Effects of plant food potassium salts (citrate galacturonate or tartrate) on acid–base status and digestive fermentations in rats

Potassium (K) organic anion salts, such as potassium citrate or potassium malate in plant foods, may counteract low-grade metabolic acidosis induced by western diets, but little is known about the effect of other minor plant anions. Effects of K salts (chloride, citrate, galacturonate or tartrate) were thus studied on the mineral balance and digestive fermentations in groups of 6-week-old rats adapted to an acidogenic/5 % inulin diet. In all diet groups, substantial amounts of lactate and succinate were present in the caecum, besides SCFA. SCFA were poorly affected by K salts conditions. The KCl-supplemented diet elicited an accumulation of lactate in the caecum; whereas the lactate caecal pool was low in rats fed the potassium tartrate-supplemented (K TAR) diet. A fraction of tartrate (around 50 %) was recovered in urine of rats fed the K TAR diet. Potassium citrate and potassium galacturonate diets exerted a marked alkalinizing effect on urine pH and promoted a notable citraturia (around 0·5 μmol/24 h). All the K organic anion salts counteracted Ca and Mg hyperexcretion in urine, especially potassium tartrate as to magnesuria. The present findings indicate that K salts of unabsorbed organic anions exert alkalinizing effects when metabolizable in the large intestine, even if K and finally available anions (likely SCFA) are not simultaneously bioavailable. Whether this observation is also relevant for a fraction of SCFA arising from dietary fibre breakdown (which represents the major organic anions absorbed in the digestive tract in man) deserves further investigation

Effect of potassium salts in rats adapted to an acidogenic high-sulfur amino acid diet

Low-grade metabolic acidosis, consecutive to excessive catabolism of sulfur amino acids and a high dietary Na:K ratio, is a common feature of Western food habits. This metabolic alteration may exert various adverse physiological effects, especially on bone, muscle and kidneys. To assess the actual effects of various K salts, a model of the Westernised diet has been developed in rats: slight protein excess (20 % casein); cations provided as non-alkalinising salts; high Na:K ratio. This diet resulted in acidic urine (pH 5·5) together with a high rate of divalent cation excretion in urine, especially Mg. Compared with controls, K supplementation as KCl accentuated Ca excretion, whereas potassium bicarbonate or malate reduced Mg and Ca excretion and alkalinised urine pH (up to 8). In parallel, citraturia was strongly increased, together with 2-ketoglutarate excretion, by potassium bicarbonate or malate in the diet. Basal sulfate excretion, in the range of 1 mmol/d, was slightly enhanced in rats fed the potassium malate diet. The present model of low-grade metabolic acidosis indicates that potassium malate may be as effective as KHCO3 to counteract urine acidification, to limit divalent cation excretion and to ensure high citrate concentration in urine

Effets protecteurs des sels alcalinisants de potassium vis-à-vis du risque d'acidose métabolique latente (étude chez le rongeur et mise en place de modèles nutritionnels)

Les fruits et légumes ont un rôle essentiel pour équilibrer le rapport K/Na et pour accroître le pouvoir alcalinisant de l'alimentation. Dans les produits animaux, le rapport K/Na est faible alors qu'il est parfois supérieur à 100 dans les produits végétaux. Les cations dans les fruits et légumes, principalement le K et le Mg, sont généralement en excès par rapport au phosphate. Cet anion gap est en partie comblé par une accumulation d'anions organiques tels que le citrate et le malate. L'objectif global de la thèse était de déterminer chez le rongeur les effets protecteurs des anions organiques de K présents dans les fruits et légumes vis-à-vis de l'acidose métabolique latente provoquée par une alimentation acidifiante. Pour cela, un modèle de régime acidifiant a été mis en place : riche en caséine et méthionine, pauvre en cations et anions alcalinisants et caractérisé par un rapport K/Na faible. Lors d'une 1ère étude, les souris ont été adaptées à un modèle de régime reproduisant la diète humaine de type occidentale, élaboré à partir d'aliments complexes afin d'évaluer à long terme l'impact sur des paramètres pathophysiologiques. Par rapport aux souris du régime standard, les souris du régime occidental avaient un poids significativement plus élevé au bout de 12 semaines, une densité de masse osseuse et une densité minérale osseuse largement réduites. Leur excrétion urinaire en minéraux a été moindre que chez les souris sur régime standard sauf pour l'excrétion de Na et Cl. Ce modèle de diète chez la souris semble être un modèle intéressant pour une extrapolation chez l'homme. Une 2ème étude sur modèle rat consistait à supplémenter le régime acidifiant en différents sels de K (KC1, bicarbonate de K et malate de K à hauteur de 20 g de K/kg chacun) afin, de déterminer l'impact alcalinisant de ces sels sur l'équilibre acido-basique. On a observé une alcalinisation du pH urinaire pour les régimes KHCO3 et K malate contrairement aux régime de base et KC1. Les régimes KHCO3 et K malate ont contrecarré l'hypocitraturie et l'excrétion urinaire élevée de Ca et Mg, caractéristiques d'une acidose métabolique latente. Ainsi le malate de K semble aussi efficace que le bicarbonate pour corriger l'acidose métabolique. Une 3ème étude sur rat avait pour objectif d'évaluer l'impact des sels de K (citrate de K) sur le métabolisme protéique. Le régime de base acidifiant comportait deux taux protéiques différents (13 et 26% caséine) et chacun de ces 2 régimes a été supplémenté ou pas par du citrate de K (12,3 g de K/kg). Les 2 régimes protéiques pauvres en K se sont révélés acidifiants en matière de pH urinaire. Les excrétions urinaires de citrate et d'aKG ont été restaurées significativement en présence de citrate de K, cet effet étant plus marqué pour le taux de caséine à 13%. L'apport en citrate de K augmente considérablement l'excrétion urinaire de K, quelque soit le taux protéique. Le taux protéique ne semble ainsi pas être la seule cause de survenue d'acidose, un déséquilibre électrolytique joue également un rôle important. Une 4ème étude avait pour objectif d'étudier les interactions possibles entre anions organiques de K et fibres. Pour cela, des rats Wistar ont été adaptés à un régime de base acidifiant (riche en protéines et NaCl et pauvre en K : lot LK), ou à un régime supplémenté en fibres (mélange pectine/inuline à 25 g/kg chacune : LK/F), ou en citrate de K (15 g de K/kg : HK), ou enfin en fibre et citrate de K (HK/F). Ces régimes ont été comparés sous l'angle de leurs impacts sur les fermentations digestives au niveau du gros intestin, et sur la balance du Ca, Mg et K et des paramètres de l'équilibre acido-basique. Le pH urinaire était nettement acide chez les rats adaptés aux régimes faibles en K. Le pH cécal, proche de 7 chez les rats adaptés aux régimes sans fibre, était significativement diminué avec le régime LK/F. Il faut noter que ce pH était sensiblement moins acide (p<0,001) chez les rats adaptés au régime HK/F. Cette étude indique que les anions provenant des fermentations coliques ne semblent pas exercer un pouvoir alcalinisant spécifique, à la différence des anions organiques des fruits et légumes. En conclusion, l'ensemble de ces travaux de thèse ont aboutit sur des résultats intéressants, en terme de balance des cations (Ca, Mg) et de l'équilibre acido-basique global, qui renforcent l'intérêt des anions organiques de potassium donc, de la consommation des fruits et légumes dans la prévention de l'acidose métabolique latente. Cependant d'autres études mériteraient d'être mise en place comme par exemple l'étude de l'interaction des sels de K avec les polyphénols ou l'impact de ces sels sur le métabolisme azoté ou énergétique, notamment au niveau cellulaire.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Protective Effects of High Dietary Potassium: Nutritional and Metabolic Aspects

Potassium (K+) requirements have been largely overlooked because severe deficiencies are uncommon due to the ubiquity of this element in foods. However, a transition toward modern ("Westernized") diets has led to a substantial decline of K+ intake compared with traditional food habits, and a large fraction of the population might now have suboptimal K+ intake. A high K+ intake was demonstrated to have protective effects against several pathologic states affecting the cardiovascular system, kidneys, and bones. Additionally, fruits and vegetables contain K/organic anion salts (malate, citrate), which exert alkalinizing effects, through KHCO3– generation, which serves to neutralize fixed acidity in urine. Low-grade metabolic acidosis, when not properly controlled, may exacerbate various catabolic processes (bone Ca++ mobilization, proteolysis), especially in the elderly. Fruits and vegetables are therefore receiving great attention in a strategy to increase the nutritional value of meals while reducing energy density and intake. The need to ensure a 2.5- to 3.5-g daily K+ supply from fruits and vegetables represents a strong rationale for the "5–10 servings per day" recommendations

Contribution of various dietary constituents to the acid base status : Interest of animal models of latent metabolic acidosis

International audienceThe potential role of large intestine Animal models of metabolic acidosis are generally based on drastic treatments and are poorly suitable as models of latent metabolic acidosis (LMA). Specific rodent diets have been evaluated as LMA models, together with their responsiveness to dietary alkalinizing factors. Using this model, the possibility to obtain LMA states with moderate levels of protein intake was identified, pointing to the critical role of anions in the mineral moiety of the diet.fermentations to acid-base control has also been examined with this model

Contribution of various dietary constituents to the acid base status : Interest of animal models of latent metabolic acidosis

Open Access JournalInternational audienceThe potential role of large intestine Animal models of metabolic acidosis are generally based on drastic treatments and are poorly suitable as models of latent metabolic acidosis (LMA). Specific rodent diets have been evaluated as LMA models, together with their responsiveness to dietary alkalinizing factors. Using this model, the possibility to obtain LMA states with moderate levels of protein intake was identified, pointing to the critical role of anions in the mineral moiety of the diet.fermentations to acid-base control has also been examined with this model

Organic acid bioavailability from banana and sweet potato using an in vitro digestion and Caco-2 cell model

Organic acids from plant food have been shown to play an important role in the prevention of chronic diseases (osteoporosis, obesity), inherent to western diets, but little is known about their bioavailability in the small intestine, information that needs to be determined in order to quantify likely effects on human health

Identification of protein fractions in digesta of broilers fed with four different protein sources

International audienc

Caractérisation des protéines dans le tractus digestif de poulets de chair nourris avec quatre matières premières protéiques différentes

National audienc