ディスカッション
我々の研究の顕著な知見は、l–アルギニン濃度依存的に健康なヒト被験者における血管拡張を誘導することである。 この血液力学的効果は、硝酸塩、NOの最終酸化代謝産物、およびその第二メッセンジャー環状GMPの尿中排excretion率の増加によって平行になっています。 薬物動態学的分析は、l-アルギニンの用量関連動態の証拠を示した。 L-アルギニンの経口バイオアベイラビリティは約70％であり、l-アルギニンの経口摂取後に到達した最大血漿濃度は、腸管からの吸収の遅延のために、 PK/PD分析では、l-アルギニンの血管拡張効果とその血漿濃度との間に直接関連する証拠がある。
我々および他の人は、健康なヒト被験者において、l-アルギニンが静脈内注入中に末梢血管拡張を誘導することを以前に実証している。 L-アルギニンの単回静脈内注入の同様の血管作用効果は、高コレステロール血症および冠状動脈または全身性アテローム性動脈硬化症の患者においても観察されている。 いくつかの研究では、l-アルギニンは、心血管疾患の患者の経口剤形でも使用されている。 Clarkson et al. 高コレステロール血症の被験者における経口l-アルギニンの4週間21g日−1後に改善された内皮依存性上腕動脈血管拡張を発見した。 アダムスら 冠動脈疾患を有する若年患者に21g l-アルギニンday−1を3日間投与した; 彼らは、プラセボと比較して、l-アルギニン後の内皮依存性血管拡張の改善と単球接着の減少を見出した。 レクターら。 心不全患者に5.6−12.6g day-1のl-アルギニンを6週間与え、運動試験中に患者の四肢血流および機能的性能が有意に改善されたことが判明した。 L-アルギニンは、患者におけるこれらの研究および他の研究において静脈内または経口的に適用されているが、l-アルギニンの薬物動態データは大部分 L-アルギニンの経口バイオアベイラビリティとその薬物動態の調査は、さらなる臨床研究のための重要な基礎です。
本研究では、l-アルギニン血漿濃度の時間的パターンは、その血管拡張効果の時間的パターン、すなわち全末梢抵抗および血圧の低下に密接に対応した。 薬物動態/薬力学的モデリングは、効果（TPRの減少）が直接l-アルギニン血漿濃度にリンクされていたことを示し、効果の間接的なリンクを使用して代替モデ 組織区画に、または別の効果区画を使用して、あまり密接にデータを表しました。 Ｌ-アルギニン血しょうレベルとその血液力学的効果との間の直接リンクの存在は，濃度効果プロットにおけるヒステリシスの欠如によってさらに確認された。 Ｌ-アルギニンの代謝産物が効果の原因である場合，またはその効果が蛋白質合成のような間接的なメカニズムによって媒介される場合，血しょうｌ-アルギニン濃度と効果部位におけるその濃度との間の平衡の遅延が発生した場合，反時計回りヒステリシスループが予想された。 これは，ｌ-アルギニン血しょう濃度と効果との間の短い平衡半減期とともに，血管系内のｌ-アルギニンの直接的な血管拡張作用を示唆している。
外因性l-アルギニンが血管拡張を誘導するメカニズムは、NOの最終酸化代謝産物である硝酸塩の尿中排excretion率が増加した研究によって示唆されているように、内因性の内皮NO形成の刺激を伴う可能性がある。 Ｌ-アルギニン血しょうレベルと尿中硝酸排excretion率との間に密接な線形関係を見いだしたので，本研究はさらにこの仮説を支持した。 他の研究では、L-アルギニン投与後の内因性NO形成の増強の指標として、NOの呼気の増加が報告された。 Ｌ-アルギニンの静脈内注入後，硝酸塩とｃｇｍｐの尿中排せつ率が用量関連で増加することを報告した。 尿中硝酸塩およびcGMP排泄率の最大上昇は、l-アルギニン注入の終了後30-60分以内に発生した。 注入の終了後90分後、これらの指標代謝産物は再び基底範囲に戻っていた。
l-アルギニンは内皮による精緻化を誘導せず、それによって血管拡張を引き起こすという仮説は、l-アルギニン血漿レベルと血管拡張との間の直接 内皮NOシンターゼは、内皮表面に沿って流れる血液によって誘導される剪断応力によって連続的に刺激される。 NOは刺激後ほぼ瞬時に内皮から放出され、NO自体は数秒の範囲で非常に短い生物学的半減期を有する。 それは亜硝酸塩および硝酸塩への酸化によって急速に不活性化されます。 これらの生化学的観察は，本研究で行った生化学的測定の結果とよく一致した。 尿中硝酸塩排excretionの上昇は，第二メッセンジャーの尿中排excretionの変化，サイクリックＧＭＰおよび血液力学的応答と同様に，ｌ-アルギニン血しょうレベルの時間パターンに密接に対応していることが分かった。
l-アルギニンがin vivoでNO放出を増加させるという事実は、内皮NOシンターゼのKm値（≧2.9μ m）生理的絶食l-アルギニン血漿レベルは、基質で酵素を飽和させるのに十分高いはずである。 このパラドックスはいくつかの観察によって解決されるかもしれない：まず、km値は粗酵素調製物でin vitroで決定された;in vivoでは、しかし、l-アルギニンとNOシンターゼの細胞内区画化のような要因が異なる可能性があり、潜在的に酵素の基質の利用可能性を低下させる可能性がある。 さらに、酵素結合部位のためのl-アルギニンと競合する内因性化合物の存在はまた、相対的な基質枯渇を引き起こす可能性があります。 このような内因性競合阻害剤の１つは、非対称ジメチルアルギニン（ａｄｍａ）であり、ヒト血漿中および培養ヒト内皮細胞中に存在することが報告されている。 Adma血漿レベルが低い健康なヒトでは、ADMAが精緻化をダウンレギュレートしないかどうかは未定のままである。 最後に、l-アルギニンの取り込みは、in vivoでの細胞内l-アルギニンの可用性を制限する重要なステップである可能性があります。
L-アルギニンは、NO産生を刺激するだけでなく、成長ホルモン分泌やインスリン放出の刺激など、血管拡張作用に寄与する可能性のある他の効果を発揮することが知られている。 しかし、l-アルギニン注入後の成長ホルモン分泌のピークは、血管拡張のピークよりも遅く起こる。 興味深いことに、lアルギニンのこれらの内分泌の効果はまた解放の二次増加を引き起こすかもしれませんかもしれません: 成長ホルモンの生理学的な効果の多数はそれからsynthaseの抑制剤によって妨げることができる内皮依存したvasodilationを引き起こすIGF-1のローカル生産によって 我々は最近、NOが後天性成長ホルモン欠乏症患者における組換え成長ホルモンの血行力学的効果に関与している可能性があることを示している。 同様に、インスリンの血液力学的効果は、少なくとも部分的にはNOを介して媒介される。 さらに、非特異的な血管拡張は、本研究で達成されたものよりもかなり高いl-またはd-アルギニン濃度で起こることが示されている。 （非特異的な）血管拡張によって誘導されるように増強された末梢血流自体は、内皮表面での剪断応力の上昇を介して内皮NO放出を増加させることが
6gのl-アルギニンの経口または静脈内投与のAUC値の比較は、l-アルギニンの生物学的利用能が経口摂取後70％以上であることを示した。 安定同位体標識l-アルギニンを使用して、Castillo et al. また、経口摂取されたl-アルギニン（≧38％）の不完全な生物学的利用能を発見した。 対照的に、Ｍａｔｅｒａ ｅ ｔ ａ ｌ． 健康な人間の口頭lアルギニンの報告された完全な生物学的利用能。 彼らは、集中治療薬の経口サプリメントとしての使用を意図した複雑なポリアミノ酸製剤に含まれる非常に低い日用量（100mg日−1）で7日間投与した。 同じ研究では、これらの著者らは、l-アルギニンのかなり高用量で得られた我々の結果と一致している≤1.2hの末端除去半減期を報告した。 我々の研究における半減期の計算は、210と960分でのサンプリング時間の間の長い時間間隔によって幾分妨げられた。 これは私達が実験室で主題を夜通し保つことを可能にしなかった記号論理学の理由によって引き起こされた。 半減期計算の重要性は、この時間パターンによって潜在的に減少したが、我々の発見と他の人によって報告されたものとの間には比較的近い対応がまだ Noeh et al. 腹腔内投与後のラットにおけるl-アルギニンの組織分布の研究; 彼らは、大動脈、心臓、大静脈のようなNO発生器官における血漿アルギニンレベルの上昇とアルギニン濃度との間に密接な相関を見出した。 彼らの研究では、l-アルギニン半減期は血漿中で≥1時間、様々な組織では1-2時間であった。
肝臓でのl-アルギニンの取り込みと代謝がこのアミノ酸の全身的な生物学的利用能に影響を与える可能性があるため、内臓領域での吸収後のl-アルギニンの利用率とそれに影響を与える要因はかなりの関心事である。 L-アルギニン取り込み機構（塩基性アミノ酸のためのy+-トランスポーター）の活性は、他の細胞型と比較して肝細胞で低いという証拠があります。 したがって、Felig&Wahrenは、吸収後の状態で門脈と肝静脈の間に濃度勾配を発見しなかった。 まとめると、これらの研究は、肝臓におけるl-アルギニン代謝が機能的に全身l-アルギニン代謝から分離されていることを示唆している。 Blanchier et al. 健康なラットに投与された経口l-アルギニン用量のマイナーな部分は、腸細胞によって代謝されることを示した。 これらの知見は，経口投与されたｌ-アルギニン用量の大部分が本研究で全身的に利用可能であった理由を説明することができる。 肝臓の外でさえ、l-アルギニンはいくつかの代謝経路の基質となり得る：摂取されたアルギニンは腸内のオルニチンの供給源となり得る；肝臓の尿素合成中に失われたアルギニンを補充するのに役立つかもしれない；腎臓および脳のアグマチンへの脱炭酸を受けるかもしれないし、NOシンターゼによってNOおよびシトルリンを生成するために使用されるかもしれない。 カスティージョ他 健康なヒトでは経口投与されたl-アルギニンの一部が尿中NO3に変換されることが以前に実証されており、内臓領域から取り込まれたl-アルギニンがNOシンターゼの基質として使用されていることが示されている。 Rhodes et al. 健康なヒト被験者における-l-アルギニンの静脈内注入後の血漿中の-亜硝酸塩濃縮を実証することによってこの知見を確認した。 彼らのトレーサーの研究からLeaf et al. 投与されたl-アルギニン用量の0.1％未満がNOを介して硝酸塩に変換されたと計算された、Rhodes et al. 循環亜硝酸塩の約90％が、絶食したヒトにおけるl-アルギニン：NO経路に由来すると推定されている。 一緒に取られて、これらの調査は外因性lアルギニンが正常な人間の統合無しのための基質として機能することを確認します。
本研究で生成された薬物動態データは、l-アルギニンの用量依存的薬物動態の証拠を提供する：用量の増加に伴い、排除半減期および見かけの分布量 この観察のための一つの説明は、最高用量（30g）による細胞へのl-アルギニン取り込みの飽和であり得る。 この線量の後のlアルギニンの非常に高い血しょうレベルは尿にlアルギニンの流出に終ってlアルギニンの再吸収のための腎臓の境界を、超過 L-アルギニンの30g用量とは対照的に、定常状態は、注入期間の最後の10分の間にl-アルギニン血漿濃度のプラトーによって示されるように、l-アルギニン 従って、6g lアルギニンの注入の後で計算される半減期はこのアミノ酸の”本当の”生理学的な半減期を最も密接に表すかもしれません。 約6グラムl-アルギニンの単回投与2-3回の日は、心血管疾患のためのこのアミノ酸との長期的な研究に合理的なアプローチであってもよいです。
結論として、本研究は、静脈内および経口投与後のl-アルギニンの薬物動態データを提供する。 我々は、健康なヒト被験者におけるl-アルギニンの血管効果が密接にその血漿濃度と相関していることを示している。 これらのデータは、心血管疾患におけるl-アルギニンの利用の基礎を提供することができます。
