Virkninger af oral antioxidantcocktail hos patienter med hjertekarsygdomme

Kardiovaskulær sygdom (CVD) er en af ​​de førende dødsårsager i USA. CVD tilskrives en kombination af store risikofaktorer, herunder hypertension, dyslipidæmi, fedme, dårlig kost, lavt fysisk aktivitetsniveau og vaskulær endothelcelledysfunktion.

De vaskulære endotelceller (VEC'er) har betydelig kontrol over vaskulær homøostatisk regulering. I tilfælde af mekaniske og kemiske stimuli kan VEC'er frigive vasoaktive stoffer for at regulere vaskulær tonus, celleadhæsion og vaskulær glatmuskelcelle (VSMC) proliferation. Når endotelet er beskadiget og bliver dysfunktionelt, sker der åreforkalkningsforandringer, der kan bidrage til udviklingen af ​​hjerte-kar-sygdomme og åreforkalkning.

Endothelial dysfunktion er delvist blevet tilskrevet høje niveauer af reaktive oxygenarter (ROS), der forårsager signifikant oxidativ stress (OS). OS er defineret som en ubalance mellem hastigheden af ​​ROS-produktion og hastigheden af ​​ROS-clearance af antioxidantforsvarssystemet, med utilstrækkelig clearance, der fører til oxidativ beskadigelse af vaskulaturen. Høje niveauer af OS har vist sig at påvirke det vaskulære endotel negativt ved at øge VSMC-proliferation og inflammation, hvilket kan resultere i vaskulær ombygning. Øget OS dæmper også biotilgængeligheden af ​​nitrogenoxid, en potent vasodilator, og kan yderligere forværre de strukturelle og funktionelle ændringer af det vaskulære endotel, der er forbundet med udviklingen af ​​CVD.

Når det vaskulære endotel bliver dysfunktionelt (delvis på grund af OS), bliver blodgennemstrømningen og vaskulær tonusregulering forringet, hvilket så påvirker O2-transporten negativt. Uden ordentlig blodgennemstrømning og O2-transport bliver træningskapaciteten svækket. Dette er en stor bekymring for CVD-patienter, fordi træning er en effektiv ikke-farmakologisk terapeutisk behandling af mange af CVD-risikofaktorerne, herunder fedme, dyslipidæmi, hypertension og metabolisk syndrom. Derfor kan forbedring af antioxidantforsvarssystemet afhjælpe høj OS og forbedre vasodilatatorisk kapacitet af blodkar, blodgennemstrømning og O2-transport og i forlængelse heraf øge træningskapaciteten. Dette ville gøre træning til en mere levedygtig behandlingsmulighed for CVD-patienter.

Antioxidantforsvarssystemet indeholder adskillige enzymatiske og ikke-enzymatiske antioxidanter, herunder katalase, superoxiddismutase, glutathionperoxidase, vitamin A, E og C sammen med glutathion, ubiquinon og flavanoider. Antioxidantforsvarssystemet har vist sig at være svækket hos CVD-patienter, især hos dem med perifer arteriel sygdom. Men efterhånden som ROS-produktionen øges, kan dette antioxidantforsvarssystem blive overvældet, hvilket fører til OS og skader på vævene. Antioxidantkapaciteten kan forbedres gennem tilskud for at give bedre OS-clearance i kroppen, hvilket så kan resultere i bedre blodgennemstrømning og O2-levering til musklerne og andre organer i kroppen.

Tidligere forskning har vist, at blodgennemstrømningen øges efter antioxidantindtagelse. Benets blodgennemstrømning steg signifikant hos patienter med kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) under knæforlængelsetræning i watt (W) sammenlignet med raske aldersmatchede kontroller (3W: 1.798±128 vs. 1.604±100 ml/min, 6W: 1.992± 120 vs. 1.832±109 mL/min, 9W: 2.187±136 vs. 2.035±114 mL/min, P < 0,05, henholdsvis antioxidanttilskud vs. kontrol) efter akut antioxidanttilskud (~2 timer før). Hos patienter med åbenvinklet glaukom øgede antioxidanttilskud i en måned signifikant biomarkører for okulær blodgennemstrømning i nethinden og retrobulbar vaskulære senge, hvor den maksimale systoliske hastighed steg med 7,3 % (P=0,013) og slutdiastolisk hastighed steg med 11 % ( P=0,014). Cerebral blodgennemstrømning har også vist sig at stige efter 12 ugers antioxidanttilskud. Generelt har brugen af ​​antioxidantindtag, akut og kronisk, vist sig at forbedre blodgennemstrømningen til forskellige områder i vaskulaturen.

Tidligere forskning tyder også på, at stigningen i blodgennemstrømningen er tegn på større O2-tilførsel til det målte område. Under knæforlængelsetræning hos KOL-patienter steg ben O2-forbruget betydeligt sammenlignet med aldersmatchede kontroller efter akut antioxidantindtag (3W: 210±15 vs. 173 ± 12 mL O2/min, 6W: 237±15 vs. 217±14 mL O2/min, 9W: 260±18 mL vs. 244±16 mL O2/min, P<0,05, henholdsvis antioxidanttilskud vs. kontrol). Efter 12 ugers brug af antioxidanter steg iltudnyttelsen i højre præfrontale cortex og var stærkt forbundet med stigningen i cerebral blodgennemstrømning (SO2, fra 68,21±1,65 % til 66,58±1,58 %, P=0,001, henholdsvis før vs. post).

Farmakologiske indgreb er ofte rettet mod at kontrollere kolesterol og blodtryk; OS-reduktion og vaskulær endotelfunktion er imidlertid ikke almindelige terapeutiske mål. Tidligere forskning har behandlet brugen af ​​antioxidanter hos CVD-patienter, men den har fokuseret på indtagelsen af ​​en enkelt antioxidant (f.eks. vitamin E, beta-caroten, ascorbinsyre) og ikke en kombination af antioxidanter. Anvendelsen af ​​en kombination af antioxidanter og deres virkninger på blodgennemstrømning og ilttransport ved hjerte-kar-sygdomme er endnu uklar. Formålet med denne foreslåede undersøgelse er at undersøge virkningerne af akut administration af en oral antioxidantcocktail (indeholdende vitamin C, E og a-liponsyre E) på oxidativt stress, vaskulær endotelfunktion, autonom funktion, blodgennemstrømning og ilttilførsel under en gangtest. Det er en hypotese, at oral antioxidantcocktailadministration vil reducere oxidative stressmarkører og vil øge både vaskulær endotelfunktion og blodgennemstrømning og dermed øge ilttilførslen til musklerne og forbedre gangkapaciteten. Disse afventende data fra akut antioxidantadministration vil give indsigt i langvarig antioxidantbrug hos CVD-patienter og dets virkninger på oxidativt stress, blodgennemstrømning og integrationen af ​​O2-transport og -anvendelse i kroppen.