Badanie wpływu azotanów nieorganicznych na fizjologię mikronaczyniową człowieka — badanie pilotażowe. (ENIH-MPS)

Choroby sercowo-naczyniowe (CVD) są największą przyczyną śmiertelności na świecie, odpowiadając za ponad dwadzieścia dziewięć procent wszystkich zgonów z powodu choroby niedokrwiennej serca i udaru mózgu, które według prognoz do 2020 r. staną się głównymi przyczynami zgonów na świecie. Zwiększona śmiertelność to tylko jedna strona problemu, ponieważ opieka kliniczna nad chorobami układu krążenia jest kosztowna i długotrwała oraz potencjalnie odwraca zasoby rodziny i społeczeństwa w kierunku ratujących życie intensywnych terapii medycznych. Dlatego kluczowe znaczenie ma opracowanie strategii zapobiegawczych i terapeutycznych, które zmniejszą obciążenie finansowe i społeczne CVD.

Starzenie się jest głównym czynnikiem ryzyka chorób przewlekłych, takich jak rak, cukrzyca, neurodegeneracja i choroby sercowo-naczyniowe. Na przykład rozpowszechnienie i zapadalność na przewlekłą niewydolność żylną (CVI) jest ściśle związane z dysfunkcją kontroli mikrokrążenia związaną z wiekiem. Podobnie starzenie się wiąże się ze zwiększonym ryzykiem miażdżycy i powstawania makroskopowych zmian w dużych tętnicach, prowadzących do utrudnienia przepływu krwi i wystąpienia incydentów niedokrwiennych. Szybkie zmiany światowych trendów demograficznych związanych z wiekiem są zatem ściśle skorelowane z rosnącym obciążeniem CVD.

Nadciśnienie tętnicze jest ważnym czynnikiem ryzyka CVD. Podwyższone ciśnienie krwi (BP) jest przede wszystkim spowodowane zwiększonym oporem naczyniowym, głównie z powodu pogrubienia ściany tętnicy, dysregulacji autonomicznej i dysfunkcji śródbłonka. Pochodzący ze śródbłonka tlenek azotu (NO) jest silnym środkiem rozszerzającym naczynia krwionośne, który odgrywa kluczową rolę w bieżącej kontroli napięcia naczyniowego. Dlatego nie jest niespodzianką, że kluczowym aspektem dysfunkcji śródbłonka jest zmniejszona produkcja NO poprzez szlak enzymatyczny zależny od L-argininy. NO zmniejsza również agregację płytek krwi, poprawia funkcję mitochondriów i zmniejsza adhezję naczyń komórkowych. Stąd zmniejszenie biodostępności NO jest przyczynowo związane ze wzrostem BP i ryzykiem miażdżycy.

Do niedawna uważano, że azotany (NO3-) i azotyny (NO2-) zawarte w pożywieniu dają ograniczone korzyści fizjologiczne, mimo że są wytwarzane endogennie jako część szlaku metabolicznego NO. Odkrycie krążenia jelitowo-ślinowego i nieenzymatycznej redukcji NO3- do NO2- i NO dostarcza ważnego alternatywnego źródła NO, szczególnie w środowisku o obniżonym pH i prężności tlenu. Głównymi źródłami dietetycznego NO3- są zielone warzywa liściaste, takie jak rukola lub szpinak lub produkty bulwiaste, takie jak buraki. Typowe spożycie azotanów w zachodniej diecie zapewnia od 50 do 100 mg/NO3-/dzień, podczas gdy diety bogate w owoce i warzywa, takie jak dieta śródziemnomorska lub japońska, mogą dostarczać do 1000 mg/NO3-/dzień. Coraz więcej dowodów wydaje się potwierdzać związek między wysoką zawartością NO3 w tych wzorcach żywieniowych a ochronnym wpływem na układ sercowo-naczyniowy.

Uważa się, że korzyści sercowo-naczyniowe NO3- wynikają z poprawy funkcji śródbłonka osiągniętej dzięki poprawie biodostępności NO. Inne mechanizmy mogą obejmować bezpośredni wpływ NO2- na kanały wapniowe w komórkach mięśni gładkich naczyń (SMVC) w naczyniach oporowych. Konwersja NO3- w NO2- przez mikrośrodowisko jamy ustnej jest kluczowym mechanizmem jelitowo-ślinowego krążenia NO3- i nieenzymatycznej syntezy NO. Mikrobiom jamy ustnej jest krytycznie zaangażowany w pierwszy etap redukcji (NO3- w NO2-), a zmiana zdolności redukcyjnej mikroflory jamy ustnej (tj. plucie, antyseptyczny płyn do płukania jamy ustnej) przerywa korzystny wpływ nieorganicznego NO3- na funkcje naczyniowe. Siervo i wsp. niedawno wykazali zmniejszoną skuteczność suplementacji zagęszczonego soku z buraków u starszych osób z nadwagą i otyłością. Wydaje się, że starzenie się jest związane ze zmianami w mikrośrodowisku jamy ustnej, a także zmniejszoną reakcją śródbłonka i SMVC na NO.

Jednak wiedza na temat wpływu procesu starzenia na czynniki wpływające na konwersję NO3 jest ograniczona, począwszy od potencjału redukcji NO3 w środowisku jamy ustnej. Dlatego też lepsze zrozumienie związanych z wiekiem mechanizmów związanych z dysfunkcją śródbłonka mogłoby doprowadzić do opracowania skutecznych i ukierunkowanych strategii żywieniowych służących wczesnej profilaktyce nadciśnienia tętniczego, sztywności tętnic i CVD w ciągu całego życia.