discussão
os principais achados do nosso estudo são que a concentração de L-arginina induz a vasodilatação de forma dependente em indivíduos humanos saudáveis. Este efeito hemodinâmico é paralelo ao aumento das taxas de excreção urinária de nitrato, o metabólito oxidativo final do NO e seu segundo mensageiro GMP cíclico. A análise farmacocinética mostrou evidências de cinética relacionada à dose de L-arginina. A biodisponibilidade Oral da L-arginina é de cerca de 70%, e a concentração plasmática máxima atingida após a ingestão oral de L-arginina é consideravelmente menor do que após a infusão intravenosa, devido ao atraso na absorção do trato intestinal. Na análise PK / PD, há evidências de uma ligação direta entre o efeito vasodilatador da L-arginina e sua concentração plasmática.
nós e outros já demonstramos anteriormente que a L-arginina induz a vasodilatação periférica durante a infusão intravenosa em seres humanos saudáveis . Efeitos vasoativos semelhantes de uma única infusão intravenosa de L-arginina também foram observados em pacientes com hipercolesterolemia e aterosclerose coronária ou generalizada . Em vários estudos, a L-arginina também tem sido usada em uma forma de dosagem oral em pacientes com doenças cardiovasculares. Clarkson et al. encontrou melhora na vasodilatação da artéria braquial dependente do endotélio após 4 semanas de 21 g de dia−1 de L-arginina oral em indivíduos hipercolesterolêmicos. Adams et al. administrado 21 g L−arginina dia-1 por 3 dias a pacientes jovens com doença arterial coronariana; eles encontraram melhora da vasodilatação dependente do endotélio e redução da adesão de monócitos após L-arginina em comparação com o placebo. Rector et al. deu 5,6 a 12,6 g dia−1 de L-arginina durante 6 semanas para pacientes com insuficiência cardíaca e encontrou melhora significativa do fluxo sanguíneo dos Membros e desempenho funcional dos pacientes durante o teste de exercício. Embora a L-arginina tenha sido aplicada por via intravenosa ou oral nestes e em outros estudos em pacientes, os dados farmacocinéticos da L-arginina são amplamente desconhecidos. A investigação da biodisponibilidade oral da L-arginina, bem como da sua farmacocinética, são uma base importante para novos estudos clínicos.
no presente estudo, o padrão temporal da concentração plasmática de L-arginina correspondeu de perto ao padrão temporal de seu efeito vasodilatador, ou seja, à redução da resistência periférica total e da pressão arterial. A modelação farmacocinética / farmacodinâmica indicou que o efeito (redução da TPR) estava directamente ligado à concentração plasmática de L-arginina, modelos alternativos utilizando uma ligação indirecta do efeito, por exemplo. para um compartimento de tecido,ou usando um compartimento de efeito separado, menos representavam os dados. A presença de uma ligação direta entre os níveis plasmáticos de L-arginina e seu efeito hemodinâmico foi ainda confirmada pela falta de histerese no gráfico concentração-efeito. Uma alça de histerese no sentido anti-horário teria sido esperada se um atraso no equilíbrio entre a concentração plasmática de L-arginina e sua concentração no local do efeito teria ocorrido, se um metabólito de L-arginina seria responsável pelo efeito, ou o efeito seria mediado por um mecanismo indireto como a síntese de proteínas . Isso, juntamente com a meia-vida de equilíbrio curto entre a concentração plasmática de L-arginina e o efeito, sugere uma ação vasodilatadora direta da L-arginina dentro da vasculatura.
o mecanismo pelo qual a L-arginina exógena induz a vasodilatação pode envolver a estimulação da formação endógena de NO endotelial, como sugerido por estudos nos quais a taxa de excreção urinária de nitrato, o metabólito oxidativo final de NO, foi aumentada . O presente estudo apóia ainda mais essa hipótese, pois encontramos uma estreita relação linear entre os níveis plasmáticos de L-arginina e as taxas de excreção urinária de nitrato. Em outros estudos, o aumento da exalação de NO foi relatado como um indicador para aumento da formação endógena de NO após a administração de L-arginina . Aqui relatamos que as taxas de excreção urinária de nitrato e cGMP, duas moléculas de índice para formação endógena de NO In vivo , são aumentadas de maneira relacionada à dose após infusão intravenosa de L-arginina. A elevação máxima das taxas de excreção urinária de nitrato e cGMP ocorreu dentro de 30-60 min após o término da infusão de L-arginina . 90 min após o término da infusão, esses metabólitos do Índice voltaram à faixa basal novamente.
a hipótese de que a L-arginina não induz nenhuma elaboração pelo endotélio e, portanto, causa vasodilatação está de acordo com a presente observação de uma ligação direta entre os níveis plasmáticos de L-arginina e a vasodilatação. A NO sintase endotelial é continuamente estimulada pelo estresse de cisalhamento induzido pelo fluxo sanguíneo ao longo da superfície endotelial . O NO é liberado do endotélio quase instantaneamente após a estimulação, e o NO em si tem uma meia-vida biológica muito curta na faixa de alguns segundos . É rapidamente inativado por oxidação em nitrito e nitrato . Essas observações bioquímicas correspondem bem aos resultados das medições bioquímicas realizadas no presente estudo. Descobrimos que a elevação da excreção urinária de nitrato correspondia intimamente ao padrão de tempo dos níveis plasmáticos de L-arginina, assim como a mudança na excreção urinária do segundo mensageiro, GMP cíclico e a resposta hemodinâmica.
o fato de que a L-arginina não aumenta a liberação in vivo tem sido chamado de ‘paradoxo da L-arginina’, porque comparado com o valor Km da NO sintase endotelial (2 2.9 µm) os níveis plasmáticos fisiológicos de L-arginina em jejum devem ser altos o suficiente para saturar a enzima com substrato . Este paradoxo pode ser resolvido por várias observações: em primeiro lugar, o valor de Km foi determinado in vitro em uma preparação enzimática bruta ; in vivo, no entanto, fatores como compartimentalização intracelular de L-arginina e sem sintase podem diferir, potencialmente reduzindo a disponibilidade de substrato para a enzima. Além disso, a presença de compostos endógenos competindo com L-arginina para o local de ligação da enzima também pode causar depleção relativa do substrato. Um desses inibidores competitivos endógenos é a dimetilarginina assimétrica( ADMA); foi relatado estar presente no plasma humano e em células endoteliais humanas cultivadas . Se a ADMA não regula negativamente nenhuma elaboração em humanos saudáveis , nos quais os níveis plasmáticos da ADMA são baixos, permanece indeterminado. Finalmente, a captação de L-arginina pode ser uma etapa crucial que limita a disponibilidade intracelular de L-arginina in vivo .Além de estimular nenhuma produção, sabe-se que a L-arginina exerce outros efeitos que podem contribuir para suas propriedades vasodilatadoras, como estimulação da secreção do hormônio do crescimento e liberação de insulina . No entanto, o pico na secreção do hormônio do crescimento após a infusão de L-arginina ocorre mais tarde do que o pico na vasodilatação . Curiosamente, esses efeitos endócrinos da L-arginina também podem causar aumentos secundários em nenhuma liberação: Muitos dos efeitos fisiológicos do hormônio do crescimento demonstraram ocorrer por meio da produção local de IGF-1 , que por sua vez induz a vasodilatação dependente do endotélio que pode ser bloqueada por nenhum inibidor da sintase . Recentemente, mostramos que o NO pode ser responsável pelos efeitos hemodinâmicos do hormônio do crescimento recombinante em pacientes com deficiência do hormônio do crescimento adquirido . Da mesma forma, os efeitos hemodinâmicos da insulina são mediados pelo menos em parte via NO . Além disso, foi demonstrado que a vasodilatação inespecífica ocorre em concentrações de L-ou d-arginina consideravelmente maiores do que as alcançadas no presente estudo . O próprio fluxo sanguíneo periférico aumentado, induzido pela vasodilatação (inespecífica), pode aumentar a liberação de NO endotelial por meio da elevação do estresse de cisalhamento na superfície endotelial .
a comparação dos valores da AUC para a administração oral ou intravenosa de 6 g de L-arginina mostrou que a biodisponibilidade da L-arginina é de 7 70% após a ingestão oral. Usando L-arginina marcada com isótopos estáveis, Castillo et al. também encontrou biodisponibilidade incompleta de L-arginina ingerida por via oral (∼38%). Em contraste, Matera et al. biodisponibilidade completa relatada de L-arginina oral em humanos saudáveis. Eles administraram em uma dose diária muito baixa (100 mg por dia−1), contida em uma formulação complexa de poliaminoácidos destinada ao uso como suplemento oral em medicina intensiva, por 7 dias. No mesmo estudo, esses autores relataram uma semi-vida de eliminação terminal de ∼1,2 h, o que está de acordo com nossos resultados obtidos com doses consideravelmente mais altas de L-arginina. O cálculo da meia-vida em nosso estudo foi um pouco dificultado pelo longo intervalo de tempo entre os tempos de amostragem em 210 e 960 min. Isso foi causado por razões logísticas que não nos permitiram manter os sujeitos no laboratório durante a noite. O significado dos cálculos de meia-vida foi potencialmente reduzido por esse padrão de tempo, mas ainda há uma correspondência relativamente próxima entre nossos achados e os relatados por outros. Noeh et al. distribuição tecidual estudada da L-arginina em ratos após aplicação intraperitoneal; eles encontraram estreita correlação entre o aumento dos níveis plasmáticos de arginina e as concentrações de arginina em órgãos sem geração, como aorta, coração e veia cava. Em seu estudo, a meia-vida da L-arginina foi ∼1 h no plasma e 1-2 h nos vários tecidos.
a taxa de Utilização da L-arginina após absorção na região esplânica e os fatores que a afetam são de considerável interesse, uma vez que a absorção e o metabolismo da L-arginina no fígado podem afetar a biodisponibilidade sistêmica desse aminoácido. Há evidências de que a atividade do mecanismo de captação de L-arginina (y+-transportador para aminoácidos básicos) é baixa em hepatócitos em comparação com outros tipos de células . Assim, Felig & Wahren não encontrou gradiente de concentração entre a veia porta e a veia hepática no estado pós-reabsortivo. Tomados em conjunto, esses estudos sugerem que o metabolismo da L-arginina no fígado é funcionalmente separado do metabolismo da L-arginina de corpo inteiro. Blanchier et al. mostrou que uma parte menor de uma dose oral de L-arginina administrada a ratos saudáveis é metabolizada por enterócitos. Esses achados podem explicar por que a maioria de uma dose de L-arginina administrada por via oral estava sistemicamente disponível no presente estudo. Mesmo fora do fígado, l-arginina pode ser um substrato para várias vias metabólicas: Ingestão de arginina pode ser uma fonte de ornitina no intestino ; ele pode servir para reconstituir a arginina, que é perdido durante hepática de uréia síntese ; ele pode sofrer descarboxilação para agmatine nos rins e no cérebro , ou ser utilizado por NENHUMA sintase para gerar no e citrulina . Castillo et al. anteriormente demonstrado que parte da L-arginina administrada por via oral é convertida em urinária-NO3-em humanos saudáveis, indicando que a L-arginina retirada da região esplânica está sendo usada como substrato para a NO sintase. Rhodes et al. confirmou este achado demonstrando – enriquecimento de nitrito no plasma após infusão intravenosa de-L-arginina em seres humanos saudáveis. Embora de seus estudos traçadores Leaf et al. calculou-se que abaixo de 0,1% da dose administrada de L-arginina foram convertidos via NO em nitrato, Rhodes et al. estima-se que cerca de 90% do nitrito circulante seja derivado da L-arginina:nenhuma via em humanos em jejum. Juntos, esses estudos confirmam que a L-arginina exógena atua como substrato para nenhuma síntese em humanos normais.
os dados farmacocinéticos gerados no presente estudo fornecem evidências para a farmacocinética dependente da dose de L-arginina: com o aumento da dose, tanto a semivida de eliminação quanto o volume aparente de distribuição diminuíram. Uma explicação para esta observação pode ser uma saturação da captação de L-arginina nas células pela dose mais alta (30 g). Níveis plasmáticos extremamente altos de L-arginina após esta dose podem ter excedido o limiar renal para reabsorção de L-arginina, resultando em transbordamento de L-arginina na urina. Em contraste com a dose de 30 g de L-arginina, o estado estacionário foi atingido durante a infusão de 6 g de L-arginina, conforme indicado pelo platô de concentração plasmática de L-arginina durante os 10 min finais do período de infusão. Portanto, a meia-vida calculada após a infusão de 6 g de L-arginina pode representar mais de perto a meia-vida fisiológica ‘verdadeira’ desse aminoácido. Doses únicas de cerca de 6 g de L-arginina administradas 2-3 vezes ao dia podem ser uma abordagem razoável para estudos de longo prazo com este aminoácido para doenças cardiovasculares.
em conclusão, nosso presente estudo fornece dados farmacocinéticos para L-arginina após administração intravenosa e oral. Mostramos que os efeitos vasculares da L-arginina em seres humanos saudáveis estão intimamente correlacionados com suas concentrações plasmáticas. Esses dados podem fornecer uma base para a utilização de L-arginina em doenças cardiovasculares.
