Ormoni sessuali e prevenzione dell'aterosclerosi nelle donne in perimenopausa (SHAPE2)

La disfunzione endoteliale, caratterizzata da una ridotta dilatazione vascolare endoteliale-dipendente (EDD), è un predittore significativo di eventi cardiovascolari (CV). L'EDD ridotto è caratterizzato dalla perdita della produzione di ossido nitrico (NO). L'EDD diminuisce con l'invecchiamento nelle donne a un ritmo più lento rispetto agli uomini, ma diminuisce rapidamente dopo la menopausa e raggiunge rapidamente gli uomini, suggerendo un effetto benefico degli estrogeni (E2). La nostra ricerca ha studiato i meccanismi alla base della protezione endoteliale di E2, incluso il modo in cui le fluttuazioni ormonali durante gli anni peri-primi postmenopausali contribuiscono alla disfunzione endoteliale e come questi cambiamenti ormonali potrebbero interagire con l'invecchiamento. Utilizzando un modello sperimentale ben descritto (infusione sistemica di acido ascorbico; AA) per ridurre in modo acuto le specie reattive dell'ossigeno (ROS), i nostri risultati preliminari implicano lo stress ossidativo come meccanismo sottostante che spiega l'EDD alterato durante la transizione menopausale. In particolare, abbiamo riscontrato un miglioramento dell'EDD in risposta all'AA nelle donne in tarda peri- e postmenopausa, ma non nelle donne in pre- o precoce perimenopausa. Questi dati indicano che l'E2 può proteggere la vascolarizzazione dai danni dei radicali liberi durante gli anni pre e primi della perimenopausa. A sostegno di questo concetto, abbiamo dimostrato che l'AA può invertire la diminuzione dell'EDD che si verifica nel contesto di una carenza di E2 a breve termine (3 giorni di antagonista dell'ormone di rilascio delle gonadotropine; GnRHant) nelle donne in pre- e all'inizio della perimenopausa.

La tetraidrobiopterina (BH4) è un cofattore critico nella produzione di NO da parte dell'ossido nitrico sintasi endoteliale (eNOS) e, a fronte di livelli carenti, il disaccoppiamento di eNOS determina la produzione di ROS invece di NO. Al momento non è noto se l'aumento dei ROS e l'alterazione dell'EDD che si verificano durante i periodi peri- e postmenopausale precoce siano associati a una riduzione del BH4 vascolare. Tuttavia, la nostra scoperta che l'AA non potrebbe migliorare l'EDD ridotto riscontrato nelle donne in perimenopausa precoce o ripristinare l'EDD nelle donne in peri e postmenopausa ai livelli premenopausali, indica che altre fonti di ROS o cause di basso NO sono coinvolte nell'EDD alterato in tutte le fasi della transizione menopausale e dell'invecchiamento nelle donne. Studi in vitro dimostrano che la co-somministrazione di BH4 e AA impedisce completamente il disaccoppiamento di eNOS e riduce la produzione di NO nelle cellule endoteliali trattate con un donatore di perossinitrito (ONOO-), rispetto alla somministrazione di uno dei due da soli. L'obiettivo globale di questo rinnovamento è dare seguito alle nostre scoperte precedenti e determinare il ruolo di BH4 come mediatore della disfunzione endoteliale [attraverso le fasi della transizione menopausale e dell'invecchiamento nelle donne. Questo obiettivo globale sarà affrontato da 3 obiettivi specifici (SA). Utilizzando un disegno trasversale, SA1 misurerà l'EDD in donne sane in pre-, peri- e postmenopausa: 1) in condizioni basali; e 2) a seguito di un aumento acuto di BH4. SA2 amplierà i confronti trasversali attraverso la soppressione ovarica a breve termine (10 giorni) (GnRhant) nelle donne in pre- e all'inizio della perimenopausa per isolare gli effetti indipendenti dall'età di E2. SA3 esaminerà se la co-somministrazione di BH4 e AA ripristina completamente l'EDD giovanile nelle donne in peri e postmenopausa.

SA1: determinare il possibile coinvolgimento meccanicistico della carenza di BH4 nel declino della funzione endoteliale durante il periodo peri- e postmenopausale precoce e la sua potenziale relazione con lo stress ossidativo. Ciò sarà valutato confrontando l'EDD dell'arteria brachiale e i marcatori plasmatici e delle cellule endoteliali di stress ossidativo e NO (vedi metodi per i dettagli) in donne sane in pre-, peri- e postmenopausa: 1) in condizioni basali; e 2) in risposta all'integrazione orale acuta di BH4 (vs PL).

Ipotesi 1 (H1): a) l'EDD aumenterà in risposta al BH4 nelle donne in peri precoce, in peri tardivo e in postmenopausa, ma non nelle donne in premenopausa. b) L'aumento dell'EDD in risposta a BH4 sarà associato a una diminuzione dei marcatori plasmatici di stress ossidativo. c) La riduzione dell'EDD nelle donne in peri- e postmenopausa sarà associata a marcatori cellulari endoteliali inferiori di NO ea stress ossidativo più elevato.

SA2: determinare se la diminuzione dell'EDD in risposta alla soppressione ovarica acuta nelle donne in pre- e precoce perimenopausa sia correlata alla ridotta biodisponibilità di BH4 e agli elevati marcatori di stress ossidativo. Ciò sarà valutato confrontando EDD e marcatori plasmatici di stress ossidativo dopo l'integrazione orale acuta di BH4 (o PL) a seguito di soppressione ovarica acuta con (GnRHant+E2) o senza (GnRHant+PL) aggiunta di E2. Inoltre, sarà misurata l'espressione di proteine ​​cellulari endoteliali di marcatori della biosintesi di BH4 e dello stress ossidativo prima e dopo il paradigma di soppressione/add-back.

H2: a) La prevista diminuzione dell'EDD e l'aumento dei marcatori di stress ossidativo plasmatico a seguito di soppressione ovarica acuta saranno mitigati nei gruppi trattati con BH4 orale (GnRHant+PL+BH4); ci sarà poco o nessun effetto dell'aggiunta di BH4 al gruppo aggiuntivo E2. b) La sola soppressione ovarica ridurrà i marcatori proteici endoteliali della biosintesi di BH4 e aumenterà i marcatori dello stress ossidativo. Questi cambiamenti non saranno osservati dopo la soppressione ovarica con E2 add-back e BH4 orale. Queste serie di esperimenti forniranno la prova che la diminuzione dell'EDD correlata allo stress ossidativo in risposta alla soppressione di E2 è in parte correlata alla diminuzione della biodisponibilità di BH4.

SA3: determinare se la co-somministrazione di BH4 con AA ripristinerà completamente l'EDD nelle donne in peri e postmenopausa e nelle donne in perimenopausa precoce dopo soppressione ovarica.

H3: la co-somministrazione di BH4 con AA ripristinerà l'EDD ai livelli premenopausali a) nelle donne in peri e postmenopausa e b) nella prima fase della perimenopausa dopo soppressione ovarica acuta.