discuție
constatările importante ale studiului nostru sunt că L-arginina determină în mod dependent vasodilatația la subiecții umani sănătoși. Acest efect hemodinamic este paralel cu creșterea ratelor de excreție urinară a nitratului, metabolitul oxidativ final al NO și al doilea GMP ciclic mesager. Analiza farmacocinetică a arătat dovezi pentru cinetica l-argininei legată de doză. Biodisponibilitatea orală a L-argininei este de aproximativ 70%, iar concentrația plasmatică maximă atinsă după ingestia orală de L-arginină este considerabil mai mică decât după perfuzia intravenoasă, datorită întârzierii absorbției din tractul intestinal. În analiza PK / PD există dovezi pentru o legătură directă între efectul vasodilatator al l-argininei și concentrația sa plasmatică.
noi și alții am demonstrat anterior că L-arginina induce vasodilatația periferică în timpul perfuziei intravenoase la subiecții umani sănătoși . Efecte vasoactive similare ale unei singure perfuzii intravenoase de L-arginină au fost observate și la pacienții cu hipercolesterolemie și ateroscleroză coronariană sau generalizată . În mai multe studii, L-arginina a fost, de asemenea, utilizată într-o formă de dozare orală la pacienții cu boli cardiovasculare. Clarkson și colab. s-a constatat îmbunătățirea vasodilatației arterei brahiale dependente de endoteliu după 4 săptămâni de 21 g zi−1 De L-arginină orală la subiecții hipercolesterolemici. Adams și colab. administrat 21 g L-arginină zi−1 timp de 3 zile la pacienții tineri cu boală coronariană; ei au descoperit îmbunătățirea vasodilatației dependente de endoteliu și reducerea aderenței monocitelor după L-arginină în comparație cu placebo. Rector și colab. a dat 5,6 până la 12,6 g zi−1 De L-arginină în decurs de 6 săptămâni pacienților cu insuficiență cardiacă și a constatat o îmbunătățire semnificativă a fluxului sanguin la nivelul membrelor și a performanței funcționale a pacienților în timpul testelor de efort. Deși l-arginina a fost aplicată intravenos sau oral în aceste studii și în alte studii la pacienți, datele farmacocinetice ale l-argininei sunt în mare parte necunoscute. Investigarea biodisponibilității orale a l-argininei, precum și farmacocinetica acesteia reprezintă o bază importantă pentru studii clinice ulterioare.
în studiul de față, modelul temporal al concentrației plasmatice de L-arginină a corespuns îndeaproape modelului temporal al efectului său vasodilatator, adică reducerea rezistenței periferice totale și a tensiunii arteriale. Modelarea farmacocinetică / farmacodinamică a indicat faptul că efectul (reducerea TPR) a fost direct legat de concentrația plasmatică a l-argininei, modele Alternative utilizând o legătură indirectă a efectului, de exemplu. într-un compartiment de țesut sau folosind un compartiment de efect separat, au reprezentat mai puțin datele. Prezența unei legături directe între nivelurile plasmatice de L-arginină și efectul său hemodinamic a fost confirmată în continuare de lipsa histerezisului în complotul cu efect de concentrație. O buclă de histerezis în sens invers acelor de ceasornic ar fi fost de așteptat dacă s-ar fi produs o întârziere în echilibrarea concentrației plasmatice de L-arginină și concentrația acesteia la locul efectului, dacă un metabolit al l-argininei ar fi responsabil pentru efect sau dacă efectul ar fi mediat de un mecanism indirect, cum ar fi sinteza proteinelor . Acest lucru, luat împreună cu timpul de înjumătățire scurt de echilibrare între concentrația plasmatică a L-argininei și efect, sugerează o acțiune vasodilatatoare directă a l-argininei în vasculatură.
mecanismul prin care L-arginina exogenă induce vasodilatația poate implica stimularea formării endogene, endoteliale de NO, așa cum sugerează studiile în care rata de excreție urinară a nitratului, metabolitul oxidativ final al NO, a fost crescută . Studiul de față susține în continuare această ipoteză, deoarece am găsit o relație liniară strânsă între nivelurile plasmatice de L-arginină și ratele de excreție a nitraților urinari. În alte studii, creșterea expirării NO a fost raportată ca indicator al formării NO endogene îmbunătățite după administrarea de L-arginină . Raportăm aici că ratele de excreție urinară de nitrat și cGMP, două molecule index pentru formarea endogenă de NO in vivo , sunt crescute într-o manieră legată de doză după perfuzia intravenoasă de L-arginină. Creșterea maximă a vitezei de excreție a azotatului urinar și a GMPc a avut loc în decurs de 30-60 de minute după terminarea perfuziei cu L-arginină . La 90 de minute după terminarea perfuziei, acești metaboliți indici au revenit din nou în intervalul bazal.
ipoteza că L-arginina nu induce nicio elaborare de către endoteliu și, prin urmare, provoacă vasodilatație este în acord cu observația actuală a unei legături directe între nivelurile plasmatice de L-arginină și vasodilatație. Sintaza NO endotelială este stimulată continuu de stresul de forfecare indus de fluxul de sânge de-a lungul suprafeței endoteliale . NO este eliberat din endoteliu aproape instantaneu după stimulare și NO în sine are un timp de înjumătățire biologic foarte scurt în intervalul de câteva secunde . Este inactivat rapid prin oxidare la nitrit și nitrat . Aceste observații biochimice corespund bine rezultatelor măsurătorilor biochimice efectuate în studiul de față. Am constatat că creșterea excreției urinare de nitrați a corespuns îndeaproape modelului de timp al nivelurilor plasmatice de L-arginină, la fel ca și modificarea excreției urinare a celui de-al doilea mesager, GMP ciclic și răspunsul hemodinamic.
faptul că l-arginina nu crește eliberarea in vivo a fost numit ‘paradoxul l-argininei’, deoarece în comparație cu valoarea Km a sintazei endoteliale de NO (2).9 mm) nivelurile plasmatice fiziologice de L-arginină în condiții de repaus alimentar trebuie să fie suficient de mari pentru a satura enzima cu substrat . Acest paradox poate fi rezolvat prin mai multe observații: în primul rând, valoarea Km a fost determinată in vitro într-un preparat enzimatic brut ; in vivo, cu toate acestea, factori precum compartimentarea intracelulară a l-argininei și a NO sintazei pot diferi, reducând potențial disponibilitatea substratului pentru enzimă. Mai mult, prezența compușilor endogeni care concurează cu L-arginina pentru situsul de legare a enzimei poate provoca, de asemenea, epuizarea relativă a substratului. Un astfel de inhibitor competitiv endogen este dimetilarginina asimetrică( ADMA); s-a raportat că este prezentă în plasma umană și în celulele endoteliale umane cultivate . Dacă ADMA nu reglează în jos nicio elaborare la oamenii sănătoși, la care concentrațiile plasmatice ale ADMA sunt scăzute , rămâne nedeterminată. În cele din urmă, absorbția l-argininei poate fi un pas crucial care limitează disponibilitatea intracelulară a L-argininei in vivo .
pe lângă stimularea producției de NO, l-arginina este cunoscută pentru a exercita alte efecte care pot contribui la proprietățile sale vasodilatatoare, cum ar fi stimularea secreției hormonului de creștere și eliberarea insulinei . Cu toate acestea, vârful secreției hormonului de creștere după perfuzia cu L-arginină apare mai târziu decât vârful vasodilatației . Interesant este că aceste efecte endocrine ale l-argininei pot provoca, de asemenea, creșteri secundare în absența eliberării: Multe dintre efectele fiziologice ale hormonului de creștere s-au dovedit a apărea prin producția locală de IGF-1 , care la rândul său induce vasodilatație dependentă de endoteliu care poate fi blocată de inhibitori de sintază . Am arătat recent că NO poate fi responsabil pentru efectele hemodinamice ale hormonului de creștere recombinant la pacienții cu deficit de hormon de creștere dobândit . De asemenea, efectele hemodinamice ale insulinei sunt mediate cel puțin parțial prin NO . Mai mult, s-a demonstrat că vasodilatația nespecifică apare la concentrații de l-sau D-arginină considerabil mai mari decât cele obținute în studiul de față . Fluxul sanguin periferic îmbunătățit în sine, indus de vasodilatație (nespecifică), poate crește eliberarea endotelială fără eliberare prin ridicarea stresului de forfecare la suprafața endotelială .
compararea valorilor ASC pentru administrarea orală sau intravenoasă a 6 g L-arginină a arătat că biodisponibilitatea l-argininei este de 70% după ingestia orală. Folosind L-arginina marcată cu izotopi stabili, Castillo și colab. de asemenea, sa constatat biodisponibilitatea incompletă a l-argininei ingerate pe cale orală (38%). În schimb, Matera și colab. s-a raportat biodisponibilitatea completă a L-argininei orale la oameni sănătoși. Ei au administrat într−o doză zilnică foarte mică (100 mg zi-1), conținută într-o formulare poliaminoacidă complexă destinată utilizării ca supliment oral în medicina de terapie intensivă, timp de 7 zile. În același studiu, acești autori au raportat un timp de înjumătățire plasmatică prin eliminare terminal de 1,2 ore, ceea ce este în concordanță cu rezultatele obținute cu doze considerabil mai mari de L-arginină. Calculul timpului de înjumătățire în studiul nostru a fost oarecum împiedicat de intervalul lung de timp dintre timpii de eșantionare la 210 și 960 min. Acest lucru a fost cauzat de motive logistice care nu ne-au permis să ținem subiecții în laborator peste noapte. Semnificația calculelor half life a fost potențial redusă de acest model de timp, dar există încă o corespondență relativ strânsă între constatările noastre și cele raportate de alții. Noeh și colab. distribuția tisulară studiată a l-argininei la șobolani după aplicarea intraperitoneală; ei au descoperit o corelație strânsă între creșterea nivelurilor plasmatice de arginină și concentrațiile de arginină în organele care nu generează, cum ar fi aorta, inima și vena cava. În studiul lor, timpul de înjumătățire plasmatică al l-argininei a fost de 1 h și 1-2 h în diferite țesuturi.
rata de utilizare a l-argininei după absorbție în regiunea splanchnic și factorii care o afectează prezintă un interes considerabil, deoarece absorbția și metabolismul l-argininei în ficat pot afecta biodisponibilitatea sistemică a acestui aminoacid. Există dovezi că activitatea mecanismului de absorbție a L-argininei (y + – transportor pentru aminoacizii bazici) este scăzută în hepatocite în comparație cu alte tipuri de celule . În consecință, Felig & Wahren nu a găsit niciun gradient de concentrație între vena portală și vena hepatică în starea postabsorbtivă. Luate împreună, aceste studii sugerează că metabolismul l-argininei în ficat este separat funcțional de metabolismul l-argininei întregului corp. Blanchier și colab. a arătat că o parte minoră a unei doze orale de L-arginină administrată șobolanilor sănătoși este metabolizată de enterocite. Aceste constatări pot explica de ce majoritatea unei doze de L-arginină administrată oral a fost disponibilă sistemic în studiul de față. Chiar și în afara ficatului, L-arginina poate fi un substrat pentru mai multe căi metabolice: arginina ingerată poate fi o sursă de ornitină în intestin ; poate servi la refacerea argininei care se pierde în timpul sintezei ureei hepatice ; poate suferi decarboxilare la agmatină în rinichi și creier sau poate fi utilizată de NO sintază pentru a genera NO și citrulină . Castillo și colab. anterior a demonstrat că o parte din L-arginina administrată oral este transformată în urină-No3-la oameni sănătoși, indicând faptul că l− arginina preluată din regiunea splanchnic este utilizată ca substrat pentru NO sintaza. Rhodes și colab. a confirmat această constatare prin demonstrarea îmbogățirii cu nitriți în plasmă după perfuzia intravenoasă de-L-arginină la subiecți umani sănătoși. Deși din studiile lor de urmărire Leaf și colab. calculat că sub 0,1% din doza administrată de L-arginină a fost transformată prin NO în nitrat, Rhodes și colab. se estimează că aproximativ 90% din nitritul circulant este derivat din L-arginină:nici o cale la oamenii care au postit. Luate împreună, aceste studii confirmă faptul că L-arginina exogenă acționează ca un substrat pentru nicio sinteză la oamenii normali.
datele farmacocinetice generate în studiul de față oferă dovezi pentru farmacocinetica dependentă de doză a l-argininei: odată cu creșterea dozei, atât timpul de înjumătățire plasmatică prin eliminare, cât și volumul aparent de distribuție au scăzut. O explicație pentru această observație poate fi o saturație a absorbției l-argininei în celule cu cea mai mare doză (30 g). Nivelurile plasmatice extrem de ridicate de L-arginină după această doză pot depăși pragul renal pentru reabsorbția l-argininei, ducând la revărsarea l-argininei în urină. Spre deosebire de doza de 30 g de L-arginină, starea de echilibru a fost atinsă în timpul perfuziei a 6 g de L-arginină, așa cum este indicat de platoul concentrației plasmatice de L-arginină în ultimele 10 minute ale perioadei de perfuzie. Prin urmare, timpul de înjumătățire calculat după perfuzia cu 6 g L-arginină poate reprezenta cel mai bine timpul de înjumătățire fiziologic adevărat al acestui aminoacid. Dozele unice de aproximativ 6 g L-arginină administrate de 2-3 ori pe zi pot fi o abordare rezonabilă a studiilor pe termen lung cu acest aminoacid pentru bolile cardiovasculare.
în concluzie, studiul nostru de față oferă date farmacocinetice pentru l-arginină după administrare intravenoasă și orală. Am arătat că efectele vasculare ale l-argininei la subiecții umani sănătoși sunt strâns corelate cu concentrațiile sale plasmatice. Aceste date pot oferi o bază pentru utilizarea l-argininei în bolile cardiovasculare.
