Дефицит на аргинин в патогенезата на бронхиалната астма



01/09/2004
Високата активност на ензима аргиназа при пациенти с бронхиална астма води до ниски нива на аргинин в кръвообращението, ограничавайки неговата бионаличност и създавайки дефицит на NO (азотен окис, азотен оксид), което индуцира хиперреактивните дихателни пътища, показа проучване, резултатите от което бяха публикувани в American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine през юли (1). Авторите на изследването д-р Claudia Morris и сътр. от Children’s Hospital в Оукленд, САЩ са проучили 26 пациенти с астма и 15 контроли и са установили намаление на всички аминокиселини при пациентите с астма. „Забележително“ при тях е намалението в плазмените нива на аминокиселината аргинин (45 ± 22 срещу 94 ± 29 микромл, p<0.0001). В сравнение с контролните лица без астма, при астматиците е регистрирана и повишена активност на серумната аргиназа (1.6 ± 0.8 срещу 0.5 ± 0.3 микромол/мл/час, p<0.0001). Аргиназата катализира хидролизата на аргинин до орнитин и уреа и съществува в две изоформи. Аргиназа I участва в урейния цикъл и е значително представена в черния дроб. Аргиназа II се открива в най-високи количества в простатата и бъбреците. Тя участва в синтезата на пролин и/или полиамини (путресцин, спермидин, спермин), които контролират клетъчната пролиферация и продукцията на колаген (2). Аргинин служи като субстрат на ензима NO синтаза (NOS), която синтезира NO - критичен регулатор във физиологията и патофизиологията на дихателните пътища. NOS съществува в три изоформи: невронална NOS (neuronal NOS, n NOS, NOS1), ендотелна NOS (endothelial NOS, eNOS, NOS3) и индуцируема NOS (inducible NOS, iNOS, NOS2) (3). NO, получен от NOS1 и NOS3 и други NO-свързани молекули (нитрозотиоли), е медиатор на вазодилатацията и бронходилатацията (4, 5). От друга страна, NO, синтезиран от NOS2, се явява медиатор на възпалението с имуномодулаторни ефекти. Биохимичните пътища, в които участват NOS и аргиназата, се кръстосват чрез съревнование за субстрата. Th2 цитокините - централни медиатори на алергичната астма, индуцират експресията на аргиназа. При алергично възпаление увеличената IL-4 и/или IL-13 експресия води до увеличена експресия на аргиназа и разпространение на аргиназа-зависимия път с едновременно потискане на образуването на NO. Това предизвиква хиперреактивност на дихателните пътища и увеличена продукция на мукус и колаген (2). В култивирани човешки епителни клетки от дихателните пътища, възпалителни цитокини индуцират експресията на NOS2 и вероятно същите тези цитокини се освобождават при възпалителни заболявания като астмата. NOS2 може би се експресира и в други клетъчни типове, като алвеоларни макрофаги, еозинофили и други клетки на възпалението. Най-вероятно, с активирането на NOS2 в епителните клетки на дихателните пътища и в клетки на възпалението, се обясняват повишените концентрации на NO в издишвания въздух при астма (3). Продукцията на NO в условията на оксидативен стрес вторично генерира силни оксидативни агенти, които могат да модулират развитието на хронични възпалителни заболявания на дихателната система и/или да усилват възпалителния отговор (5). Установените промени в метаболизма на аргинина и свързания с тях NO дефицит „могат да доведат до изработване на нови стратегии за лечение на астма... Промененият аминокиселинен профил, който се наблюдава при астматичен пристъп, навежда на мисълта, че пациентите могат да имат полза от по-фокусирано внимание върху хранителния компонент на лечението“, твърди д-р Morris. (АК) Използвани източници: 1. Morris C, et al. Decreased arginine bioavailability and increased serum arginase activity in asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2004, 170: 148-153 www.ajrccm.org 2. Vercelli D. Arginase: marker, effector, or candidate gene for asthma? J Clin Invest 2003, 111: 1815-1817 www.jci.org 3. Kharitonov S, et al. Exhaled markers of pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2001, 16; 37: 1693-1722 http://ajrccm.atsjournals.org 4. Hamid Q, et al. Induction of nitric oxide in asthma. Lancet 1993, 342: 1510-3 www.thelancet.com 5. Ricciardolo F, et al. Nitric oxide in health and disease of the respiraratory system. Physiol Rev 2004, 84: 731-765 http://physrev.physiology.org