La Supplémentation en L-Citrulline par Voie Orale Atténue la Réponse de la Pression Artérielle au Test de Pressage à Froid chez les Jeunes Hommes

Résumé

La L-arginine orale, le précurseur de l’oxyde nitrique, peut réduire la pression artérielle au repos (TA) via une meilleure production d’oxyde nitrique chez les patients présentant des facteurs de risque cardiovasculaires.1-3 Chez des individus en bonne santé, la L-arginine orale a été associée à une diminution4 ou à aucun changement5 de la TA brachiale au repos. Il a été suggéré qu’une activité accrue de l’arginase rend la supplémentation orale chronique en L-arginine quelque peu inefficace.6 Inversement, la L-citrulline orale fournit des niveaux plasmatiques plus élevés de L-arginine grâce à une conversion efficace de la L-citrulline en L-arginine.7 Des données récentes ont montré que le traitement oral par la L-citrulline réduisait la pression artérielle périphérique en améliorant la relaxation aortique chez le rat.8,9

Bien qu’une pression pulsée brachiale élevée (PP) soit associée à une mortalité cardiovasculaire accrue, 10 PA systolique aortique (SBP) et PP peuvent être de meilleurs prédicteurs du risque cardiovasculaire que la PA brachiale.11,12 Comme les médicaments vasoactifs peuvent affecter la TA aortique plus que la TA brachiale, des mesures de TA aortique 13, 14 ont été proposées comme cible de traitement.11,15

La vasoconstriction à médiation sympathique induite par le test de pression à froid (CPT) entraîne une augmentation aiguë de la pression artérielle périphérique (brachiale et numérique), de la pression artérielle aortique et de la réflexion des ondes chez des sujets sains sans augmenter la fréquence cardiaque.16,17 Le CPT a été utilisé pour évaluer l’efficacité du mode de vie3,18 et des interventions pharmacologiques19 sur la TA et la réactivité vasculaire. De plus, une supplémentation orale en L-arginine s’est avérée efficace pour réduire la réponse de la BP brachiale à la CPT chez les hommes atteints d’hypercholestérolémie.3 Ainsi, le CPT peut être un outil approprié pour évaluer l’effet de la L-citrulline orale sur la pression artérielle et l’hémodynamique aortique. Par conséquent, le but de l’étude était de tester l’hypothèse selon laquelle une supplémentation orale en L-citrulline réduirait la BP brachiale, la BP aortique et les réponses par réflexion des ondes à la CPT.

Méthodes

Sujets. La population étudiée comprenait 17 jeunes hommes en bonne santé (22 ± 1 ans). Les sujets étaient normotendus (SBP < 140mmHg et BP diastolique (DBP) < 90mmHg), exempts de maladies cardiovasculaires et métaboliques / endocriniennes telles qu’évaluées par des antécédents de santé et ne fumaient pas ou ne prenaient pas de médicaments ou de suppléments nutritionnels. Cette étude a été approuvée par le conseil d’examen institutionnel de l’Université d’État de Floride. Tous les sujets ont donné leur consentement écrit avant la collecte des données.

Conception de l’étude. Nous avons utilisé une conception croisée randomisée, en double aveugle, à deux périodes (figure 1). Lors de la première visite, les sujets ont reçu une familiarisation avec les tests après le processus de dépistage initial. Tous les tests ont été effectués le matin avec les sujets assis dans une pièce calme à température contrôlée (23 ° C) après au moins 3 h de jeûne et en évitant les boissons contenant de la caféine, l’alcool et l’exercice intense pendant au moins 24h avant le test. Après l’électrocardiogramme et l’instrumentation BP, les participants se sont reposés pendant au moins 20 minutes avant la collecte des données. La pression artérielle brachiale, l’électrocardiogramme et les mesures hémodynamiques aortiques ont été recueillis avant (repos) et pendant la deuxième minute de CPT. Le CPT a été réalisé par immersion du pied droit jusqu’à la cheville dans de l’eau froide (4°C) pendant 2min. Les sujets ont été encouragés à maintenir un rythme et une profondeur de respiration constants tout au long de l’expérience, mais la respiration n’était pas rythmée.

Conception de l’étude. CPT, test de pressoir à froid.

Après les mesures de base, les sujets étaient au hasard (1:1) assigné à recevoir de la L-citrulline orale (dose de 3 g deux fois par jour) ou un placebo (maltodextrine) pendant 4 semaines séparées par une période de lavage de 2 semaines. Cette prescription de L-citrulline orale s’est avérée efficace pour augmenter les taux plasmatiques de L-arginine.7 De plus, la L-arginine orale à cette dose et à cette durée réduit la SBP1 au repos et pendant la CPT3 chez les personnes à risque cardiovasculaire élevé. Des capsules contenant de la L-citrulline et un placebo ont été fournies par NOW Foods (Bloomingdale, Illinois). Le CPT a été réalisé à la même heure de la journée (8–12h) pour chaque sujet afin de réduire les variations diurnes possibles de la TA au début et à la fin de chaque traitement. La dernière dose de L-citrulline ou de placebo a été consommée la nuit précédant le CPT à la fin de chaque traitement.

Anthropométrie. La taille a été mesurée à l’aide d’un stadiomètre au 0,5 cm le plus proche et le poids corporel a été mesuré à l’aide d’une balance seca (Sunbeam Products, Boca Raton, FL) au 0,1 kg le plus proche. L’indice de masse corporelle a été calculé en kg/m2.

Hémodynamique. Des enregistrements d’électrocardiogramme en continu et de BP numériques ont été obtenus à partir d’un plomb bipolaire échantillonné par un système d’acquisition de données (Biopac, Santa Barbara, CA) et un dispositif Finomètre (TNO Biomedical Instrumentation, Amsterdam, Pays-Bas), respectivement. La fréquence cardiaque a été évaluée à partir de l’électrocardiogramme et du volume de course (SV) de la forme d’onde BP obtenue à partir du Finomètre en utilisant la méthode du flux modèle.20

Analyse des ondes de pouls. Après 10 minutes de repos assis, la pression artérielle brachiale a été enregistrée à l’aide d’un appareil oscillométrique automatisé (HEM-705CP; Omron Healthcare, Vernon Hill, IL). Le SBP et le DBP brachiaux ont été utilisés pour étalonner les formes d’ondes radiales, obtenues à partir d’une époque de 10 s à l’aide d’un tonomètre haute fidélité (SPT-301B; Millar Instruments, Houston, TX). PP était la différence entre SBP et DBP. Les formes d’onde de la BP aortique ont été dérivées à l’aide d’une fonction de transfert validée généralisée (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australie).21,22 L’onde BP aortique (Figure 2) est composée d’une onde avant, causée par l’éjection de SV, et d’une onde réfléchie qui retourne à l’aorte à partir de sites périphériques.23 La pression d’augmentation a été définie comme la différence entre les deuxième et premier pics systoliques. L’indice d’augmentation (AIx) a été défini comme la pression d’augmentation exprimée en pourcentage de la PP aortique. Le temps de transit de l’onde réfléchie (Tr) indique le trajet aller-retour de l’onde avant vers les sites réfléchissants périphériques et vers l’aorte.23 AIx et Tr ont été utilisés comme marqueurs de réflexion des ondes et de rigidité aortique.24 La moyenne de deux mesures de la TA brachiale et de l’hémodynamique aortique de haute qualité (indice d’opérateur ≥80%) a été utilisée dans l’analyse. Dans notre laboratoire, les coefficients de corrélation intraclasse pour la SBP aortique et la PP aortique pendant le CPT, calculés sur deux jours distincts, sont respectivement de 0,94 et 0,95.

Forme d’onde d’impulsion aortique. AIx, indice d’augmentation; AP, pression d’augmentation; DBP, pression artérielle diastolique; P1, premier pic systolique; PP, pression d’impulsion; SBP, pression artérielle systolique; Tr, délai de l’onde réfléchie.

Analyse statistique. Les effets de la L-citrulline et du placebo ont été évalués par une analyse de variance 2 × 2 avec des mesures répétées au repos et CPT (traitement (placebo vs L-citrulline) × temps (ligne de base vs 4 semaines)). Lorsque l’analyse de la variance a produit une interaction traitement par temps significative, les tests t ont été utilisés pour des comparaisons post-hoc. Le coefficient de corrélation de Pearson a été utilisé pour examiner les associations entre les changements de variables. La signification statistique a été fixée à P < 0,05. Des analyses statistiques ont été effectuées à l’aide de SPSS, version 15.0 (SPSS, Chicago, IL).

Résultats

La taille, le poids et l’indice de masse corporelle étaient respectivement de 1,80 ± 0,01 m, 82,8 ± 1,4 kg et 25,7 ± 0,5 kg / m2.

Réponses aiguës au CPT

Au cours du CPT, il y a eu des augmentations significatives de la SBP brachiale (P < 0,01), de la DBP brachiale (P < 0,001), de la PP brachiale (P < 0,05), de la SBP aortique (P < 0,001), de la DBP aortique (P <0,001), PP aortique (P < 0,05), AIx (P < 0.01), et SV (P < 0,01) ainsi qu’une diminution de Tr (P < 0,001) avant et après les deux traitements (tableau 1). Les augmentations de la fréquence cardiaque au cours de la CPT n’étaient pas statistiquement significatives à partir des valeurs au repos.

Tableau 1

Paramètres hémodynamiques au repos et pendant la CPT avant et après le placebo et le traitement par la L-citrulline

Tableau 1

Paramètres hémodynamiques au repos et pendant la CPT avant et après le placebo et le traitement par la L-citrulline

Par voie Orale Supplémentation en L-citrulline

Sur les 18 sujets à l’inclusion, 17 ont terminé les deux traitements. Un sujet a abandonné par manque d’intérêt. Il n’y a pas eu de changements significatifs dans tous les paramètres hémodynamiques au repos et dans les indicateurs de réflexion des ondes pendant le CPT après les traitements (tableau 1). Il y avait une interaction traitement-temps significative (P < 0,05) pour la SBP brachiale, la SBP aortique et la PP aortique, mais pas pour la PP brachiale (tableau 1). Au cours de la CPT, la L-citrulline est significativement (P < 0.05) diminution de la SBP brachiale (-6 ± 11mmHg), de la SBP aortique (-4 ± 10mmHg) et de la PP aortique (-3 ± 6mmHg) de 0 à 4 semaines par rapport au placebo (SBP brachiale (3 ± 10mmHg), SBP aortique (4 ± 9mmHg) et PP aortique (1 ± 5mmHg), P = NS) (Figure 3). Il y avait une corrélation significative et inverse (r = -0,40, P < 0,05) entre les modifications de la SBP aortique et de la Tr pendant le CPT après une supplémentation en L-citrulline.

Changements dans (a) la pression artérielle systolique brachiale (BSBP); (b) la pression pulsée brachiale (BPP); (c) la pression artérielle systolique aortique (ASBP); (d) pression pulsée aortique (APP) de la ligne de base à 4 semaines pendant le test de pression à froid (CPT). * P < 0,05 par rapport au placebo. Les valeurs sont des moyennes ± s.e.m.

Discussion

Notre principale conclusion était que 4 semaines de supplémentation orale en L-citrulline atténuaient l’augmentation de la SBP brachiale, de la SBP aortique et de la PP aortique pendant la stimulation sympathique induite par la CPT chez les jeunes hommes. Conformément aux études précédentes, le CPT a entraîné une augmentation significative de la réflexion des ondes, telle qu’évaluée par une augmentation de l’AIx et une réduction de la Tr. Ces réponses artérielles ont été mises en évidence lors d’une stimulation sympathique induite par le froid via CPT17 et une exposition du corps entier.25 La vasoconstriction à médiation sympathique induit un retour plus rapide de l’onde réfléchie de la périphérie vers l’aorte et sa fusion avec l’onde avant au cours de la systole tardive entraîne une augmentation de la SBP aortique et par conséquent de la PP et de l’AIx.23,26 Outre l’augmentation de la réflexion des ondes17, une augmentation concomitante de la VSV peut avoir contribué à la réponse à la SBP et à la PP dans cette étude. De plus, l’augmentation de la DBP a été attribuée à une vasoconstriction des artères principalement périphériques27, ce qui entraîne une diminution de la distensibilité artérielle.28

Comme une disponibilité réduite de L-arginine peut contribuer à une TA élevée,1-3 nous avons évalué l’effet de la L-citrulline, précurseur de L-arginine-oxyde nitrique, sur l’hémodynamique aortique. Il a été montré que la majeure partie de la L-citrulline absorbée par l’intestin est convertie en L-arginine, 29,30, diminuant ainsi la pression artérielle périphérique chez les humains1 et les rats8,9 présentant un risque cardiovasculaire élevé en raison d’une amélioration de la fonction endothéliale. Cependant, la L-arginine orale n’a aucun effet apparent sur la pression artérielle au repos et la capacité vasodilatatrice chez les jeunes hommes en bonne santé.5 Conformément à cette observation, la supplémentation en L-citrulline n’a pas affecté la TA au repos et la réflexion des ondes en raison d’une fonction artérielle normale dans notre population.

La principale conclusion de cette étude était que le traitement oral par la L-citrulline atténuait l’augmentation de la SBP brachiale, de la SBP aortique et de la PP aortique pendant la CPT. Dans cette étude, nous évaluons l’effet du traitement sur les réponses vasculaires à la CPT après au moins 10h de la dernière dose de L-citrulline. Nous avons montré que le changement de SBP brachiale (-5,8mmHg) et aortique (-3.6mmHg) les réponses à la CPT de l’inclusion à 4 semaines étaient plus élevées avec une supplémentation en L-citrulline par rapport au placebo. West et coll.3 ont signalé une réduction significative de la réponse de la SBP brachiale (-3,7 mmHg) à la CPT qui a été attribuée à des réductions du débit cardiaque. Comme la L-citrulline n’a pas diminué la fréquence cardiaque et la SV dans cette étude, l’effet sur la SBP résulte probablement d’une diminution de la réflexion des ondes. Malgré l’absence d’effet apparent sur AIx et Tr après la L-citrulline, la diminution de la SBP aortique pendant la CPT était inversement corrélée (r = -0,40, P < 0.05) avec l’augmentation du temps de réflexion des ondes mais pas avec AIx. De même, pendant la suractivité sympathique induite par le stress orthostatique, la perfusion de L-arginine entraîne une diminution de la SBP aortique due à l’augmentation du temps de réflexion des ondes.31 Comme une réduction de SV ne se produit pas en même temps que l’augmentation du temps de réflexion de l’onde, l’AIx peut ne pas changer.31 Ainsi, une réflexion d’onde plus lente des artères périphériques vers l’aorte entraîne une réduction de la SBP aortique.32

Dans cette étude, la L-citrulline a réduit la PP aortique, mais n’a eu aucun effet apparent sur la réponse de la PP brachiale à la CPT. Ce résultat confirme l’idée que la réduction de la SBP et de la PP aortiques avec certains antihypertenseurs est sous-estimée ou non détectée par la BP brachiale.23,33 Nos résultats ont montré que la DBP brachiale et aortique n’a pas changé à la fin de l’étude, suggérant que la vasoconstriction des artères périphériques à médiation sympathique pendant la CPT27 n’est pas modifiée par la L-citrulline. Comme la PP est plus influencée par la SBP que par la DBP, la diminution de la réponse de la PP aortique à la CPT peut être principalement attribuée à une SBP aortique atténuée.

Les limites potentielles de cette étude comprennent une petite taille d’échantillon et l’absence de mesures de la L-arginine plasmatique et de la fonction endothéliale. Il se pourrait que notre étude n’ait pas été alimentée pour détecter des changements significatifs dans la réflexion des ondes. Nous ne pouvons pas fournir de mécanisme pour expliquer nos résultats sans mesures de la L-arginine et de la fonction endothéliale. Néanmoins, cette étude a démontré que la dose quotidienne de 6 g de L-citrulline orale réduisait les réponses aortiques à la SBP et à la PP à la CPT – deux principaux prédicteurs de maladies cardiovasculaires.11,12 Plus important encore, contrairement aux études précédentes qui ont évalué l’effet de la L-arginine sur la TA brachiale entre 1 et 2h après la dernière dose, 3,5 l’effet de la L-citrulline sur la TA brachiale et aortique a été observé plusieurs heures après la dernière dose dans cette étude.

En conclusion, nous avons constaté qu’une supplémentation orale en L-citrulline de 4 semaines atténuait les réponses de la SBP brachiale, de la SBP aortique et de la PP aortique au CPT. L’augmentation du temps de réflexion des ondes aortiques contribue à la réduction de la réponse SBP aortique au CPT, ce qui contribue par conséquent à la réduction de la PP aortique.

Divulgation

Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Cette étude a été soutenue par le Prix de recherche du Collège des sciences humaines et le prix de thèse Bess Ward Honors. Nous sommes reconnaissants à NOW foods d’avoir fourni les suppléments.