sol comme source d'azote. Ce sont les légumes-feuilles et les légumes-racines qui en accumulent le plus : roquette, épinard, laitue, céleri, blette et, bien sûr, la betterave rouge. C'est la betterave qui est devenue le « visage » de cette catégorie de compléments, car il est facile d'en tirer un jus concentré à teneur en nitrate prévisible.

Longtemps, les nitrates n'ont été perçus que comme un contaminant indésirable des aliments et de l'eau potable. Les autorités réglementaires leur fixaient des limites, et dans le débat public ils étaient associés à la « chimie » des champs. La situation a changé dans les années 2000, lorsque les chercheurs suédois Lundberg et Weitzberg ont montré que le nitrate alimentaire est une importante source de réserve d'oxyde nitrique (NO) dans l'organisme (Lundberg et coll., 2008).

Il est important de distinguer les nitrates inorganiques issus de l'alimentation des nitrates organiques — des médicaments comme la nitroglycérine ou le dinitrate d'isosorbide. Ce sont des classes de composés différentes, à la pharmacologie distincte. Quand on parle de « nitrates de betterave », il s'agit précisément du nitrate inorganique présent dans les légumes.

La classification est reprise de la revue de Hord et coll. (2009). La teneur réelle d'un légume donné peut varier du simple au multiple selon la variété, le sol, les engrais, l'éclairage et le moment de la récolte ; c'est pourquoi les études utilisent des jus standardisés.

La voie nitrate – nitrite – oxyde nitrique

L'oxyde nitrique est une molécule de signalisation qui relâche les muscles lisses des vaisseaux, régule le flux sanguin, influe sur la contraction musculaire et le fonctionnement des mitochondries. Sa voie de synthèse classique part de l'acide aminé L-arginine, sous l'action des enzymes NO-synthases, qui ont besoin d'oxygène. La voie du nitrate est une voie alternative, et elle fonctionne le plus efficacement précisément lorsque l'oxygène est rare.

Après la consommation de betterave, le nitrate est rapidement absorbé dans le sang. Une part importante est captée par les glandes salivaires et se concentre dans la salive. À la surface de la langue vivent des bactéries qui réduisent le nitrate en nitrite (NO₂⁻). Le nitrite avalé se convertit en partie en NO dès le milieu acide de l'estomac, et en partie est absorbé et circule dans le sang.

Dans les tissus où la pression d'oxygène est abaissée et le milieu acidifié — par exemple dans les muscles lors d'un effort intense —, le nitrite est réduit en NO avec le concours de la désoxyhémoglobine, de la myoglobine et d'autres protéines. Ainsi, le système « s'enclenche » précisément là et au moment où l'oxyde nitrique est le plus nécessaire.

Les bactéries buccales sont un maillon critique de la chaîne. L'étude de Govoni et coll. (2008) a montré qu'un rinçage de bouche avec un bain de bouche antibactérien réduit fortement la hausse du nitrite plasmatique après la prise de nitrate. Autrement dit, sans une flore buccale « adéquate », le jus de betterave perd une grande partie de son action.

Comment les nitrates agissent sur les muscles et les vaisseaux

La découverte la plus intéressante pour la science du sport revient à Larsen et coll. (2007) : après quelques jours de prise de nitrate de sodium, le « coût » en oxygène d'un effort sous-maximal sur ergocycle a diminué. La personne accomplissait le même travail en dépensant moins d'oxygène. Pour la physiologie, c'était inattendu, car l'efficacité du travail musculaire était considérée comme une grandeur pratiquement invariable.

L'équipe d'Andrew Jones, de l'université d'Exeter, a reproduit cet effet avec du jus de betterave (Bailey et coll., 2009) et a montré un allongement du temps jusqu'à épuisement lors d'un effort de haute intensité. Parmi les mécanismes proposés figurent une réduction de la dépense énergétique liée au fonctionnement des pompes ioniques dans les fibres musculaires et une amélioration de l'efficacité des mitochondries.

• Vaisseaux :dilatation, amélioration du flux sanguin, baisse modérée de la tension artérielle (Webb et coll., 2008).
• Muscles :réduction du coût en oxygène de l'effort, possible renforcement de la fonction contractile des fibres rapides de type II.
• Métabolisme :moins de dépense de phosphocréatine par unité de travail dans certaines études.

Il est intéressant de noter que les effets sur les fibres musculaires rapides pourraient expliquer pourquoi les nitrates aident parfois dans les sports par intervalles et les sports collectifs, et pas seulement en endurance. Cependant, cet axe est moins étudié, et les résultats y sont hétérogènes (Jones et coll., 2018).

À qui les nitrates profitent le plus

L'effet des nitrates n'est pas le même selon les personnes. Les résultats les plus stables sont obtenus chez les amateurs et les personnes modérément entraînées. Chez les sportifs d'endurance de haut niveau, l'effet est souvent moindre, voire absent (Porcelli et coll., 2015). Une explication : ils présentent déjà une activité élevée des NO-synthases, un réseau capillaire développé et une autre proportion de fibres musculaires.

La durée et le type d'effort jouent aussi un rôle important. Les nitrates se sont montrés les plus efficaces pour des efforts d'une durée allant de quelques minutes à environ 30 à 40 minutes, ainsi que dans les sprints répétés de haute intensité. Pour les distances très longues et la force maximale, les preuves sont plus faibles.

Un bénéfice possible en conditions d'hypoxie — par exemple en altitude — est théoriquement logique, puisque la voie du nitrite est la plus active justement en cas de manque d'oxygène. Cependant, les données des études en altitude sont contradictoires ; on ne peut donc pas qualifier les nitrates de betterave de « remède miracle pour la montagne ».

Le Comité international olympique, dans son consensus sur les compléments alimentaires (Maughan et coll., 2018), a rangé les nitrates dans le petit groupe de compléments disposant de preuves suffisantes pour améliorer les performances — aux côtés de la caféine, de la créatine, de la bêta-alanine et du bicarbonate de sodium. Les nitrates ne figurent pas sur la Liste des interdictions de l'AMA.

Sécurité : ce qu'il faut savoir à l'avance

Pour la plupart des personnes en bonne santé, la consommation de jus de betterave aux doses utilisées dans les études est sans danger. L'« effet indésirable » le plus fréquent est la coloration de l'urine et des selles en rose ou en rouge (béturie), qui n'est pas dangereuse, mais peut effrayer si on ne la connaît pas.

Par ailleurs, les nitrates abaissent la tension artérielle ; les personnes souffrant d'hypotension et celles qui prennent des antihypertenseurs ou des inhibiteurs de la PDE-5 ont donc besoin d'un avis médical. La betterave contient aussi des oxalates, ce qui est important pour les personnes sujettes aux calculs rénaux.

Soulignons à part : les sels de nitrate concentrés et surtout le nitrite de sodium ne sont pas des compléments alimentaires à usage domestique. À fortes doses, le nitrite provoque une méthémoglobinémie, et l'on connaît des intoxications mortelles par cette substance. La source de nitrate pour un sportif doit être les légumes ou des jus standardisés.

Nous parlons plus en détail des effets indésirables et des contre-indications dans des articles distincts.

Conclusions de la rédaction

Les nitrates de betterave sont des nitrates inorganiques issus des légumes qui, via la chaîne « nitrate – nitrite – oxyde nitrique », peuvent dilater les vaisseaux et rendre le travail musculaire plus économe. Les bactéries de la cavité buccale jouent un rôle crucial dans ce processus.

L'effet est le plus net chez les amateurs et pour les efforts de durée moyenne, tandis qu'il est moins prévisible chez les sportifs d'élite. Les nitrates disposent de l'une des meilleures bases de preuves parmi les compléments sportifs et sont autorisés par l'AMA.

Pour approfondir le sujet, nos articles « Les bienfaits des nitrates de betterave pour les sportifs : les données probantes », « Comment prendre les nitrates de betterave » et « Les effets indésirables des nitrates de betterave » vous seront utiles.

Références bibliographiques

1. Lundberg JO, Weitzberg E, Gladwin MT. The nitrate–nitrite–nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2008;7(2):156–167.
2. Hord NG, Tang Y, Bryan NS. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits. Am J Clin Nutr. 2009;90(1):1–10.
3. Larsen FJ, Weitzberg E, Lundberg JO, Ekblom B. Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiol (Oxf). 2007;191(1):59–66.
4. Bailey SJ, Winyard P, Vanhatalo A, et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J Appl Physiol. 2009;107(4):1144–1155.
5. Govoni M, Jansson EA, Weitzberg E, Lundberg JO. The increase in plasma nitrite after a dietary nitrate load is markedly attenuated by an antibacterial mouthwash. Nitric Oxide. 2008;19(4):333–337.
6. Webb AJ, Patel N, Loukogeorgakis S, et al. Acute blood pressure lowering, vasoprotective, and antiplatelet properties of dietary nitrate via bioconversion to nitrite. Hypertension. 2008;51(3):784–790.
7. Porcelli S, Ramaglia M, Bellistri G, et al. Aerobic fitness affects the exercise performance responses to nitrate supplementation. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(8):1643–1651.
8. Maughan RJ, Burke LM, Dvorak J, et al. IOC consensus statement: dietary supplements and the high-performance athlete. Br J Sports Med. 2018;52(7):439–455.