Geslachtshormonen en preventie van atherosclerose bij vrouwen in de perimenopauzale periode (SHAPE2)

Endotheeldisfunctie, met verminderde vasculaire endotheelafhankelijke dilatatie (EDD), is een significante voorspeller van cardiovasculaire (CV) events. Verminderde EDD wordt gekenmerkt door het verlies van de productie van stikstofmonoxide (NO). EDD neemt met het ouder worden bij vrouwen langzamer af dan bij mannen, maar neemt snel af na de menopauze en haalt snel mannen in, wat wijst op een gunstig effect van oestrogeen (E2). Ons onderzoek heeft de mechanismen onderzocht die ten grondslag liggen aan de endotheliale bescherming van E2, inclusief hoe hormonale fluctuaties tijdens de peri- tot vroege postmenopauzale jaren bijdragen aan endotheliale disfunctie, en hoe deze hormonale veranderingen kunnen interageren met veroudering. Met behulp van een goed beschreven experimenteel model (systemische infusie van ascorbinezuur; AA) om reactieve zuurstofspecies (ROS) acuut te verminderen, impliceren onze voorlopige bevindingen oxidatieve stress als een onderliggend mechanisme dat de verminderde EDD tijdens de menopauze-overgang verklaart. Specifiek vonden we verbeterde EDD als reactie op AA bij late peri- en postmenopauzale vrouwen, maar niet bij pre- of vroege perimenopauzale vrouwen. Deze gegevens geven aan dat E2 het vaatstelsel kan beschermen tegen schade door vrije radicalen tijdens pre- en vroege perimenopauzale jaren. Ter ondersteuning van dit concept hebben we aangetoond dat AA de afname van EDD die optreedt bij kortdurende E2-deficiëntie (3 dagen gonadotropine releasing hormoonantagonist; GnRHant) bij pre- en vroege perimenopauzale vrouwen kan omkeren.

Tetrahydrobiopterine (BH4) is een cruciale cofactor bij de productie van NO door endotheliaal stikstofmonoxidesynthase (eNOS), en bij gebrekkige niveaus resulteert ontkoppeling van eNOS in de productie van ROS in plaats van NO. Of de verhoogde ROS en verminderde EDD die optreden tijdens de peri- en vroege postmenopauzale perioden geassocieerd zijn met verminderde vasculaire BH4 is op dit moment niet bekend. Onze bevinding dat AA de verminderde EDD gevonden bij vroege perimenopauzale vrouwen niet kon verbeteren of EDD bij peri- en postmenopauzale vrouwen niet kon herstellen tot premenopauzale niveaus, geeft aan dat andere bronnen van ROS of oorzaken van lage NO betrokken zijn bij de verminderde EDD in de stadia van de menopauze overgang en veroudering bij vrouwen. In-vitro-onderzoeken tonen aan dat de gelijktijdige toediening van BH4 en AA de eNOS-ontkoppeling volledig verhindert en de NO-productie vermindert in endotheelcellen die zijn behandeld met een peroxynitriet (ONOO-)donor, in vergelijking met toediening van een van beide afzonderlijk. Het algemene doel van deze vernieuwing is om onze eerdere bevindingen op te volgen en de rol van BH4 als bemiddelaar van endotheliale disfunctie te bepalen [over de stadia van de overgang van de menopauze en veroudering bij vrouwen heen. Dit globale doel zal worden aangepakt door middel van 3 specifieke doelen (SA). Met behulp van een cross-sectioneel ontwerp zal SA1 EDD meten bij gezonde pre-, peri- en postmenopauzale vrouwen: 1) onder basale omstandigheden; en 2) na een acute toename van BH4. SA2 zal de cross-sectionele vergelijkingen uitbreiden via korte termijn (10 dagen) ovariële onderdrukking (GnRhant) bij pre- en vroege perimenopauzale vrouwen om de leeftijdsonafhankelijke effecten van E2 te isoleren. SA3 zal onderzoeken of gelijktijdige toediening van BH4 en AA de jeugdige EDD bij vrouwen in de peri- en postmenopauze volledig herstelt.

SA1: Het bepalen van de mogelijke mechanistische betrokkenheid van BH4-deficiëntie bij de achteruitgang van de endotheelfunctie tijdens de peri- en vroege postmenopauzale periode en de mogelijke relatie met oxidatieve stress. Dit zal worden beoordeeld door een vergelijking van de arteria brachialis EDD en plasma- en endotheelcelmarkers van oxidatieve stress en NO (zie methoden voor details) bij gezonde pre-, peri- en postmenopauzale vrouwen: 1) onder basale omstandigheden; en 2) als reactie op acute orale BH4 (versus PL) suppletie.

Hypothese1 (H1): a) EDD zal toenemen als reactie op BH4 bij vroege peri, late peri en postmenopauzale vrouwen, maar niet bij premenopauzale vrouwen. b) De toename van EDD als reactie op BH4 zal worden geassocieerd met een afname van plasmamarkers van oxidatieve stress. c) De verminderde EDD bij peri- en postmenopauzale vrouwen zal worden geassocieerd met lagere endotheelcelmarkers van NO en hogere oxidatieve stress.

SA2: om te bepalen of de afname van EDD als reactie op acute ovariële onderdrukking bij pre- en vroege perimenopauzale vrouwen verband houdt met verminderde biologische beschikbaarheid van BH4 en verhoogde markers van oxidatieve stress. Dit zal worden beoordeeld door EDD- en plasmamarkers van oxidatieve stress te vergelijken na acute orale suppletie van BH4 (of PL) na acute ovariële onderdrukking met (GnRHant+E2) of zonder (GnRHant+PL) E2-add-back. Daarnaast zal endotheelcel eiwitexpressie van markers van BH4 biosynthese en oxidatieve stress gemeten worden voor en na het suppressie/add-back paradigma.

H2: a) De verwachte afname van EDD en toename van markers voor oxidatieve stress in het plasma na acute ovariële onderdrukking zal worden verzacht in de groepen die worden behandeld met oraal BH4 (GnRHant+PL+BH4); er zal weinig of geen effect zijn van de toevoeging van BH4 aan de E2 add-back groep. b) Ovariële onderdrukking alleen zal endotheliale eiwitmarkers van BH4-biosynthese verminderen en markers van oxidatieve stress verhogen. Deze veranderingen zullen niet worden waargenomen na ovariële onderdrukking met E2-add-back en orale BH4. Deze sets experimenten zullen bewijs leveren dat de oxidatieve stressgerelateerde afname van EDD als reactie op E2-onderdrukking gedeeltelijk verband houdt met verminderde biologische beschikbaarheid van BH4.

SA3: om te bepalen of de gelijktijdige toediening van BH4 met AA EDD volledig zal herstellen bij vrouwen in de peri- en postmenopauze, en bij vrouwen in de vroege perimenopauze na ovariële onderdrukking.

H3: De gelijktijdige toediening van BH4 met AA zal EDD herstellen tot premenopauzale niveaus a) bij peri- en postmenopauzale vrouwen, en b) in de vroege perimenopauzale periode na acute ovariële onderdrukking.