Ссылка: Уильям Дюранте, Питательные вещества 2019, 11, 2092; doi:10.3390/nu11092092
Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной заболеваемости и смертности в мире, на их долю приходится почти треть всех смертей.
Помимо своего глубокого влияния на качество и продолжительность жизни, сердечно-сосудистые заболевания предъявляют серьезный и дорогостоящий спрос на услуги здравоохранения и, как ожидается, превысят затраты на лечение всех хронических заболеваний. Хотя скорректированный по возрасту уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний снизился в промышленно развитых странах благодаря изменению образа жизни, отказу от курения, достижениям в области биомедицинских исследований и совершенствованию медицинского обслуживания и технологий, старение населения и растущая эпидемия кардиометаболических заболеваний, характеризующихся ожирением, резистентностью к инсулину, дислипидемией, нарушением толерантности к глюкозе, и гипертония, угрожает обратить вспять этот прогресс, подчеркивая необходимость дополнительных терапевтических вариантов, нацеленных на это смертельное заболевание.
Существенные доказательства указывают на то, что аминокислоты играют фундаментальную роль в сердечно-сосудистой системе. В то время как аминокислоты служат основными строительными блоками для синтеза белка и представляют собой важный источник энергии, избранная группа широко изучалась в контексте сердечно-сосудистых заболеваний. Десятилетия исследований установили важность l-аргинина в укреплении здоровья сердечно-сосудистой системы за счет образования газообразного оксида азота (NO) ферментом NO-синтазой (NOS). Высвобождение NO эндотелиальными клетками (ECs) регулирует кровоток и кровяное давление, подавляя артериальный тонус. Кроме того, NO поддерживает текучесть крови и предотвращает тромбоз, ограничивая агрегацию и адгезию тромбоцитов.
NO также защищает от утолщения интимы, блокируя пролиферацию, миграцию гладкомышечных клеток (SMC) и синтез коллагена. Более того, NO смягчает развитие атеросклероза, блокируя воспалительную реакцию в стенке сосуда. Интересно, что l-гомоаргинин, производное l-аргинина, также оказывает благотворное воздействие на кровообращение.
Обзор транспорта и метаболизма L-глютамина (Gln). Gln транспортируется в клетки различными транспортерами и преимущественно метаболизируется до L-глутамата (Glu) и аммиака (NH3) с помощью митохондриального фермента глутаминазы (GLS). Напротив, фермент глутаминсинтетаза (GS) конденсирует NH3 в Glu с образованием Gln, в то время как фермент глутамин: фруктозо-6-
фосфат амидотрансфераза (GFAT) переносит аминогруппу Gln во фруктозо-6-фосфат с образованием глюкозамин-6-фосфата. Gln и Glu могут быть преобразованы в ряд важных молекул, включая аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды, аденозинтрифосфат (ATP), глутатион и промежуточные продукты цикла Кребса. Asn, аспарагин; ASNS, аспарагинсинтетаза; Asp, аспартат; ASS, аргининосукцинатсинтетаза; ASL, аргининосукцинатлиаза; Cit, цитрат; GLUD, глутаматдегидрогеназа; αKG, α-кетоглутарат; Mal, малат; ME, яблочный фермент; mTOR, мишень рапамицина для млекопитающих; NEAA, несущественные аминокислоты; NO — оксид азота; OAA — оксалоацетат; Pyr — пируват; TAs — трансаминазы.
Появляющиеся данные указывают на то, что l-глютамин (Gln) играет фундаментальную роль в физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы. Служа субстратом для синтеза ДНК, АТФ, белков и липидов, Gln управляет критическими процессами в клетках сосудов, включая пролиферацию, миг-рацию, апоптоз, старение и отложение внеклеточного матрикса. Кроме того, Gln оказывает мощное антиоксидантное и противовоспалительное действие на
кровообращение, индуцируя экспрессию гемеоксигеназы-1, белков теплового шока и глутатиона. Gln также способствует здоровью сердечно-сосудистой системы, выступая в качестве предшественника l-аргинина для оптимизации синтеза оксида азота. Важно отметить, что Глн снижает многочисленные факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, такие как гипертония, гиперлипидемия, непереносимость глюкозы, ожирение и диабет. Многие исследования демонстрируют, что добавки Gln защищают от кардиометаболических заболеваний, ишемически-реперфузионных повреждений, серповидно-клеточной анемии, повреждения сердца в результате неблагоприятных стимулов и могут быть полезны пациентам с сердечной недостаточностью. Однако чрезмерное шунтирование Gln в цикл Кребса может ускорить аберрантные ангиогенные реакции и развитие легочной артериальной гипертензии. В этих случаях терапевтическое воздействие на ферменты, участвующие в глутаминолизе, такие как глутаминаза-1, Gln-синтетаза, глутаматдегидрогеназа и аминокислот-ная трансаминаза, показало перспективность в доклинических моделях. Будущие исследования трансляции с использованием подходов к
доставке Gln и/или ингбиторов глутаминолиза определят успех нацеливания на Gln при сердечно-сосудистых заболеваниях.
Роль производного L-глутамина (Gln) аммиака (NH3) в стимуляции экспрессии гена гемоксигеназы-1 эндотелиальных клеток (HO-1) и поддержании сосудистого гомеостаза. Gln метаболизируется глутаминазой-1 (GLS1) с образованием газа NH3. NH3 стимулирует выработку митохондриальных активных форм кислорода (АФК), что вызывает активацию и транслокацию связанного с NF-E2 фактора транскрипции-2 (Nrf2) в ядро, где он связывается с чувствительным к антиоксидантам элементом (ARE) в промоторной области гена, вызывая транскрипцию HO-1.. HO-1 катализирует превращение гема в монооксид углерода (CO) и биливердин, последний быстро метаболизируется до билирубина биливердинредуктазой (BR). СО и желчные пигменты (биливердин и билирубин) способствуют гомеостазу сосудов путем ингибирования апоптоза, окислительного стресса, воспаления, артериального тонуса и пролиферации и миграции гладкомышечных клеток сосудов (SMC).
