Aminokwasy to nie tylko elementy budulcowe białek. Są nieodzowne w przebiegu licznych, zachodzących w naszym organizmie procesów. Niektóre aminokwasy pełnią także rolę substratów do produkcji istotnych związków. Przykładem jest aminokwas L – arginina, z którego powstaje – tlenek azotu (NO). Jak się okazje ten duet ma szeroki wpływ na zdrowie układu sercowo-naczyniowego. Poziom L-argininy powiązany jest m.in z cholesterolem i nadcisnieniem.
Tlenek azotu NO syntetyzowany jest m.in. w wewnętrznej ścianie (nabłonku) naczyń krwionośnych, skąd zostaje następnie uwolniony w celu rozszerzenia naczyń krwionośnych1, a tym samym – poprawy przepływu krwi. Mechanizm ten pozwala na regulowanie ciśnienia krwi, dlatego obecność argininy jest niezbędna dla prawidłowej pracy serca i naczyń krwionośnych. Zakłócenie syntezy NO ma prawdopodobnie znaczenie w rozwoju wielu chorób1.
Arginina a synteza tlenku azotu
Jak niezwykle ważny jest tlenek azotu dla zdrowia organizmu, dowiedziono w 1998 roku za sprawą odkrycia jego działania na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego, co pozwoliło odkrywcom na otrzymanie nagrody Nobla. Dowiedziono, że NO wpływa wielokierunkowo na działanie w obrębie naczyń krwionośnych:
- rozkurcza naczynia krwionośne,
- zmniejsza agregację płytek krwi,
- aktywuje procesy rozkładania zakrzepów (fibrynolizę),
- hamuje patologiczne procesy w ścianach naczyń krwionośnych (np. podczas miażdżycy).
Tlenek azotu powstaje z grupy guanidynowej obecnej w L-argininie podczas reakcji katalizowanej przez enzym – syntazę tlenku azotu (która występuje w trzech izoformach: eNOS, iNOS, nNOS). Jednak, aby reakcja wytwarzania NO z argininy mogła zachodzić prawidłowo, konieczna jest obecność tlenu cząsteczkowego oraz kofaktorów: NADPH, FAD, i tetrahydrobiopteryny (BH4).
Rys. 1 Powstawanie tlenku azotu z L-argininy
Zatem jeżeli brakuje w naszym organizmie argininy lub któregoś z kofaktorów, synteza tlenku azotu spada, a wraz z jego niedoborem pojawiają się liczne następstwa zdrowotne.
Kiedy może wystąpić niedobór argininy?
Jeżeli jesteśmy zdrowi i stosujemy zbilansowaną dietę, nie musimy obawiać się niedoboru argininy, gdyż jest ona wytwarzana w naszym organizmie. Arginina powstaje w cyklu mocznikowym w wątrobie, a także w nerkach i jelicie cienkim2. Jest dostarczana do organizmu z pokarmem białkowym, powstaje wewnątrz komórek w wyniku rozkładania białek, a także jest syntetyzowana z proliny i kwasu glutaminowego. Zdarzają się jednak sytuacje, w których zaczyna jej brakować np. w miażdżycy, problemach z ciśnieniem, cukrzycy, problemach z erekcją, po rekonwalescencji. Zapotrzebowanie na ten aminokwas wzrasta w przypadku niedożywienia, w niektórych chorobach, podczas stresu oraz intensywnego treningu3. Także z upływem lat jej poziom w organizmie maleje, dlatego braki argininy bardzo często występują u osób starszych i w podeszłym wieku, a także u osób na dietach wegetariańskich, bezmlecznych, niskotłuszczowych, niedoborowych. Arginina jest pomocna szczególnie u tych osób, które mają niedobór tego aminokwasu. Wtedy dostarczenie argininy z zewnątrz może okazać się konieczne.
Niedobór argininy, a nadciśnienie i wysoki cholesterol
Gdy w naszym organizmie jest wystarczająca ilość argininy oraz kofaktorów do syntezy tlenku azotu wówczas reakcja tworzenia NO zachodzi prawidłowo. Enzym – syntaza tlenku azotu (NOS) katalizuje przekształcenie argininy do NO i cytruliny (Rys.1).
Natomiast, gdy zaczyna brakować argininy (lub któregoś z kofaktorów reakcji – Rys.1), zamiast tlenku azotu (NO) powstaje anionorodnik ponadtlenkowy (O2-), który może reagować z NO, tworząc wyjątkowo niebezpieczny nadtlenoazotyn (ONOO-)4.
Niewłaściwy przebieg reakcji syntezy tlenku azotu, który skutkuje powstawaniem nadtlenozaotynu, predysponuje do powstania stresu nitrozacyjnego.
Dlatego suplementacja argininy i BH4 w przypadku ich niedoboru, może przeciwdziałać dysfunkcji enzymu eNOS i hamować tę niewłaściwą reakcję tworzenia reaktywnych form tlenu. Również wit. C i kwas foliowy podnoszą poziom BH4.
Na skutek zachodzenia niewłaściwych reakcji powstaje zbyt mała ilość NO, co jest kolejną z przyczyn dysfunkcji śródbłonka (niewłaściwej regulacji wazorelaksacji). Niedobór NO powoduje, że mięśnie gładkie są nadmiernie napięte, co zwiększa ucisk naczyń krwionośnych i ich zwężenie. Ponadto sprzyja agregacji płytek krwi i cholesterolu, prowadzając do rozwoju chorób takich jak5:
- miażdżyca,
- nadciśnienie,
- cukrzyca,
- hipercholesterolemia.
Odkrycia w dziedzinie wpływu argininy na produkcję tlenku azotu i funkcję naczyń krwionośnych, skłoniły do wzrostu zainteresowania tą substancją oraz wielu nowych badań, które dowodzą, że:
Osoby dotknięte miażdżycą potrzebują większych ilości L – argininy, ponieważ biodostępność tego aminokwasu w ich komórkach ulega ograniczeniu na skutek czynników ryzyka kardiowaskularnego, a ich organizm nie jest w stanie wytworzyć odpowiednich ilości NO.
Arginina – rola w nadcisnieniu i miażdżycy
Arginina może spowalniać proces miażdżycy naczyń krwionośnych6, poprzez działanie rozkurczowe na naczynia krwionośne, co ma korzystny wpływ w chorobie niedokrwiennej serca.
Arginina może spowalniać proces miażdżycy naczyń krwionośnych6, poprzez działanie rozkurczowe na naczynia krwionośne, co ma korzystny wpływ w chorobie niedokrwiennej serca.
Arginina wpływa także na regulację i obniżenie podwyższonego ciśnienia tętniczego7.
Odnotowano korzyści wynikające ze stosowania argininy w zastoinowej niewydolności krążenia (ang. Congestive Heart Failure). Arginina, u osób z tą dolegliwością spowodowała wzrost przepływu obwodowego krwi o 29% i wzrost elastyczności tętnic o 19%8.
U osób z zastoinową niewydolnością krążenia, suplementacja argininy wykazała poprawę funkcji śródbłonka9.
Dodatkowe korzyści ze stosowania argininy
Ale to nie wszystko. Z powodu właściwości hepatoprotekcyjnych arginina znajduje również zastosowanie w zatruciach amoniakiem, niewydolności wątroby i niedożywieniu, ponieważ jej podanie powoduje zwiększenie intensywności cyklu mocznikowego5.
Arginina a nadciśnienie w ciąży
Tlenek azotu zmniejsza nacisk na naczynia krwionośne płodu w łożysku. W przypadku stanów przedrzucawkowych u kobiet w ciąży stwierdza się niedobór NO. W takich przypadkach wskazana jest terapia argininą w celu wyprodukowania NO. Ponadto kobiety, które doświadczają nadciśnienia w ciąży oraz stanów przedrzucawkowych wykazują obecność stresu oksydacyjnego, oraz nasilenie peroksydacji lipidów. Elementem, który doprowadza do takiego stanu, jest właśnie niedobór NO. Wykazano, że u kobiet z nadciśnieniem wywołanym ciążą arginina powodowała widoczne obniżenie ciśnienia tętniczego2.
Na co należy zwrócić uwagę, stosując L-argininę?
Podczas przyjmowania argininy z lekami należy zwrócić uwagę na możliwe interakcje, ponieważ arginina może obniżać ciśnienie krwi, dlatego należy skonsultować jej przyjmowanie w przypadku stosowania leków kardiologicznych oraz farmaceutyków używanych w zaburzeniach erekcji, czy z lekami moczopędnymi.
Paulina Żurek
Bibliografia
- Bogdański P., Pupek-Musialik D., Jabłecka A., Bryl W. Suplementacja L-argininy w nadciśnieniu tętniczym — fakty i kontrowersje. Nadciś. Tęt. 2001; 5: 133–139.
- Ścibor D., Czeczot H. Arginina — metabolizm i funkcje w organizmie człowieka. Postępy Hig. Med. Dosw. 2004; 58: 321–332.
- Hryniewiecki L. Składniki odżywcze. Białka. W: Gawęcki J., Hryniewiecki L. (red.). Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu. PWN, Warszawa 2008.
- http://biotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2015/AL/wyklad_3_Syntazy_tlenku_azotu.pdf
- Kostka-Trąbka E. Arginina — znany aminokwas o nowych możliwościach zastosowań klinicznych. Ordynator Leków 2002; 3: 3–10.
- Atherosclerosis. 2002 May;162(1):1-15. Vascular effects of dietary L-arginine supplementation.
- J Nutr. 2004 Oct;134(10 Suppl):2807S-2811S; discussion 2818S-2819S. L-arginine and hypertension.
- Circulation. 1996 Jun 15;93(12):2135-41. Randomized, double-blind, placebo-controlled study of supplemental oral L-arginine in patients with heart failure.
- J Am Coll Cardiol. 2000 Mar 1;35(3):706-13. Correction of endothelial dysfunction in chronic heart failure: additional effects of exercise training and oral L-arginine supplementation.