L-arginīns un slāpekļa oksīds: kā tie saistīti

Runāt par slāpekļa oksīdu vispārīgi ir maldinoši, jo tā nozīme ir pilnīgi atkarīga no tā, kurš ferments to ražojis un kur. Asinsvadu sienā tā ir smalka regulēšana ar niecīgu daudzumu; iekaisuma perēklī tas ir ierocis, kas rodas liela daudzumā un ilgstoši.

Atšķirība ir arī regulēšanas veidā. Divi veidi ir pastāvīgi šūnā klātesoši un ieslēdzas, kad paaugstinās kalcija līmenis vai kad asins plūsma stiepj asinsvada sienu; trešais veids parasti nepastāv vispār un tiek izveidots no jauna, kad šūna saņem iekaisuma signālus.

Tāpēc apgalvojumi par slāpekļa oksīda labumu vai kaitējumu bez konteksta ir bezjēdzīgi. Tas pats savienojums uztur asinsvadu veselību un vienlaikus smagas infekcijas laikā var izraisīt dzīvībai bīstamu asinsspiediena krišanos.

Kad asins plūsma caur artēriju palielinās, tā velk gar asinsvada iekšējo virsmu un mehāniski kairina endotēlija šūnas. Tās atbild, palielinot slāpekļa oksīda ražošanu, un asinsvads paplašinās tieši tik, cik nepieciešams palielinātajai plūsmai. Tas ir viens no skaidrākajiem pašregulācijas piemēriem cilvēka ķermenī.

Tāda pati ķēde darbojas fiziskas slodzes laikā strādājošā muskulī, siltuma novadīšanā caur ādu un dzimumlocekļa kavernozajos ķermeņos erekcijas laikā, kur slāpekļa oksīdu izdala gan nervu galiņi, gan endotēlijs.

Slāpekļa oksīds vienlaikus attur trombocītus no pielipšanas pie sienas un bremzē gludās muskulatūras šūnu vairošanos asinsvada sienā. Tāpēc tā trūkums nav tikai asinsspiediena jautājums: tas ir viens no agrīnākajiem aterosklerozes attīstības posmiem.

• Asins plūsmas radīts sienas stiepums: galvenais ikdienas stimuls.
• Acetilholīns un bradikinīns: ķīmiski stimuli, ko izmanto arī pētījumos.
• Fiziska slodze: regulāra slodze uzlabo endotēlija atbildi.
• Smēķēšana, augsts cukura līmenis un augsts asinsspiediens: pasliktina atbildi.
• Novecošana: ar gadiem endotēlija atbilde parasti pavājinās.

Loģiski šķistu, ka vairāk izejvielas dos vairāk produkta. Tomēr šūnā arginīna koncentrācija parasti jau ir daudz augstāka, nekā fermentam nepieciešams, tātad ferments ir piesātināts. Neskatoties uz to, dažos apstākļos papildu arginīns tomēr palielina slāpekļa oksīda daudzumu, un šo pretrunu sauc par arginīna paradoksu.

Skaidrojumi ir vairāki un, visticamāk, darbojas kopā. Pirmkārt, nozīme ir nevis kopējai koncentrācijai šūnā, bet tai, kas pieejama tieši pie fermenta, un to nosaka īpaši pārneses olbaltumi membrānā. Otrkārt, arginīnu patērē konkurējošs ferments argināze, kura aktivitāte slimību gadījumā pieaug. Treškārt, asinīs cirkulē organisma paša ražots sintāzes kavētājs, un papildu arginīns var ar to konkurēt.

Šī kavētāja līmenis paaugstinās nieru slimību, aterosklerozes un citu hronisku stāvokļu gadījumā, un tieši tāpēc slāpekļa oksīda trūkums slimā organismā nav vienkārši izejvielas trūkums.

Ja arginīnu uzņem caur muti, ievērojama tā daļa tiek sašķelta jau zarnu sienā un aknās, kur ir daudz argināzes. Tāpēc liela deva bieži dod nelielu pieaugumu asinīs un vienlaikus kuņģa un zarnu darbības traucējumus.

Citrulīns šo ceļu apiet, jo aknas to praktiski nepārstrādā, un nierēs tas tiek pārvērsts par arginīnu. Tieši tāpēc pētījumos citrulīna uzņemšana asinīs paaugstina arginīna līmeni efektīvāk nekā pats arginīns.

Tas nenozīmē, ka šādi preparāti ir ieteicami vispārīgi. Efektivitātes pierādījumi dažādos stāvokļos ir nevienādi, un jebkura uztura bagātinātāja lietošana kopā ar sirds un asinsvadu zālēm jāsaskaņo ar ārstu.

Biežākais klīniskais stāvoklis ir endotēlija disfunkcija: asinsvads vairs nepaplašinās tā, kā vajadzētu, atbildē uz palielinātu plūsmu. To izraisa smēķēšana, augsts asinsspiediens, cukura diabēts, augsts holesterīna līmenis un mazkustīgums, un tā parādās agrāk nekā redzamas aterosklerozes pārmaiņas.

Pretējā galā ir pārmērīga slāpekļa oksīda ražošana smagas infekcijas laikā, kad iekaisuma signālu ietekmē izveidotā sintāze ražo to lielos daudzumos. Asinsvadi plaši paplašinās, asinsspiediens krītas, un attīstās septisks šoks, kas tiek ārstēts intensīvās terapijas nodaļā.

Ir arī retas iedzimtas slimības, kurās traucēts urīnvielas cikls un tātad arginīna vielmaiņa. Tās parasti izpaužas jau bērnībā ar amonjaka uzkrāšanos, un ar tām nodarbojas ģenētiķis un vielmaiņas slimību ārsts.

Ar asinsvadu veselību ikdienā nodarbojas ģimenes ārsts un kardiologs, ar erekcijas traucējumiem urologs, ar plaušu hipertensiju pneimonologs un kardiologs. Slāpekļa oksīda ceļš ir tiešs zāļu mērķis vairākās no šīm jomās, tostarp ieelpojamā slāpekļa oksīda veidā jaundzimušo intensīvajā terapijā.

Pašu slāpekļa oksīdu asinīs izmērīt nav praktiski, jo tas pastāv pārāk īsu laiku. Tāpēc izmanto netiešas metodes, no kurām katra atspoguļo tikai daļu ainas.

Klīniski visplašāk izmantotā ir izelpas slāpekļa oksīda mērīšana, ko veic astmas diagnostikā un ārstēšanas vadīšanā. Paaugstināts rādītājs norāda uz noteikta tipa elpceļu iekaisumu, kurā iesaistīta iekaisuma ierosinātā sintāze, un tas palīdz izvēlēties terapiju.

Asinsvadu funkciju vērtē ar plūsmas izraisītas paplašināšanās mērījumu, kad ar ultrasonogrāfiju mēra augšdelma artērijas diametru pirms un pēc īslaicīgas asinsrites ierobežošanas. Laboratorijā var noteikt nitrātu un nitrītu daudzumu kā slāpekļa oksīda sadalīšanās produktus, kā arī sintāzes kavētāja līmeni, bet šīs metodes lielākoties izmanto pētniecībā, nevis ikdienas praksē.

1. Precizē klīnisko jautājumu: elpceļu iekaisums, asinsvadu funkcija vai vielmaiņas slimība.
2. Astmas gadījumā mēra izelpas slāpekļa oksīdu pēc standartizētas metodes.
3. Asinsvadu funkcijas vērtēšanai izmanto ultrasonogrāfisku artērijas paplašināšanās mērījumu.
4. Vielmaiņas traucējumu aizdomu gadījumā nosaka amonjaku un aminoskābju profilu.
5. Rezultātus vienmēr skata kopā ar riska faktoriem un klīnisko ainu.

Uztura bagātinātāju tirgū arginīnu piedāvā gan sportistiem, gan asinsspiediena un potences uzlabošanai. Pierādījumi ir nevienādi: daļā stāvokļu ietekme ir neliela vai nepierādīta, un vispārīgs ieguvums veseliem cilvēkiem nav apstiprināts.

Atsevišķi jāuzsver drošums. Arginīna preparāti var pastiprināt asinsspiedienu pazeminošu zāļu, nitrātu un erekcijas traucējumu zāļu iedarbību, un šī kombinācija var izraisīt bīstamu asinsspiediena kritumu. Pētījumos par lietošanu pēc miokarda infarkta papildu ieguvums netika pierādīts, un tika izteiktas bažas par drošumu, tāpēc šādā situācijā pašrocīga lietošana nav pieļaujama.

Praktiski svarīgāk ir tas, kas endotēlija darbību ietekmē bez preparātiem: regulāra fiziska slodze, smēķēšanas atmešana, asinsspiediena un cukura kontrole, kā arī nitrātiem bagāti dārzeņi, no kuriem organisms slāpekļa oksīdu var iegūt arī pa alternatīvu ceļu, neatkarīgi no sintāzes.

• Nitrāti un erekcijas traucējumu zāles: kombinācija ar arginīnu var strauji pazemināt asinsspiedienu.
• Nieru un aknu slimības: mainīta arginīna vielmaiņa, nepieciešama ārsta konsultācija.
• Kuņģa un zarnu trakta sūdzības: biežākā lielu devu blakusparādība.
• Grūtniecība un zīdīšana: lietošana tikai pēc ārsta norādījuma.
• Bērni: uztura bagātinātāju lietošana bez ārsta ziņas nav ieteicama.

Pirmais ir tas, ka organismam ir divi neatkarīgi slāpekļa oksīda iegūšanas ceļi. Viens ir fermentatīvais, no arginīna; otrs sākas ar uzturā uzņemtiem nitrātiem, kurus mutes dobuma baktērijas pārvērš nitrītos un kuri skābā vidē un audos ar zemu skābekļa līmeni atbrīvo slāpekļa oksīdu. Otrais ceļš darbojas tieši tad, kad pirmais strādā slikti, tātad skābekļa trūkuma apstākļos, un tas izskaidro, kāpēc spēcīgs antibakteriāls mutes skalojamais līdzeklis var ietekmēt asinsspiedienu.

Otrais ir tas, ka pati sintāze var kļūt kaitīga. Ja tai trūkst kāda no palīgsavienojumiem, ferments nevis ražo slāpekļa oksīdu, bet sāk ražot skābekļa brīvos radikāļus. Šo stāvokli sauc par sintāzes atsaistīšanos, un tas nozīmē, ka bojāts asinsvads ne tikai zaudē aizsargājošo molekulu, bet iegūst papildu kaitīgu.

Trešais ir mērogs. Endotēlija šūnu kopējais daudzums cilvēka ķermenī ir milzīgs, un tās izklāj katru asinsvadu līdz pat sīkākajam kapilāram. Tāpēc slāpekļa oksīda sistēma nav lokāla ierīce dažās vietās, bet gan visu asinsvadu tīklu aptveroša regulēšanas kārta, un tās stāvoklis ir viens no vispārējās asinsvadu veselības rādītājiem.