Sexualhormone und Atherosklerose-Prävention bei Frauen in der Perimenopause (SHAPE2)

Eine endotheliale Dysfunktion mit reduzierter vaskulärer endothelabhängiger Dilatation (EDD) ist ein signifikanter Prädiktor für kardiovaskuläre (CV) Ereignisse. Reduzierte EDD ist durch den Verlust der Stickoxid (NO)-Produktion gekennzeichnet. EDD nimmt mit zunehmendem Alter bei Frauen langsamer ab als bei Männern, nimmt aber nach der Menopause schnell ab und holt Männer schnell ein, was auf eine positive Wirkung von Östrogen hindeutet (E2). Unsere Forschung hat die Mechanismen untersucht, die dem endothelialen Schutz von E2 zugrunde liegen, einschließlich der Frage, wie hormonelle Schwankungen während der peri- bis frühen postmenopausalen Jahre zur endothelialen Dysfunktion beitragen und wie diese hormonellen Veränderungen mit dem Altern interagieren könnten. Unter Verwendung eines gut beschriebenen experimentellen Modells (systemische Infusion von Ascorbinsäure; AA) zur akuten Reduzierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) implizieren unsere vorläufigen Ergebnisse oxidativen Stress als einen zugrunde liegenden Mechanismus, der die beeinträchtigte EDD während des Übergangs in die Menopause erklärt. Insbesondere fanden wir eine verbesserte EDD als Reaktion auf AA bei Frauen in der späten Peri- und Postmenopause, aber nicht bei Frauen in der Prä- oder frühen Perimenopause. Diese Daten weisen darauf hin, dass E2 das Gefäßsystem vor Schäden durch freie Radikale während der Jahre vor und in der frühen Perimenopause schützen kann. Zur Unterstützung dieses Konzepts haben wir gezeigt, dass AA die Abnahme der EDD umkehren kann, die bei kurzfristigem E2-Mangel (3 Tage Gonadotropin-Releasing-Hormon-Antagonist; GnRHant) bei Frauen vor und in der frühen Perimenopause auftritt.

Tetrahydrobiopterin (BH4) ist ein kritischer Co-Faktor bei der Produktion von NO durch die endotheliale Stickoxidsynthase (eNOS), und angesichts mangelhafter Spiegel führt die Entkopplung von eNOS zur Produktion von ROS anstelle von NO. Ob die erhöhte ROS und die beeinträchtigte EDD, die während der peri- und frühen postmenopausalen Perioden auftreten, mit reduziertem vaskulärem BH4 assoziiert sind, ist derzeit nicht bekannt. Unser Befund, dass AA die reduzierte EDD bei Frauen in der frühen Perimenopause nicht verbessern oder die EDD bei Frauen in der Peri- und Postmenopause nicht auf das Niveau vor der Menopause wiederherstellen konnte, weist darauf hin, dass andere Quellen von ROS oder Ursachen für niedriges NO an der beeinträchtigten EDD über die Stadien beteiligt sind des Übergangs in die Wechseljahre und des Alterns bei Frauen. In-vitro-Studien zeigen, dass die gleichzeitige Verabreichung von BH4 und AA die eNOS-Entkopplung vollständig verhindert und die NO-Produktion in Endothelzellen, die mit einem Peroxynitrit (ONOO-)-Donor behandelt wurden, im Vergleich zur alleinigen Verabreichung von einem der beiden verringert. Das globale Ziel dieser Erneuerung ist es, unsere früheren Erkenntnisse weiterzuverfolgen und die Rolle von BH4 als Mediator der endothelialen Dysfunktion [über die Stadien des menopausalen Übergangs und des Alterns bei Frauen hinweg] zu bestimmen. Dieses globale Ziel wird durch 3 spezifische Ziele (SA) adressiert. Unter Verwendung eines Querschnittsdesigns wird SA1 EDD bei gesunden prä-, peri- und postmenopausalen Frauen messen: 1) unter basalen Bedingungen; und 2) nach einem akuten Anstieg von BH4. SA2 wird die Querschnittsvergleiche über kurzfristige (10 Tage) Ovarialsuppression (GnRhant) bei Frauen vor und in der frühen Perimenopause erweitern, um die altersunabhängigen Wirkungen von E2 zu isolieren. SA3 wird untersuchen, ob die gleichzeitige Verabreichung von BH4 und AA die jugendliche EDD bei Frauen in der Peri- und Postmenopause vollständig wiederherstellt.

SA1: Bestimmung der möglichen mechanistischen Beteiligung des BH4-Mangels an der Abnahme der Endothelfunktion während der Peri- und frühen Postmenopause und ihrer möglichen Beziehung zu oxidativem Stress. Dies wird durch den Vergleich von Brachialarterien-EDD und Plasma- und Endothelzellmarkern von oxidativem Stress und NO (siehe Methoden für Details) bei gesunden prä-, peri- und postmenopausalen Frauen bewertet: 1) unter basalen Bedingungen; und 2) als Reaktion auf eine akute orale BH4 (gegenüber PL)-Ergänzung.

Hypothese 1 (H1): a) EDD wird als Reaktion auf BH4 bei Frauen in der frühen Peri, in der späten Peri und in der Postmenopause zunehmen, aber nicht bei Frauen in der Prämenopause. b) Die Zunahme von EDD als Reaktion auf BH4 wird mit einer Abnahme der Plasmamarker für oxidativen Stress assoziiert sein. c) Die reduzierte EDD bei Frauen in der Peri- und Postmenopause wird mit niedrigeren Endothelzellmarkern von NO und höherem oxidativem Stress in Verbindung gebracht.

SA2: Um zu bestimmen, ob die Abnahme der EDD als Reaktion auf eine akute ovarielle Suppression bei Frauen vor und in der frühen Perimenopause mit einer reduzierten Bioverfügbarkeit von BH4 und erhöhten Markern für oxidativen Stress zusammenhängt. Dies wird durch Vergleich von EDD- und Plasmamarkern für oxidativen Stress nach akuter oraler Supplementierung von BH4 (oder PL) nach entweder akuter ovarieller Suppression mit (GnRHant+E2) oder ohne (GnRHant+PL) E2-Add-Back bewertet. Zusätzlich wird die endotheliale Proteinexpression von Markern der BH4-Biosynthese und oxidativem Stress vor und nach dem Suppression/Add-Back-Paradigma gemessen.

H2: a) Die erwartete Abnahme der EDD und die Zunahme der Marker für oxidativen Stress im Plasma nach akuter Ovarialsuppression wird in den Gruppen gemildert, die mit oralem BH4 (GnRHant+PL+BH4) behandelt wurden; die Zugabe von BH4 zur E2-Add-Back-Gruppe wird wenig oder keine Auswirkung haben. b) Die Unterdrückung der Eierstöcke allein wird Endothelproteinmarker der BH4-Biosynthese reduzieren und Marker von oxidativem Stress erhöhen. Diese Veränderungen werden nach ovarieller Suppression mit E2-Add-Back und oralem BH4 nicht beobachtet. Diese Versuchsreihen werden Beweise liefern, dass die durch oxidativen Stress bedingte Abnahme von EDD als Reaktion auf die E2-Unterdrückung teilweise mit einer verringerten Bioverfügbarkeit von BH4 zusammenhängt.

SA3: Um zu bestimmen, ob die gleichzeitige Verabreichung von BH4 mit AA EDD bei Frauen in der Peri- und Postmenopause und bei Frauen in der frühen Perimenopause nach Ovarialsuppression vollständig wiederherstellt.

H3: Die gleichzeitige Verabreichung von BH4 mit AA wird EDD auf prämenopausale Niveaus a) bei peri- und postmenopausalen Frauen und b) in der frühen Perimenopause nach akuter Ovarialsuppression wiederherstellen.