L’oxyde nitrique (NO) est une molécule simple constituée d’un atome d’azote et d’un atome d’oxygène, ce qui la rend encore plus simple que l’eau. La recherche sur les effets de cette petite mais importante molécule a commencé dans les années 1970 lorsque les scientifiques ont commencé à examiner pourquoi les vaisseaux sanguins se sont détendus lorsque certains composés ont été ajoutés. Cela a conduit à la découverte du NO et de ses effets étonnants sur l’organisme, le NO étant nommé molécule de l’année en 1992. En 1998, vingt ans après le début de cette recherche, un prix Nobel a été décerné à ces chercheurs pour leur découvertes révolutionnaires concernant le NO. Au cours des deux dernières décennies, AUCUNE recherche n’a continué à se développer, et il y a eu une augmentation exponentielle du nombre de publications sur cette molécule fascinante. Certains effets bénéfiques pour la santé de l’oxyde nitrique comprennent une circulation accrue, une pression artérielle abaissée, une digestion améliorée, une libido améliorée, un système immunitaire amélioré et des os plus forts.

Comment NO est produit dans le corps

La méthode conventionnelle de synthèse de NO est à partir de l’acide aminé L-Arginine (voir Figure 1). La L-Arginine est oxydée via une série d’étapes impliquant une famille d’enzymes appelées synthases d’oxyde nitrique (NOS). Il existe essentiellement trois NOS courantes appelées isozymes; ce sont iNOS, eNOS et nNOS. Chacune de ces enzymes joue un rôle différent dans la génération de NO dans différents tissus comme les nerfs, l’endothélium ou les vaisseaux sanguins ou à la demande. Cependant, dans chaque cas, des conditions normales d’oxygène (également appelées « normoxie ») ainsi qu’un pH neutre à élevé (alcalin) sont requis. Lorsque ces conditions sont remplies, la conversion dépendante de NOS de la L-Arginine se produit efficacement. La production de NO est la principale raison de l’apport alimentaire de L-Arginine. Cependant, dans des conditions de faible teneur en oxygène (également appelées « hypoxie »), la conversion de L-Arginine en NO est sévèrement limitée. Des conditions de faible teneur en oxygène peuvent survenir pour diverses raisons. Par exemple, le blocage partiel ou complet d’un vaisseau sanguin (ischémie), des conditions d’exercice physique extrême ou des altitudes élevées peuvent tous entraîner une réduction du flux sanguin et donc une réduction de l’apport d’oxygène aux tissus et cellules du corps. De plus, de telles conditions de faible teneur en oxygène s’accompagnent également d’une production accrue d’acide lactique qui réduit le pH, rendant l’état des tissus à la fois hypoxique et acide.

Une autre façon de produire de l’oxyde nitrique

Une nouvelle voie de génération de NO à partir de nitrates a été découverte par des chercheurs de l’Institut Karolinska de Stockholm, en Suède, et par des chercheurs de l’Université de Londres, en Angleterre. Les chercheurs suédois et anglais tentaient de découvrir pourquoi certains régimes, comme le régime méditerranéen, les régimes végétariens, les régimes japonais et le célèbre régime DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) étaient particulièrement protecteurs du cœur. Les deux groupes ont rapporté indépendamment que la clé du succès de ces régimes était la consommation de légumes verts à feuilles et qu’un élément clé de tous ces régimes était la teneur élevée en nitrates. Les chercheurs ont proposé que le nitrate soit converti en NO via un processus réducteur comme suit : essentiellement, le nitrate est réduit dans la bouche par des bactéries qui sont normalement présentes à l’arrière de la langue. Ces bactéries spécialisées utilisent le nitrate pour les aider à produire de l’énergie sous forme d’ATP. En retour, les bactéries utilisent leur propre enzyme réductrice de nitrate appelée Nitrate Reductase pour générer du nitrite. Cette relation particulière est un exemple intéressant de symbiose homme-bactérie : une relation mutuellement bénéfique. Le nitrite est une molécule beaucoup plus active que le nitrate et est présent en forte concentration dans la salive qui est avalée par l’estomac où des conditions de faible teneur en oxygène (par rapport à la bouche) et de forte acidité sont présentes. Ces conditions sont idéales pour une réduction supplémentaire du nitrite en NO. L’ensemble du processus de réduction du nitrate en nitrite puis en NO se produit sans l’intervention d’enzymes NOS. Ces enzymes ne seraient de toute façon pas actives dans ces conditions de faible teneur en oxygène et de faible pH. Il convient de noter que les conditions de faible teneur en oxygène et de faible pH ne se produisent pas seulement dans l’estomac, elles peuvent également se produire dans tout le corps dans certaines situations, notamment l’exercice physique extrême, les maladies cardiaques et le stress psychologique et physique. Les deux voies de génération de NO sont illustrées à la figure 2. Comment le remodelage osseux se produit L’os est un tissu complexe composé de plusieurs types de cellules qui subit en permanence un processus de renouvellement et de réparation appelé « remodelage osseux » (voir figure 3). Les deux principaux types de cellules responsables du remodelage osseux sont les ostéoclastes (« mangeurs d’os »), qui décomposent l’os, et les ostéoblastes (« constructeurs d’os »), qui forment un nouvel os. Au cours du cycle de remodelage osseux, l’os ancien ou endommagé est éliminé par les ostéoclastes, qui sécrètent de l’acide et des enzymes qui digèrent l’os à la surface de l’os. Par la suite, les ostéoclastes migrent loin de la zone osseuse en cours de résorption et meurent. Ils sont remplacés par des ostéoblastes, qui déposent une nouvelle matrice osseuse sous forme d’ostéoïde. Plus tard, l’ostéoïde se calcifie pour former un os mature. Au cours de la formation osseuse, certains ostéoblastes s’incrustent dans la matrice osseuse et deviennent des ostéocytes, un troisième type de cellule unique à l’os. Les ostéocytes s’interconnectent les uns avec les autres et avec les cellules de la surface osseuse via des canaux dans la matrice osseuse. On pense que les ostéocytes agissent comme des capteurs de stress mécanique dans le squelette, en détectant et en répondant aux changements de flux de fluide qui traversent les cannalicules de l’os. Le remodelage osseux est régulé par plusieurs hormones systémiques, telles que l’hormone parathyroïdienne (PTH), la vitamine D, les hormones sexuelles (par exemple les œstrogènes) et la calcitonine, ainsi que par des facteurs locaux tels que le NO, les prostaglandines, les facteurs de croissance et les cytokines.

Comment l’oxyde nitrique (NO) est-il impliqué dans la santé des os ?

L’oxyde nitrique semble avoir un effet double sur l’activité des ostéoblastes. Des études in vitro ont indiqué que les petites quantités de NO qui sont produites par les ostéoblastes peuvent stimuler leur propre croissance ainsi que la production de protéines immunomodulatrices. Alors que certains chercheurs ont montré que les donneurs de NO à libération lente stimulent la croissance et la différenciation des ostéoblastes in vitro, d’autres chercheurs ont rapporté que les donneurs de NO et les inhibiteurs de la NOS (oxyde nitrique synthase) avaient peu d’effet sur la croissance ou la différenciation des ostéoblastes, sauf à des concentrations élevées où la croissance des ostéoblastes semblait réellement inhibé. Les preuves les plus convaincantes soutenant un rôle du NO dans la fonction des ostéoblastes proviennent d’études sur l’eNOS (NOS endothélial) chez les animaux. Deux groupes de chercheurs ont signalé des défauts majeurs dans la formation osseuse et l’activité des ostéoblastes et une réponse de croissance réduite aux œstrogènes administrés à la fois in vivo et in vitro chez les animaux déficients en eNOS. Les mécanismes moléculaires responsables de cela restent à définir, mais indiquent l’existence d’une interaction importante entre eNOS et les voies moléculaires impliquées dans la différenciation et la fonction des ostéoblastes. De plus, un mécanisme possible pour l’inhibition de l’activité des ostéoclastes par le NO est la modification de la cathepsine K (une enzyme régulant l’os). La cathepsine K est fortement exprimée dans les ostéoclastes et joue un rôle clé dans le mécanisme de résorption osseuse, car elle dégrade le collagène osseux. Il a été démontré que le NO et plusieurs donneurs de NO inhibent l’activité de cette enzyme.

Que souhaitez-vous savoir

La santé des os est un élément clé du vieillissement en bonne santé. Comme la majorité de notre population entre maintenant dans ses années de vieillesse, il est impératif que nous examinions nos options, à la fois nouvelles et conventionnelles, lorsqu’il s’agit de garder nos os solides. Cet article s’est concentré sur la nouvelle mais efficace molécule d’oxyde nitrique et son rôle dans le maintien de la robustesse du processus de remodelage osseux au fil du temps. Nos os sont très vivants et il est vital que notre système continue à retirer le vieil os et à en déposer un nouveau à sa place. La consommation d’aliments riches en oxyde nitrique produisant du nitrate en combinaison avec d’autres nutriments essentiels pour la construction osseuse (tels que le calcium, le magnésium, les vitamines D, C et K) est une recette puissante pour maintenir l’intégrité osseuse et mérite d’être considérée pour prévenir ou gérer les problèmes liés à une mauvaise os santé.