- Abstract
- A nitrogén-monoxid és az argináz szerepe a férfi szexuális izgalmi funkcióban
- A pénisz tumeszenciájának szabályozása nitrogén-monoxiddal.
- Az exogén l-arginin hatása a merevedési funkcióra.
- l-arginin elérhetősége a NOS számára
- Argináz aktivitás a pénisz corpus cavernosumában.
- Az argináz aktivitás gátlása modulálja a simaizom kontraktilitását és a merevedési funkciót.
- A NO és az argináz szerepe a női szexuális izgalmi funkcióban
- Az argináz aktivitás expressziója a női nemi szövetekben.
- Az argináz aktivitás gátlása fokozza a női genitális hemodinamikát.
- Összefoglaló és következtetések
- CITÁLT IRODALOM
- Abbreviations
- Footnotes
Abstract
A NO-cGMP útvonal kulcsszerepet játszik a férfi és női nemi szervek szexuális izgalmi válaszában. A nitrogén-oxid-szintáz (NOS) L-arginint és oxigént használ fel szubsztrátként nitrogén-oxid (NO) és citrullin előállításához. Az argináz egy metalloenzim, amely katalizálja az L-arginin hidrolízisét L-ornitin és karbamid előállítására. Azt javasolják, hogy az argináz versenyez az L-argininért és csökkenti a NOS aktivitását a nemi szövetekben, ezáltal modulálva a szexuális funkciót. Az argináz 2 átmeneti állapotú analóg inhibitorával, a 2(S)-Amino-6-boronohexánsavval (ABH) és az S-(2-boronoetil)-L-ciszteinnel (BEC) jellemeztük az argináz aktivitását pénisz- és hüvelyszövetben. Egyik inhibitor sem rendelkezik NOS elleni aktivitással. Így az ABH és a BEC hasznos vegyületek az argináz szerepének vizsgálatára a genitális szövetek fiziológiájában, anélkül, hogy közvetlenül befolyásolnák a NOS aktivitását. Az általunk bemutatott adatok arra utalnak, hogy az argináz az L-arginin endogén poolokért való versengés révén szabályozhatja az NO-termelést. Ilyen módon az argináz a pénisz és a hüvelyi véráramlás közvetett szabályozója, és a specifikus argináz-gátlók javíthatják a genitális véráramlást a szexuális izgalom során. Amint azt az argináz felszabályozása bizonyos betegségekben, a hüvelyben való eloszlása és a nemi szteroid hormonok általi modulációja bizonyítja, ez az enzim számos más élettani és patofiziológiai folyamatban is részt vehet, például a szövetnövekedésben, a fibrózisban és az immunműködésben.
A szexuális diszfunkció gyakori és jelentős orvosi probléma, amely hátrányosan befolyásolja az egészséget, a jólétet, az életminőséget és a személyközi kapcsolatokat (1-3). Bár a szexuális diszfunkció több kategóriáját definiálták, ez a cikk a “genitális izgalmi zavarokra” korlátozódik, mivel a férfiaknál a pénisz merevedési zavarára, a nőknél pedig a hüvelyi és klitorális izgalmi elégtelenségre vonatkozik.
A férfiak merevedési zavarát úgy definiálják, mint a kielégítő szexuális teljesítményhez szükséges erekció elérésének vagy fenntartásának tartós képtelenségét. A merevedési zavar előfordulási gyakorisága az életkor előrehaladtával nő, 40 és 70 éves kor között megduplázódik a mérsékelt merevedési zavar esetén, és ugyanezen 3 évtizedes időszak alatt megháromszorozódik a teljes merevedési zavar esetén (4). Bár az életkor jelentős korrelációs tényező, más tényezők, mint például a kezelt cukorbetegség, szívbetegség és magas vérnyomás, a cukorbetegségre adott gyógyszerek, a szív- és érrendszeri betegségek és a nagy sűrűségű lipoproteinek csökkent értékei szintén előre jelzik a merevedési zavarokat (4). A merevedési zavar farmakológiai kezelésében jelentős előrelépéshez vezetett a merevedési zavar farmakológiai kezelésében a merevedési szövetek trabekuláris simaizom-összehúzódását szabályozó biokémiai és fiziológiai mechanizmusok kutatása (5-8).
A női genitális izgalmi válasz a nemi szervek megduzzadásához, duzzadásához és kenődéséhez vezető elegendő szexuális izgalom elérésében és fenntartásában nyilvánul meg. A genitális értágulat és a hüvelyi síkossági válasz a genitális szövetek fokozott véráramlásából és a hüvelyi hámból származó síkosító folyadék transzudátum termeléséből ered. A pénisz erekció fiziológiájával ellentétben a klitorisz és a hüvelyi simaizomzat tónusát moduláló helyi szabályozási mechanizmusokról, valamint arról, hogy ezeket a mechanizmusokat hogyan változtatják meg a hormonális miliő változásai és a betegségállapotok, csak korlátozott ismeretekkel rendelkezünk. A “szexuális izgalmi zavarban” szenvedő nők szexuális panaszai a csökkent hüvelyi síkosságra, a megnövekedett izgalmi időre, a csökkent hüvelyi és klitorális érzésre és az orgazmus nehézségeire vonatkoznak. Az Országos Egészségügyi és Szociális Élet Felmérés alapján a nők egyharmada számol be a szexuális érdeklődés hiányáról, egynegyedük orgazmusproblémákról, egyötödük síkossági nehézségekről, és ugyanennyien nem találják élvezetesnek a szexet (2,3). A hüvelyi hemodinamika és a kenési reakciók fiziológiája nagymértékben függ a szövetek strukturális és funkcionális integritásától, és összetett neurovaszkuláris folyamatokat foglal magában, amelyeket különböző helyi neurotranszmitterek (9,10), vazoaktív anyagok, nemi szteroid hormonok és növekedési faktorok modulálnak.
A férfi és női nemi szövetekben végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a nitrogén-monoxid (NO)4 /guanozin-3′,5′-ciklikus monofoszfát (cGMP) útvonal a véráramlás és a vérbőség fontos szabályozója a szexuális izgalom során. Az l-arginin kritikus szubsztrátként szolgál a nitrogén-monoxid-szintáz (NOS) NO-termeléséhez. Az arginint az argináz is hasznosítja, és ornitinné és karbamiddá alakítja. Az arginin kulcsfontosságú szerepe mind a nitrogén-oxid-szintáz, mind az argináz szubsztrátjaként az NO/cGMP útvonal lehetséges szabályozási pontjaként szolgál. Ez az áttekintés összefoglalja a férfi és női nemi szövetekben található arginázról és a szexuális izgalmi válaszban betöltött szabályozó szerepéről rendelkezésre álló adatokat.
A nitrogén-monoxid és az argináz szerepe a férfi szexuális izgalmi funkcióban
A pénisz tumeszenciájának szabályozása nitrogén-monoxiddal.
Erekció során a pénisz kondenzátorként működik, nyomás alatt felhalmozva a vért (5-8). A pénisz ellenálló artériás ágyának tágulása biztosítja az áramlást és a nyomást az erekciós testekhez (corpora cavernosa), a trabecularis simaizomzat relaxációja pedig lehetővé teszi a lacunáris terek kitágulását és a vér csapdába ejtését a lefolyó vénák megnyújtásával és összenyomásával. Amikor a corpora cavernosa trabecularis simaizomzata teljesen ellazult, az intrakavernosalis nyomás a cavernosalis artériás nyomástól függ (5-7).
Az arterioláris és trabecularis simaizomzat relaxációs vagy kontrakciós állapota határozza meg a pénisz erekcióját vagy petyhüdtségét. Általánosan elfogadott, hogy normális fiziológiás körülmények között a szexuális ingerlés a pénisz nem adrenerg, nem kolinerg (NANC) idegeiből és a lacunáris tereket bélelő endotheliumból nitrogén-oxid szintézisét és felszabadulását okozza (11-17). A NOS 3 fő típusát (neurális, endoteliális és indukálható) azonosították a pénisz corpus cavernosumában. Mindegyik típus az l-arginint használja ko-szubsztrátként molekuláris oxigénnel NO és citrullin előállításához. A neurogén és endoteliális NO-szintázok aktiválása NO termelését eredményezi, amely a rezisztenciaartériák és az erekciós szövet simaizomsejtjeibe diffundál, és az oldható guanil-cikláz hem-komponenséhez kötődik, serkentve a cGMP szintézisét (1. ábra). A cGMP kötődése a cGMP-függő protein kinázokhoz (PKG) vagy a cGMP-függő ioncsatornákhoz az intracelluláris kalcium csökkentését eredményezi a kalcium szekvenálásán és extrúzióján keresztül, valamint a miozin könnyű lánc foszfatázok aktiválását, ami gátolja a simaizom összehúzódását és fokozza a pénisz erekcióját. Meg kell jegyezni, hogy az NO a cGMP-től független simaizom-relaxációt is közvetíthet. Az aorta simaizomsejtjeiben kimutatták, hogy az NO közvetlenül aktiválja a Ca2+-függő K+-csatornákat (18). Humán corpus cavernosum simaizomsejtekben kimutatták, hogy az NO közvetlenül aktiválja a nátrium-kálium ATPázt, hogy hiperpolarizációt okozzon (19).
A NO/cGMP útvonal kulcsfontosságú reakciói: Az 1. és 2. reakció várhatóan fokozza a simaizomzat relaxációját, mivel a végtermék a cGMP. A 3., 4. és 5. reakciók várhatóan csökkentik a relaxációs választ, mivel akadályozzák az NO szintézisét, elnyelik az NO-t, illetve hidrolizálják a cGMP-t.
Kulcsreakciók az NO/cGMP útvonalban: Az 1. és 2. reakció várhatóan fokozza a simaizomzat relaxációját, mivel a végtermék a cGMP. A 3., 4. és 5. reakciók várhatóan csökkentik a relaxációs választ, mivel akadályozzák az NO szintézisét, elnyelik az NO-t, illetve hidrolizálják a cGMP-t.
A merevedési zavar patológiájának hátterében fontos tényező lehet az NO/cGMP jelátvitel gyengülése (17,20,21). Az NO-termelés a péniszszövetben csökken az öregedésben (21-23) és a cukorbetegségben (24-28), olyan állapotokban, amelyek nagymértékben társulnak a merevedési zavarral. Számos jelentés azt sugallta, hogy az endotél diszfunkció vagy idegsérülés következtében csökkent NO-termelés az erekciós diszfunkció központi mechanizmusát jelentheti. Az endotél csökkent NO-termelésének oka lehet a csökkent NOS fehérje expresszió és aktivitás, a fokozott NO-felszívódás, a NOS megnövekedett endogén inhibitorai, vagy a szubsztrát (l-arginin és oxigén) és kofaktorok csökkent szintje.
Az exogén l-arginin hatása a merevedési funkcióra.
Az exogén l-arginin hatását a NOS-aktivitás helyreállítására és a merevedési funkció javítására számos tanulmány vizsgálta embereken és állatokon (29-34). Egy kontrollált crossover vizsgálatban az orális l-arginin 500 mg-os dózisban, naponta háromszor adva nem javította az erekciós funkciót a placebóhoz képest (32). Ezzel szemben Chen és munkatársai (31) arról számoltak be, hogy az l-arginin orális adagolása nagy dózisban (5 g/d) csak akkor okozott szignifikáns szubjektív javulást a szexuális funkcióban organikus merevedési zavarban szenvedő férfiaknál, ha az arginin-pótlás előtt csökkent NOx-kiválasztásuk vagy termelésük volt. Érdekes módon az objektív méréseket, például a pénisz hemodinamikáját nem befolyásolta az orális l-arginin. Egy kettős vak, placebokontrollált, 3-irányú keresztirányú, randomizált klinikai vizsgálatban Lebret és munkatársai (30) összehasonlították 6 g l-arginin-glutamát és 6 mg yohimbin-hidroklorid hatékonyságát és biztonságosságát az erekciós zavarok kezelésében. E vizsgálatok eredményei azt mutatták, hogy az l-arginin-glutamát és a yohimbin kombináció igény szerinti (1-2 órával a tervezett szexuális együttlét előtt) orális adagolása hatékonyan javítja a merevedési funkciót enyhe vagy közepesen súlyos merevedési zavarban szenvedő betegeknél. E vizsgálatok adatai azonban továbbra is kétértelműek annak meghatározásában, hogy az étrendi l-arginin javítja-e a merevedési funkciót a merevedési zavarban szenvedő férfiaknál.
A Moody és munkatársai (33) állatkísérletekben kimutatták, hogy a szuperfiziológiai dózisú l-arginin hosszú távú orális beadása javítja a merevedési funkciót az öregedő patkányban. Yildirim és munkatársai (34) kimutatták, hogy az orális l-arginin beadása cukorbeteg nyulaknak növeli a nyúl corpus cavernosum endotheliumfüggő relaxációját, de nem volt hatása a neurogén relaxációra a cukorbeteg állatokban. Angulo és munkatársai (35) szervfürdős vizsgálatokban vizsgálták a fentolamin és az l-arginin hatását az egészséges nyúl corpus cavernosum neurogén relaxációjára. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az alfa-adrenerg blokkolás és az NO/cGMP útvonal potenciálása közötti szinergisztikus kölcsönhatás növeli a corpus cavernosum neurogén relaxációját in vitro. l-arginin önmagában nem volt hatással az ideg-mediált relaxáció potenciálására. Egy későbbi vizsgálatban Angulo és munkatársai (36) az l-arginin és az NG-hidroxi-l-arginin hatását vizsgálták a corpus cavernosum relaxációjára fiatal és idős állatokban. Bár az l-arginin hozzáadása nem tudta ellazítani a fenilefrinnel összehúzódó cavernosalis szövetcsíkokat, az NG-hidroxi-l-arginin hozzáadása hatékonyan ellazította a szövetcsíkokat, és megemelte a cGMP szöveti szintjét. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az NG-hidroxi-l-arginin hozzáadása javította a NOS-aktivitást, míg az exogén l-arginin beadása nem. Mivel a hidroxi-arginin a NOS szubsztrátja és az argináz gátlója, továbbra sem világos, hogy a megfigyelt hatások kizárólag a NOS-aktivációnak vagy a NOS-aktiváció és az argináz gátlás kombinációjának köszönhetőek-e.
A nem veleszületett érszövetekben az l-arginin helyreállítja az endotélfunkciót hiperkoleszterinémiás állatokban azáltal, hogy fokozza az NO-termelést és megvédi az NO-t a szuperoxid korai lebontásától. Továbbá, az étrendi l-arginin csökkenti az ateroszklerózis progresszióját és az érrendszeri oxidatív stresszt, és megőrzi az endothelfunkciót koleszterinnel táplált nyulakban (37-44). Ezek az adatok arra utalnak, hogy a hiperkoleszterinémia által kiváltott endotheldiszfunkció visszafordítható l-arginin adásával. Hasonlóképpen, az l-arginin fokozza az acetilkolin által kiváltott relaxációt diabéteszes patkányok aorta gyűrűs preparátumaiban (45).
l-arginin elérhetősége a NOS számára
Böger és munkatársai (39) szerint a vérben keringő l-arginin koncentrációja megközelíti a 100 μmol/L értéket. Más vizsgálatok szerint az l-arginin intracelluláris koncentrációja az endotélsejtekben 100 és 800 μmol/L között mozog (46-49). Az l-arginin NOS-hez való kötődésének Michaelis-Menten-állandója (Km) 2-10 μmol/L között van (50-52). Ezen információk alapján azt várnánk, hogy a különböző NOS izoformák fiziológiás koncentrációkban telítettek az l-argininnel, és hogy az exogén l-arginin adagolásának vagy az argináz gátlásának kevés vagy semmilyen hatással nem kellene lennie a NOS aktivitására. Számos in vivo és in vitro kísérleteket alkalmazó vizsgálat azonban azt jelezte, hogy a NOS-aktivitást a magas intracelluláris koncentráció ellenére is növeli az exogén l-arginin (42,44,53-57). Ezzel szemben Muggi & Harrison (58) és Angulo és munkatársai (36) vizsgálatai azt jelezték, hogy az exogén l-arginin nem volt hatással az acetilkolin vagy az EFS által közvetített válaszokra. Az exogén l-arginin hatásaira vonatkozó különböző klinikai és laboratóriumi vizsgálatok közötti eltérések lehetséges okait és az alternatív mechanizmusokat Loscalzo (59) elegánsan tárgyalta. Az alternatív mechanizmusokat, beleértve az l-arginin különböző intracelluláris poolokba történő kompartmentalizációját is megvitatták (60). Ezt a hipotézist számos laboratórium vizsgálja, és a rendelkezésre álló adatok arra utalnak, hogy az argináz és a NOS által az intracelluláris l-argininért folytatott verseny fontosabb lehet a NOS-aktivitás szabályozásában, mint az l-arginin teljes intracelluláris szintje (56,57,61-64). A genitális szövetekben azt javasoljuk, hogy a NO-szintáz számára az l-arginin csökkent elérhetősége és a NO csökkent termelése a vaszkuláris és trabecularis simaizomzat relaxációjának és az erekciós diszfunkciónak a gyengüléséhez vezetne (1. ábra).
Argináz aktivitás a pénisz corpus cavernosumában.
Vizsgálataink szerint az argináz I és II mindkét izoformájának messenger RNS-e (mRNS) kimutatható RT-PCR segítségével a humán pénisz corpus cavernosumának szövetmintáiban (65). Azt is kimutattuk, hogy az argináz enzimaktivitás jelen van a nyúl és humán corpus cavernosum szöveti kivonatokban, amit az l-arginin karbamiddá és ornitinné történő átalakításával értékeltünk (65,66). Korlátozott bizonyítékok utalnak arra, hogy az argináz szintjének változásai hozzájárulhatnak a különböző kóros állapotokhoz. Bivalacqua és munkatársai (26,27) az argináz mRNS és fehérje, valamint az enzimaktivitás változásait vizsgálták diabéteszes és normális emberi cavernosus szövetekben. A merevedési zavarban szenvedő cukorbetegek corpus cavernosumában magasabb volt az argináz II mRNS, fehérje és enzimaktivitás szintje, mint a nem cukorbetegeknél. Ezzel szemben az argináz I izoforma mRNS- és fehérjeszintje nem különbözött szignifikánsan a diabéteszes és a nem diabéteszes kavernoszövetben. Így az argináz II fokozott expressziója a diabéteszes kavernoszövetben hozzájárulhat a cukorbetegséggel járó merevedési zavarokhoz. A simaizomzat tónusának zavarain kívül az argináz közvetlenül vagy közvetve szabályozhatja a trofikus folyamatokat a péniszszövetben. Például a TGF-béta injekciója patkány péniszbe lokalizált fibrózist indukál, és jelentősen növeli az argináz II fehérje expresszióját (26,27). A szerzők azt posztulálták, hogy ez az argináz II emelkedés gyengítheti az eNOS által történő NO-szintézist és eNOS downregulációt eredményezhet ebben a betegségállapotban.
Az argináz aktivitás gátlása modulálja a simaizom kontraktilitását és a merevedési funkciót.
A specifikus argináz inhibitorok alkalmazása különösen hasznos volt az argináz szabályozó szerepének tisztázásában. Két ilyen inhibitor az (S)-2-amino-6-boronohexánsav (ABH) és az S-(2-borono-etil)-l-cisztein (BEC), amelyeknek nincs gátló hatásuk a NOS-szal szemben (65,66). Mind az ABH, mind a BEC trigonális síkú bórsav-oldalláncokat tartalmaz, amelyek izoszterikusak az l-arginin trigonális síkú guanidiniumcsoportjával. Mivel a bórsavrész erősen elektrofil, nukleofil támadásnak megy keresztül egy hidroxidion által, amely hidat képez a 2 mangánion között az argináz aktív helyén. Ez a reakció egy tetraéderes boronát-anion kialakulását eredményezi, amely az argináz mechanizmusban a tetraéderes intermedier és az azt kísérő átmeneti állapotokat utánozza. Mivel az ABH-t és a BEC-et szubsztrátanalógokként tervezték, az argináz aktív helyén úgy reagálnak, hogy átmeneti állapotanalógokként kötődnek, és ez az oka ezen inhibitorok nagy affinitásának. Az ABH az eddig ismert leghatásosabb argináz inhibitor, Ki = 0,1 μmol/L patkány argináz I ellen (67-69) és Ki = 8,5 nmol/L humán argináz II ellen (70).
A szorosan kötődő boronsav alapú argináz inhibitor első alkalmazása egy NO-függő folyamat modulálására a felnőtt oposszum belső anális záróizmának vizsgálata során történt (69). Az argináz mérsékelte a belső anális záróizom NANC-ideg stimuláció által kiváltott relaxációját, és ezt a hatást az argináz inhibitor ABH visszafordította. Sőt, az ABH önmagában fokozta a belső anális záróizom NANC-ideg által közvetített relaxációját, és ez a fokozás ∼250-szer erősebb volt, mint az N-hidroxi-l-argininnel (NOHA) elért fokozás. Ezek az eredmények bizonyították az argináz szerepét és az argináz gátló potenciális hasznosságát a simaizom tónus szabályozásában. Hasonló eredményeket kaptak a pénisz corpus cavernosum simaizomzatának relaxációját vizsgáló vizsgálatokban.
A pénisz erekciós szövetének izolált csíkjaiban a neurogén relaxációt 0,1, 0,5 vagy 1 mmol/L bármelyik arginázgátló hozzáadásával fokozták (65,66). A simaizomzat relaxációjának fokozódása az alacsonyabb frekvenciákon kifejezettebb volt. E vizsgálatok adatai arra utalnak, hogy a neurogén relaxációt a pénisz erekciós szövetében, amelyet köztudottan az NO közvetít, az argináz gátlása potenciálta. Az endotél-függő relaxációt is kimutatták, hogy az argináz szabályozza. Az argináz inhibitor, a Nω-hidroxi-nor-l-arginin (nor-NOHA) felhasználásával Masuda és munkatársai (71) kimutatták, hogy 0,1 mmol/l nor-NOHA hozzáadása elősegítette az endotéliumfüggő relaxációt, és ezt a NOS-gátló l-NAME hozzáadásával visszafordították.
Az argináz inhibitorokkal végzett in vivo vizsgálatok összhangban bizonyultak az in vitro vizsgálatokkal, megerősítve az argináz élettani szerepét az NO-szintézis szabályozásában. Az ABH intrakavernozális beadása altatott nyúlban megkönnyítette a kismedencei idegstimulációval kiváltott pénisz erekciót (2. ábra) (72). Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy az argináz gátlása megkönnyítette az erekciót azáltal, hogy növelte a neurális és endoteliális NOS szubsztrátjaként szolgáló arginin kompartmentális poolját.
Az ABH beadásának hatása a pénisz erekciójára: A pénisz intrakavernosalis nyomásának változásait a kismedencei idegstimuláció hatására rögzítettük altatott hím új-zélandi fehér nyulakban. A medenceideget 10 perccel a hordozóanyag (kontroll; 40% propilénglikol) vagy 150 μg ABH intrakavernosális beadása után elektromosan stimulálták. A felső panelek reprezentatív nyomásfelvételeket mutatnak. Az amplitúdót, az időtartamot és a görbe alatti területet (AUC) minden egyes válaszra meghatároztuk, és a 2 alsó ábrán a vonatkozó paraméterek átlaga ± SEM látható (n = 4; *P < 0,05 a kontrollhoz képest). Újranyomtatva a Cama et al. (72) engedélyével, Copyright 2003, American Chemical Society.
Az ABH beadásának hatása a pénisz erekciójára: A pénisz intrakavernosalis nyomásának változásait a kismedencei ideg ingerlésére reagálva rögzítettük altatott hím új-zélandi fehér nyulakban. A medenceideget 10 perccel a hordozóanyag (kontroll; 40% propilénglikol) vagy 150 μg ABH intrakavernosális beadása után elektromosan stimulálták. A felső panelek reprezentatív nyomásfelvételeket mutatnak. Az amplitúdót, az időtartamot és a görbe alatti területet (AUC) minden egyes válaszra meghatároztuk, és a 2 alsó ábrán a vonatkozó paraméterek átlaga ± SEM látható (n = 4; *P < 0,05 a kontrollhoz képest). Reprinted with permission from Cama et al. (72), Copyright 2003, American Chemical Society.
A specifikus arginázgátlók kedvező hatásai még inkább érzékelhetővé válhatnak, ha kóros állapotokban alkalmazzák őket, ahol az argináz szintje jelentősen megnövekedhet. Például a cukorbeteg férfiak pénisz erekciós szövetében megfigyelt csökkent NOS-aktivitás normalizálódott, amikor az argináz-inhibitor ABH-val kezelték (26,27). Bár a nemi szervek betegségmodelljeiben az arginázzal kapcsolatos vizsgálatok hiányoznak, a nem nemi érszövetekből származó adatok egyre gyűlnek az irodalomban. Osanai és munkatársai (73) és Shukla és munkatársai (74) szerint az életkor módosítja az aminosav-pool méretét és az l-arginin elérhetőségét. Fiatal és felnőtt patkányokon végzett vizsgálatok (56) azt mutatták, hogy az argináz aktivitás gátlása BEC, N-hidroxi-nor-l-arginin (nor-NOHA) vagy difluor-metilornitin (DFMO) segítségével értágulatot eredményezett az aorta gyűrűkben. Az idős patkányok aorta-szövetében az argináz aktivitása és expressziója megnövekedett, míg a BEC és a DFMO helyreállította a NOS-aktivitást és a cGMP-szintet a fiatal patkányok aorta-szövetéhez képest. Zhang és munkatársai (75) sertés koszorúér mikrovesszeiben kimutatták, hogy az endotél arginázt expresszál, és az argináz aktivitás DFMO-val történő gátlása serkenti az NO-termelést és fokozza a vazodilatációt.
A NO és az argináz szerepe a női szexuális izgalmi funkcióban
A fejlődő hipotézis szerint a szexuális ingerlést követően a károsodott “nemi izgalom”, amely nem megfelelő klitorális és/vagy hüvelyi behúzódásban nyilvánul meg, részben a csökkent artériás beáramláshoz kapcsolódik. Női állatmodellben a ilio-hypogastricus-pudendalis artériás ágy ateroszklerózisa a kismedencei idegek stimulációját követően csökkent vaginális és klitorális artériás vérbeáramlást, valamint csökkent vaginális és klitorális szöveti nyomásválaszt eredményezett az egészséges kontroll állatokhoz képest (76). Továbbá, az NO/cGMP útvonal fontos modulátora a hüvelyi simaizom kontraktilitásnak (77,78) és a véráramlásnak az állatmodellben (79,80).
Az argináz aktivitás expressziója a női nemi szövetekben.
Beszámoltunk arról, hogy a NOS és az argináz differenciáltan oszlik meg a nyúl hüvelyének anatómiai régiói között (81). A nitrogén-oxid-szintázok (nNOS & eNOS) teljes aktivitása magasabb volt a proximális, mint a disztális hüvelyben. Az argináz aktivitás azonban nagyobb volt a disztális, mint a proximális hüvelyben (81). Az enzimek ezen egyedi regionális anatómiai eloszlásának élettani jelentősége ebben az állatmodellben jelenleg nem ismert. A NOS és az argináz eloszlása a humán hüvelyben továbbra is kevéssé jellemezhető. Arról is beszámoltunk, hogy az ovariektómia fokozta a teljes NOS-aktivitást a proximális hüvelyben az argináz aktivitásának egyidejű csökkenése mellett a proximális és distális hüvelyben, ami arra utal, hogy ezen enzimek nemi szteroid hormonok általi differenciált szabályozása a nyúl hüvelyének különböző anatómiai régióiban (81).
Érdekes módon a hüvelyi és klitorális argináz aktivitás ovariektómia hatására csökkent, a disztális hüvelyben pedig ösztrogénpótlás hatására felszabályozódott, ami arra utal, hogy az argináz az ösztrogén hormonok szabályozása alatt áll (81,82). Az ovariektomizált állatok DHEA-val, Δ5-androszténdiollal vagy 5α-DHT-val történő kezelése nem változtatta meg jelentősen az argináz aktivitást a hüvelyben a járművel kezelt ovariektomizált állatokhoz képest. Az ovariektomizált állatok tesztoszteronnal vagy progeszteronnal kombinált ösztradiollal történő kezelése növelte az argináz-aktivitást a klitoriszban és a disztális hüvelyben. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a hüvely és a klitorisz szöveteiben az argináz aktivitását az ösztrogének szövet- és régióspecifikus módon modulálják.
A hüvelyben és a klitoriszban a nemi szteroid hormonok által végzett argináz szabályozás fiziológiai jelentősége metabolikus és funkcionális szerepet játszhat; az argináz szerepét azonban még nem vizsgálták a hüvely és a klitorisz szöveteiben. Azt javasoljuk, hogy az argináz kritikus szerepet játszik a hüvelyi epithelium növekedésében a szteroid hormonokra adott válaszként, a poliaminok szintézisén keresztül, az endotélsejtekben leírtakhoz hasonló útvonalon keresztül (83,84). Lehetséges, hogy az argináz szabályozó szerepet játszik az endotélproliferációban a klitorisz érágyában. Ezt a hipotézist azonban még nem vizsgálták hüvelyhámban vagy klitoriszszövetekben in vitro vagy in vivo.
Az argináz aktivitás gátlása fokozza a női genitális hemodinamikát.
A nőstény nyúlon végzett korábbi vizsgálatok szerint az NO-cGMP útvonal a hüvelyi érösszehúzódás modulátora, és szerepet játszhat a genitális szexuális izgalomban (80). Azt is kimutatták, hogy a distalis vagina argináz aktivitást fejez ki, amelyet az ABH és a BEC gátol. Az argináz-inhibitor ABH intravénás beadása fokozta a hüvelyi vérbőséget, amit a közeli infravörös spektroszkópia segítségével a megnövekedett oxihemoglobin-tartalom alapján értékeltek (3. ábra) (72,80). Az argináz expressziója a klitoriszban és a vaginában, valamint az arginázgátló ABH beadása után megfigyelt véráramlás növekedése arra utal, hogy ez az enzim szerepet játszhat az NO útvonal modulálásában a női nemi szövetekben, és szabályozhatja a genitális hemodinamikát.
Az ABH beadásának hatása a hüvelyi és klitorális vérbőségre: A kismedencei idegek ingerlésére válaszul fellépő genitális elszorulást közeli infravörös optikai spektroszkópiával vizsgálták altatott nőstény új-zélandi fehér nyulakban. A kismedencei ideg elektromos ingerlése 10 perccel a vivőanyag (kontroll; 40% propilénglikol) vagy 4-6 mg/kg ABH intravénás beadása után történt. A reprezentatív felvételeket a felső panel mutatja. Az amplitúdót, az időtartamot és a görbe alatti területet (AUC) minden egyes válaszra meghatároztuk, és a 2 alsó ábrán a vonatkozó paraméterek átlaga ± SEM látható (n = 8; *P < 0,05 a kontrollhoz képest). Reprinted with permission from Cama et al. (72), Copyright 2003, American Chemical Society.
Az ABH beadásának hatása a vaginális és klitorális megereszkedésre: A kismedencei idegek ingerlésére válaszul fellépő genitális elszorulást közeli infravörös optikai spektroszkópiával vizsgálták altatott nőstény új-zélandi fehér nyulakban. A kismedencei ideg elektromos ingerlése 10 perccel a vivőanyag (kontroll; 40% propilénglikol) vagy 4-6 mg/kg ABH intravénás beadása után történt. A reprezentatív felvételeket a felső panel mutatja. Az amplitúdót, az időtartamot és a görbe alatti területet (AUC) minden egyes válaszra meghatároztuk, és a 2 alsó ábrán a vonatkozó paraméterek átlaga ± SEM látható (n = 8; *P < 0,05 a kontrollhoz képest). Reprinted with permission from Cama et al. (72), Copyright 2003, American Chemical Society.
Összefoglaló és következtetések
A nitrogén-oxid / CGMP útvonal kritikusnak tekinthető a férfi merevedési funkció szempontjából (11-15,18). Mi és mások nemrégiben kimutattuk, hogy az NO / cGMP útvonal szerepet játszik a hüvelyi és klitorális hemodinamika modulálásában is (77,78,80,85). Az NO/cGMP útvonal öregedéssel, ateroszklerózissal, cukorbetegséggel, hiperkoleszterinémiával vagy genitális sérüléssel vagy traumával összefüggő változásai valószínűleg szexuális diszfunkciót eredményeznek férfiaknál és nőknél. A férfi és női nemi szervek szexuális diszfunkciójának patofiziológiai mechanizmusai a következőket foglalhatják magukban: a) csökkent NOS-expresszió és -aktivitás, b) fokozott NO-felszívódás, c) az endogén NOS-inhibitorok fokozott szintézise, vagy d) az l-arginin mint a neurális és endothelialis nitrogén-oxid-szintáz szubsztrátjának csökkent elérhetősége.
A mai napig nagyon korlátozott tanulmányok állnak rendelkezésre az argináz aktivitás szerepéről a férfi és női genitális izgalmi válasz modulálásában (26,27,65,66,71,72). Ebben az áttekintésben összefoglaltuk a laboratóriumunkban keletkezett és az irodalomban közölt adatokat az argináz potenciális szabályozó szerepével kapcsolatban a merevedési funkcióra és a hüvelyi behúzódásra vonatkozóan in vitro és in vivo. Az l-arginin mint a nitrogén-oxid-szintáz szubsztrátjának elérhetőségét a NANC idegekben és a genitális szövetek endotéliumában a betegség vagy sérülés hatására megnövekedett argináz-aktivitás csökkentheti. Az l-arginin szubsztrátért való versengés kifejezett lehet, ha az l-arginin egy olyan kompartmentális medencében van jelen, amelyen ezek a versengő enzimek osztoznak. Az intracelluláris arginin elérhetősége tovább csökkenhet öregedés, cukorbetegség vagy érelmeszesedés esetén. Ha ez lenne a helyzet, akkor várható lenne, hogy az argináz különböző betegségekben bekövetkező változásai csökkent NO-termelést okoznának a szexuális stimulációra adott válaszként. Ezek a kóros változások a nemi szövetek elégtelen perfúziójához vagy eltömődéséhez és diszfunkcionális szexuális izgalmi válaszokhoz vezetnének mind a férfiak, mind a nők esetében. Amint azt az argináz bizonyos betegségekben történő felszabályozása, a hüvelyben való differenciált eloszlása és a nemi szteroid hormonok általi modulációja bizonyítja, ez az enzim számos más fiziológiai és patofiziológiai folyamatban is részt vehet, például a szövetnövekedésben, a fibrózisban és az immunfunkcióban.
CITÁLT IRODALOM
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
eredményei.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
(
):
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
folyamatos felszabadulása ellenére is megőrzik l-arginin szintjüket.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
(In press). E-pub elérhető a következő címen: E: http://ajplung.physiology.org/cgi/reprint/00194.2003v1.pdf.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
(
)
.
:
–
.
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
, Jr,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
tervezéséhez vezet.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
klasszikus és lassú kötődésű inhibitorai.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
&
,
(
)
.
(
):
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
(
)
.
:
–
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
(
)
.
:
–
.
,
&
,
(
)
.
:
–
.
Abbreviations
-
ABH
2(S)-amino-6-boronohexánsav
-
BEC
S-(2-boronoetil)-L-cisztein
-
cGMP
guanozin-3′,5′-ciklikus monofoszfát
-
DFMO
difluor-metilornitin
-
DHEA
dehidroepiandroszteron
-
DHT
dihidrotesztoszteron
-
mRNS
messenger RNS
-
NANC
nonadrenerg, nem-kolinerg
-
NO
nitrogén-oxid
-
NOHA
N-hidroxi-
-
NOHA
N-hidroxi-l-arginin
-
NOS
nitrogén-oxid-szintáz
-
PKG
cGMP-dependent protein kinase
-
TGF-béta
transforming growth factor beta
.
Footnotes
Készült az április 5-6-án tartott “Symposium on Arginine” konferenciára, 2004-ben Bermudán megrendezett konferencián. A konferenciát részben az Ajinomoto USA, Inc. oktatási támogatása támogatta. A konferencia jegyzőkönyve a The Journal of Nutrition mellékleteként jelenik meg. A melléklet vendégszerkesztői Sidney M. Morris, Jr. voltak, Joseph Loscalzo, Dennis Bier és Wiley W. Souba.
Ezt a munkát az NIH DK56846 (AMT), DK02696 (NNK) és GM49758 (DWC) támogatásával a National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases és a National Institute of General Medical Sciences támogatta.