Auswirkungen eines oralen Antioxidans-Cocktails bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) sind eine der häufigsten Todesursachen in den Vereinigten Staaten. CVD wird einer Kombination von Hauptrisikofaktoren zugeschrieben, darunter Bluthochdruck, Dyslipidämie, Fettleibigkeit, schlechte Ernährung, geringe körperliche Aktivität und Dysfunktion der vaskulären Endothelzellen.

Die vaskulären Endothelzellen (VECs) haben eine signifikante Kontrolle über die Regulation der vaskulären Homöostase. Bei mechanischen und chemischen Stimuli können VECs vasoaktive Substanzen freisetzen, um den Gefäßtonus, die Zelladhäsion und die Proliferation von vaskulären glatten Muskelzellen (VSMC) zu regulieren. Wenn das Endothel beschädigt ist und dysfunktional wird, finden atherosklerotische Veränderungen statt, die zur Entwicklung von CVD und Arteriosklerose beitragen können.

Die endotheliale Dysfunktion wurde teilweise auf hohe Konzentrationen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) zurückgeführt, die erheblichen oxidativen Stress (OS) verursachen. OS ist definiert als ein Ungleichgewicht zwischen der Rate der ROS-Produktion und der Rate der ROS-Clearance durch das antioxidative Abwehrsystem, wobei eine unzureichende Clearance zu einer oxidativen Schädigung des Gefäßsystems führt. Es hat sich gezeigt, dass hohe OS-Spiegel das vaskuläre Endothel negativ beeinflussen, indem sie die VSMC-Proliferation und Entzündung erhöhen, was zu einer vaskulären Remodellierung führen kann. Ein erhöhtes OS verringert auch die Bioverfügbarkeit von Stickstoffmonoxid, einem potenten Vasodilatator, und kann die strukturellen und funktionellen Veränderungen des vaskulären Endothels, die mit der Entwicklung von CVD verbunden sind, weiter verschlimmern.

Wenn das vaskuläre Endothel dysfunktional wird (teilweise aufgrund von OS), werden der Blutfluss und die Regulierung des Gefäßtonus beeinträchtigt, was sich dann negativ auf den O2-Transport auswirkt. Ohne richtigen Blutfluss und O2-Transport wird die Trainingskapazität gedämpft. Dies ist ein wichtiges Anliegen für CVD-Patienten, da Bewegung eine wirksame nicht-pharmakologische therapeutische Behandlung für viele der CVD-Risikofaktoren ist, einschließlich Fettleibigkeit, Dyslipidämie, Bluthochdruck und metabolisches Syndrom. Daher könnte eine Verbesserung des antioxidativen Abwehrsystems ein hohes OS lindern und die gefäßerweiternde Kapazität von Blutgefäßen, den Blutfluss und den O2-Transport verbessern und dadurch die Trainingskapazität erhöhen. Dies würde Bewegung zu einer praktikableren Behandlungsoption für CVD-Patienten machen.

Das antioxidative Abwehrsystem enthält zahlreiche enzymatische und nicht-enzymatische Antioxidantien, darunter Katalase, Superoxiddismutase, Glutathionperoxidase, die Vitamine A, E und C, zusammen mit Glutathion, Ubichinon und Flavanoiden. Es wurde festgestellt, dass das antioxidative Abwehrsystem bei CVD-Patienten abgeschwächt ist, insbesondere bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit. Wenn die ROS-Produktion jedoch zunimmt, kann dieses antioxidative Abwehrsystem überwältigt werden, was zu OS und Gewebeschäden führt. Die antioxidative Kapazität kann durch Supplementierung verbessert werden, um eine bessere OS-Clearance im Körper bereitzustellen, was dann zu einer besseren Durchblutung und O2-Versorgung der Muskeln und anderer Organe im Körper führen könnte.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Durchblutung nach der Einnahme von Antioxidantien zunimmt. Der Blutfluss in den Beinen stieg bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) während Kniestreckungsübungen in Watt (W) im Vergleich zu gesunden gleichaltrigen Kontrollpersonen signifikant an (3 W: 1.798 ± 128 vs. 1.604 ± 100 ml/min, 6 W: 1.992 ± 120 vs. 1.832 ± 109 ml/min, 9 W: 2.187 ± 136 vs. 2.035 ± 114 ml/min, P < 0,05, Antioxidans-Ergänzung vs. Kontrolle) nach akuter Antioxidans-Ergänzung (~2 Stunden zuvor). Bei Patienten mit Offenwinkelglaukom erhöhte die Supplementierung mit Antioxidantien für einen Monat signifikant die Biomarker des okularen Blutflusses innerhalb der Netzhaut und der retrobulbären Gefäßbetten, wobei die maximale systolische Geschwindigkeit um 7,3 % (p = 0,013) und die enddiastolische Geschwindigkeit um 11 % zunahmen ( P=0,014). Es wurde auch gezeigt, dass der zerebrale Blutfluss nach 12 Wochen der Antioxidans-Supplementierung zunimmt. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die Einnahme von Antioxidantien, akut und chronisch, den Blutfluss zu verschiedenen Bereichen innerhalb des Gefäßsystems verbessert.

Frühere Untersuchungen zeigen auch, dass die Zunahme des Blutflusses auf eine größere O2-Versorgung des gemessenen Bereichs hinweist. Während Kniestreckungsübungen bei COPD-Patienten stieg der O2-Verbrauch der Beine im Vergleich zu gleichaltrigen Kontrollen nach akuter Einnahme von Antioxidantien signifikant an (3 W: 210 ± 15 vs. 173 ± 12 ml O2/min, 6 W: 237 ± 15 vs. 217 ± 14 ml O2/min, 9 W: 260 ± 18 ml vs. 244 ± 16 ml O2/min, P < 0,05, Antioxidans-Ergänzung vs. Kontrolle). Nach 12-wöchiger Anwendung von Antioxidantien stieg die Sauerstoffnutzung im rechten präfrontalen Kortex an und war stark mit der Zunahme des zerebralen Blutflusses verbunden (SO2, von 68,21 ± 1,65 % auf 66,58 ± 1,58 %, P = 0,001, jeweils Pre vs. Post).

Pharmakologische Eingriffe zielen oft auf die Kontrolle von Cholesterin und Blutdruck ab; OS-Reduktion und vaskuläre Endothelfunktion sind jedoch keine üblichen therapeutischen Ziele. Frühere Forschungen haben sich mit der Verwendung von Antioxidantien bei CVD-Patienten befasst, konzentrierten sich jedoch auf die Einnahme eines einzelnen Antioxidans (z. Vitamin E, Beta-Carotin, Ascorbinsäure) und keine Kombination von Antioxidantien. Die Verwendung einer Kombination von Antioxidantien und ihre Auswirkungen auf die Durchblutung und den Sauerstofftransport bei CVD sind noch unklar. Der Zweck dieser vorgeschlagenen Studie besteht darin, die Auswirkungen einer akuten Verabreichung eines oralen Antioxidans-Cocktails (mit Vitamin C, E und a-Liponsäure E) auf oxidativen Stress, vaskuläre Endothelfunktion, autonome Funktion, Blutfluss und Sauerstoffzufuhr zu untersuchen bei einem Gehtest. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass die orale Verabreichung eines Antioxidans-Cocktails oxidative Stressmarker reduziert und sowohl die vaskuläre Endothelfunktion als auch den Blutfluss erhöht, wodurch die Sauerstoffzufuhr zu den Muskeln erhöht und die Gehfähigkeit verbessert wird. Diese ausstehenden Daten aus der akuten Verabreichung von Antioxidantien werden einen Einblick in die langfristige Verwendung von Antioxidantien bei CVD-Patienten und ihre Auswirkungen auf oxidativen Stress, den Blutfluss und die Integration von O2-Transport und -Nutzung im Körper geben.