Nitrogenoxid og dets virkninger på vaskulatur og blodtryk: En narrativ gennemgang

Introduktion

Regulering af blodtryk og vedligeholdelse af vaskulær sundhed er kritiske komponenter i den kardiovaskulære funktion, hvor nitrogenoxid (NO) spiller en central rolle. NO er ​​et centralt signalmolekyle involveret i endotelfunktion og hæmodynamik. (Abolfazli et al. 2024, Smith et al. 2020) Tidlig forskning, især Dr. Marc C. Houstons banebrydende arbejde i 1990'erne, fremhævede nødvendigheden af ​​at forstå NO's rolle, sammen med kofaktorer, livsstilsændringer og ernæringstilpasninger, i forebyggelsen af ​​inflammation og NO-mangel. (Houston et al. 1998, Houston et al. 1999, Dmytriv et al. 2024) Siden da har adskillige undersøgelser udviklet dette felt, især i de senere år. (Gonzalez et al. 2023) Denne forskning består af en narrativ gennemgang af den videnskabelige og medicinske litteratur for at præsentere de seneste resultater om NO's virkninger på endotelfunktion og blodtryksregulering. Ved at hente materiale fra PubMed og bruge nøgleord som "nitrogenoxid", "endoteldysfunktion", "blodtryk", "vaskulær integritet" og "hypertension" søger denne gennemgang at forbedre den nuværende forståelse af NO's rolle i at opretholde vaskulær integritet og håndtere hypertension.

Denne forskning har til formål at præsentere og analysere de nyeste studier og informationer om virkningerne af NO på endotelfunktion og hæmodynamik, med særligt fokus på regulering af blodtryk. Byggende på Dr. Marc C. Houstons grundlæggende arbejde fra 1990'erne (Houston et al. 1998, Houston et al. 1999, Dmytriv et al. 2024) har denne forskning til formål at integrere opdaterede resultater fra studier udført efter 2018. Målet er at forbedre den nuværende forståelse af, hvordan NO, kofaktorer, livsstilsændringer og ernæringstilpasninger i væsentlig grad forebygger skader forårsaget af inflammation og NO-mangel. Denne gennemgang vil undersøge virkningen af ​​NO specifikt på vaskulær integritet og dermed på hypertension. Derved vil denne gennemgang adressere en enkelt faktor i den multifaktorielle karakter af hypertension, samtidig med at den undersøger NOs rolle i andre sundhedsproblemer.

Databaseanvendelse: PubMed var den primære kilde til indsamling af relevante forskningsstudier og metaanalyser. Søgeordsanvendelse: Specifikke søgeord, herunder "nitrogenoxid", "endoteldysfunktion", "blodtryk", "vaskulær integritet" og "hypertension", blev anvendt til at identificere relevante studier. Datafiltrering: Søgeresultaterne blev filtreret for at inkludere studier udført efter 2018, hvilket sikrede inkluderingen af ​​de seneste og mest relevante fund.

NO spiller en afgørende rolle i at opretholde endotelfunktionen og regulere blodtrykket og er derfor afgørende for vaskulær sundhed. (Meza et al. 2019, Shaito et al. 2022, Smith et al. 2020, Wautier et al. 2022) NO forbedrer vaskulær integritet og forebygger inflammationsrelateret skade. (Dri et al. 2023) Det vaskulære endotel fungerer som et forholdsvis aktivt endokrin organ, der regulerer den vaskulære tonus for at opretholde vaskulær homeostase. Endotelcellerne kontrollerer også glukosekatabolisme via insulin. Ved at påvirke hexokinase, det første enzym i glykolysen, som phosphorylerer glukose til glukose-6-fosfat, gør insulin det muligt for glukosen at bevæge sig fra blodet ind i skeletmuskelceller. (Meza et al. 2019) Hos raske individer stimulerer insulin også blodgennemstrømningen via endotelafhængig vasodilatation, men denne mekanisme forstyrres i tilfælde af type 2-diabetes og hjerte-kar-sygdomme. (Battillo et al. 2024) Det vaskulære endotel hos sådanne patienter udviser dårlig REDOX-kontrol, hvilket resulterer i et skift mod overproduktion af reaktive iltarter af NADPH-oxidaser (NOX). (Battillo et al. 2024) Følgelig er hyperglykæmi, og dermed diabetes mellitus, blevet fremsat som en hypotese om at inducere en ubalance mellem NOX og endotel NO-syntase (eNOS). Derfor kan NO være nøglen til patofysiologien, der forbinder type 2-diabetes med dens vaskulære komplikationer (Meza et al. 2019). På grund af sin virkning på vaskulær glat muskulatur er NO samtidig også en potent regulator af blodtrykket, hvilket betyder, at NO-relaterede terapier potentielt kan anvendes af læger og andre klinikere til at håndtere patienters blodtryk i henhold til retningslinjer fra professionelle organisationer, såsom American Heart Association og American College of Cardiology. (Iqbal og Jamal 2023, Shaito et al. 2022, Virani et al. 2023)

Kronisk vaskulær encefalopati (CVE), en hyppig årsag til kognitiv svækkelse, udgør en anden vaskulær sygdom, hvis patofysiologi forstyrrede NO-veje kan spille en nøglerolle. Studiet af CVE i forbindelse med NO informerer ikke kun udviklingen af ​​NO-relaterede terapier til denne tilstand, men forbedrer også forståelsen af ​​posthypoksisk reperfusionsskade i hjernen. (Dmytriv et al. 2024) En række undersøgelser tyder på, at farmakologiske interventioner, livsstilsændringer og ernæringsmæssige faktorer sammen kan spille en rolle i at optimere kardiovaskulær sundhed, dels via NO-relaterede effekter. (Gonzalez et al. 2023) Interventioner kan ikke kun være anvendelige som interventioner mod sygdom, men også til at forbedre præstationen. Med hensyn til NO og præstation er kosttilskud, der indeholder stoffer, der vides at frigive eller forårsage frigivelse af NO, blevet populære blandt bodybuildere og andre atleter, baseret på hypotesen om, at NO's stimulering af blodgennemstrømningen i muskelvæv vil hjælpe muskelvækst. Sådanne stoffer i kosttilskud på markedet omfatter L-arginin, L-citrullin, citrullinmalat og forskellige nitrater. Effektiviteten af ​​sådanne produkter er dog endnu ikke valideret, og renheden og doseringen af ​​sådanne stoffer i kosttilskud varierer betydeligt på grund af den forholdsvis løse regulering af kosttilskud sammenlignet med lægemidler. (Gonzalez et al. 2023)

Konklusion

Det er afgørende at forstå virkningerne af NO på endotelfunktion og hæmodynamik for at udvikle effektive strategier til at håndtere blodtryk og forbedre den generelle kardiovaskulære sundhed. Der er et videnskløft, så der er behov for løbende undersøgelse af NO på alle niveauer: grundvidenskabeligt niveau, translationelt forskningsniveau, klinisk forsøgsniveau. Fremtidig forskning bør adressere eksisterende huller og bygge videre på den nuværende viden for at fremme terapeutiske tilgange.

Abolfazli, S., Mortazavi, P., Kheirandish, A., Butler, AE, Jamialahmadi, T., & Sahebkar, A. (2024). Regulerende virkninger af curcumin på nitrogenoxidsignalering i det kardiovaskulære system. Nitrogenoxid: biologi og kemi, 143, 16–28. doi.org/10.1016/j.niox.2023.12.003

Battillo, DJ, Remchak, ME, Shah, AM, & Malin, SK (2024). Virkning af insulininduceret relativ hypoglykæmi på vaskulær insulinfølsomhed og central hæmodynamik ved prædiabetes. The Journal of clinical endocrinology and metabolism, dgae152. Avanceret online publikation. doi.org/10.1210/clinem/dgae152

Dmytriv, TR, Duve, KV, Storey, KB, & Lushchak, VI (2024). Ond cirkel af oxidativ stress og neuroinflammation i patofysiologien af ​​kronisk vaskulær encefalopati. Frontiers in physiology, 15, 1443604. doi.org/10.3389/fphys.2024.1443604

Dri, E., Lampas, E., Lazaros, G., Lazarou, E., Theofilis, P., Tsioufis, C., & Tousoulis, D. (2023). Inflammatoriske mediatorer af endotel dysfunktion. Life (Basel, Schweiz), 13(6), 1420. doi.org/10.3390/life13061420

Gonzalez, AM, Townsend, JR, Pinzone, AG, & Hoffman, JR (2023). Tilskud med nitrogenoxidforløbere til styrketræning: En gennemgang af den aktuelle litteratur. Nutrients, 15(3), 660. doi.org/10.3390/nu15030660

Houston, M., Chumley, P., Radi, R., Rubbo, H., & Freeman, BA (1998). Xanthinoxidase-reaktion med nitrogenoxid og peroxynitrit. Archives of biochemistry and biophysics, 355(1), 1–8. doi.org/10.1006/abbi.1998.0675

Houston, M., Estevez, A., Chumley, P., Aslan, M., Marklund, S., Parks, DA, & Freeman, BA (1999). Binding af xanthinoxidase til vaskulært endotel. Kinetisk karakterisering og oxidativ forringelse af nitrogenoxidafhængig signalering. The Journal of biological chemistry, 274(8), 4985–4994. doi.org/10.1074/jbc.274.8.4985

Iqbal, AM, & Jamal, SF (2023). Essentiel hypertension. I StatPearls. StatPearls Publishing. Meza, CA, La Favor, JD, Kim, DH, & Hickner, RC (2019). Endotel dysfunktion: Er der en hyperglykæmi-induceret ubalance mellem NOX og NOS?. International journal of molecular sciences, 20(15), 3775. doi.org/10.3390/ijms20153775

Shaito, A., Aramouni, K., Assaf, R., Parenti, A., Orekhov, A., Yazbi, AE, Pintus, G., & Eid, AH (2022). Oxidativ stress-induceret endotel dysfunktion i hjerte-kar-sygdomme. Frontiers in bioscience (Landmark-udgave), 27(3), 105. doi.org/10.31083/j.fbl2703105

Smith, JF, Lemmey, HAL, Borysova, L., Hiley, CR, Dora, KA, & Garland, CJ (2020). Endotel nitrogenoxid undertrykker aktionspotentiallignende forbigående pigge og vasospasmer i små modstandsarterier. Hypertension (Dallas, Tex.: 1979), 76(3), 785–794. doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15491

Virani, SS, Newby, LK, Arnold, SV, Bittner, V., Brewer, LC, Demeter, SH, Dixon, DL, Fearon, WF, Hess, B., Johnson, HM, Kazi, DS, Kolte, D., Kumbhani, DJ, LoFaso, J., Mahtta, D., Mark, DB, Minissian, M., Navar, AM, Patel, AR, Piano, MR, … Medlemmer af fagfællebedømmelsesudvalget (2023). 2023 AHA/ACC/ACCP/ASPC/NLA/PCNA

Retningslinje for behandling af patienter med kronisk koronarsygdom: En rapport fra American Heart Association/American College of Cardiology Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. Circulation, 148(9), e9-e119. doi.org/10.1161/CIR.0000000000001168

Wautier, JL, & Wautier, MP (2022). Vaskulær permeabilitet i sygdomme. International journal of molecular sciences, 23(7), 3645. doi.org/10.3390/ijms23073645