Wpływ doustnego koktajlu antyoksydacyjnego na pacjentów z chorobami układu krążenia

Choroby sercowo-naczyniowe (CVD) są jedną z głównych przyczyn zgonów w Stanach Zjednoczonych. CVD przypisuje się połączeniu głównych czynników ryzyka, w tym nadciśnienia tętniczego, dyslipidemii, otyłości, złej diety, niskiego poziomu aktywności fizycznej i dysfunkcji komórek śródbłonka naczyniowego.

Komórki śródbłonka naczyń (VEC) mają znaczącą kontrolę nad homeostatyczną regulacją naczyń. W przypadku bodźców mechanicznych i chemicznych VEC mogą uwalniać substancje wazoaktywne regulujące napięcie naczyń, adhezję komórek i proliferację komórek mięśni gładkich naczyń (VSMC). Kiedy śródbłonek jest uszkodzony i staje się dysfunkcyjny, zachodzą zmiany miażdżycowe, które mogą przyczynić się do rozwoju CVD i miażdżycy.

Dysfunkcję śródbłonka częściowo przypisuje się wysokiemu poziomowi reaktywnych form tlenu (ROS) powodującym znaczny stres oksydacyjny (OS). OS definiuje się jako brak równowagi między tempem wytwarzania RFT a tempem klirensu ROS przez system obrony antyoksydacyjnej, z niedostatecznym klirensem prowadzącym do uszkodzenia oksydacyjnego układu naczyniowego. Wykazano, że wysoki poziom OS ma negatywny wpływ na śródbłonek naczyniowy poprzez zwiększenie proliferacji VSMC i stanu zapalnego, co może skutkować przebudową naczyń. Zwiększony OS osłabia również biodostępność tlenku azotu, silnego środka rozszerzającego naczynia krwionośne, i może dodatkowo zaostrzyć strukturalne i funkcjonalne zmiany śródbłonka naczyniowego, które są związane z rozwojem CVD.

Kiedy śródbłonek naczyniowy staje się dysfunkcyjny (częściowo z powodu OS), przepływ krwi i regulacja napięcia naczyń ulegają upośledzeniu, co z kolei negatywnie wpływa na transport O2. Bez prawidłowego przepływu krwi i transportu O2 wydolność wysiłkowa ulega osłabieniu. Jest to poważny problem dla pacjentów z CVD, ponieważ ćwiczenia są skuteczną niefarmakologiczną metodą leczenia wielu czynników ryzyka CVD, w tym otyłości, dyslipidemii, nadciśnienia tętniczego i zespołu metabolicznego. Dlatego poprawa systemu obrony antyoksydacyjnej może złagodzić wysoki OS i poprawić zdolność rozszerzania naczyń krwionośnych, przepływ krwi i transport O2, a co za tym idzie, może zwiększyć wydolność wysiłkową. Dzięki temu ćwiczenia stałyby się bardziej realną opcją leczenia pacjentów z CVD.

System obrony antyoksydacyjnej zawiera liczne enzymatyczne i nieenzymatyczne przeciwutleniacze, w tym katalazę, dysmutazę ponadtlenkową, peroksydazę glutationową, witaminy A, E i C, a także glutation, ubichinon i flawonoidy. Stwierdzono, że system obrony antyoksydacyjnej jest osłabiony u pacjentów z CVD, zwłaszcza u osób z chorobą tętnic obwodowych. Jednak wraz ze wzrostem produkcji ROS ten antyoksydacyjny system obronny może zostać przytłoczony, co prowadzi do OS i uszkodzenia tkanek. Zdolności przeciwutleniające można poprawić poprzez suplementację w celu zapewnienia lepszego klirensu OS w organizmie, co może następnie skutkować lepszym przepływem krwi i dostarczaniem O2 do mięśni i innych narządów w ciele.

Poprzednie badania wykazały, że przepływ krwi wzrasta po spożyciu przeciwutleniaczy. Przepływ krwi w nogach znacznie wzrósł u pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP) podczas ćwiczeń prostowania kolana w watach (W) w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną w tym samym wieku (3W: 1798±128 vs. 1604±100 ml/min, 6W: 1992± 120 vs. 1832 ± 109 ml/min, 9 W: 2187 ± 136 vs. 2035 ± 114 ml/min, P < 0,05, odpowiednio dodatek antyoksydacyjny vs. kontrola) po ostrej suplementacji antyoksydacyjnej (~2 godziny wcześniej). U pacjentów z jaskrą z otwartym kątem przesączania suplementacja przeciwutleniaczy przez jeden miesiąc znacząco zwiększyła biomarkery przepływu krwi w oku w siatkówce i pozagałkowych łożyskach naczyniowych, gdzie szczytowa prędkość skurczowa wzrosła o 7,3% (P=0,013), a prędkość końcoworozkurczowa wzrosła o 11% ( P=0,014). Wykazano również, że mózgowy przepływ krwi wzrasta po 12 tygodniach suplementacji antyoksydantami. Ogólnie rzecz biorąc, wykazano, że przyjmowanie przeciwutleniaczy, w ostrych i przewlekłych przypadkach, poprawia przepływ krwi do różnych obszarów układu naczyniowego.

Wcześniejsze badania wskazują również, że wzrost przepływu krwi wskazuje na większy dopływ O2 do mierzonego obszaru. Podczas ćwiczeń prostowania kolana u pacjentów z POChP zużycie O2 w nogach znacznie wzrosło w porównaniu z grupą kontrolną dobraną pod względem wieku po ostrym spożyciu przeciwutleniaczy (3 tyg.: 210 ± 15 vs. 173 ± 12 ml O2/min, 6 tyg.: 237 ± 15 vs. 217 ± 14 ml O2/min, 9W: 260 ± 18 ml vs. 244 ± 16 ml O2/min, P < 0,05, odpowiednio suplement antyoksydacyjny vs. kontrola). Po 12 tygodniach stosowania przeciwutleniaczy zużycie tlenu w prawej korze przedczołowej wzrosło i było silnie związane ze wzrostem mózgowego przepływu krwi (SO2, z 68,21±1,65% do 66,58±1,58%, P=0,001, odpowiednio przed i po).

Interwencje farmakologiczne często mają na celu kontrolowanie poziomu cholesterolu i ciśnienia krwi; jednakże redukcja OS i funkcja śródbłonka naczyniowego nie są powszechnymi celami terapeutycznymi. Poprzednie badania dotyczyły stosowania przeciwutleniaczy u pacjentów z CVD, ale koncentrowały się na przyjmowaniu pojedynczego przeciwutleniacza (np. witamina E, beta-karoten, kwas askorbinowy), a nie połączenie przeciwutleniaczy. Wykorzystanie kombinacji przeciwutleniaczy i ich wpływ na przepływ krwi i transport tlenu w CVD są jak dotąd niejasne. Celem tego proponowanego badania jest zbadanie wpływu ostrego podania doustnego koktajlu przeciwutleniającego (zawierającego witaminę C, E i kwas a-liponowy E) na stres oksydacyjny, funkcję śródbłonka naczyniowego, funkcję autonomiczną, przepływ krwi i dostarczanie tlenu podczas testu chodu. Przypuszcza się, że doustne podanie koktajlu antyoksydacyjnego zmniejszy markery stresu oksydacyjnego i zwiększy zarówno funkcję śródbłonka naczyniowego, jak i przepływ krwi, zwiększając w ten sposób dostarczanie tlenu do mięśni i poprawiając zdolność chodzenia. Te oczekujące dane z ostrego podawania przeciwutleniaczy dadzą wgląd w długoterminowe stosowanie przeciwutleniaczy u pacjentów z CVD i jego wpływ na stres oksydacyjny, przepływ krwi oraz integrację transportu i wykorzystania O2 w organizmie.