Alai

Abstract

Scieżka NO-cGMP odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi na pobudzenie seksualne męskich i żeńskich narządów płciowych. Syntaza tlenku azotu (NOS) wykorzystuje L-argininę i tlen jako substraty do produkcji tlenku azotu (NO) i cytruliny. Arginaza jest metaloenzymem, który katalizuje hydrolizę L-argininy w celu wytworzenia L-ornityny i mocznika. Sugeruje się, że arginaza konkuruje o L-argininę i zmniejsza aktywność NOS w tkankach narządów płciowych, modulując w ten sposób funkcje seksualne. Używając 2 analogów stanu przejściowego inhibitorów arginazy, kwasu 2(S)-Amino-6-boronoheksanowego (ABH) i S-(2-boronoetylo)-L-cysteiny (BEC), scharakteryzowaliśmy aktywność arginazy w tkance prącia i pochwy. Żaden z tych inhibitorów nie wykazuje aktywności wobec NOS. Tak więc ABH i BEC są użytecznymi związkami do badania roli arginazy w fizjologii tkanki płciowej, bez bezpośredniego wpływu na aktywność NOS. Przedstawiamy dane sugerujące, że arginaza może regulować produkcję NO poprzez konkurowanie o endogenne pule L-argininy. W ten sposób arginaza jest pośrednim regulatorem przepływu krwi w prąciu i pochwie, a specyficzne inhibitory arginazy mogą poprawić przepływ krwi w narządach płciowych podczas podniecenia seksualnego. Jak wynika z upregulacji arginazy w określonych stanach chorobowych, jej rozmieszczenia w pochwie i modulacji przez steroidowe hormony płciowe, enzym ten może również uczestniczyć w wielu innych procesach fizjologicznych i patofizjologicznych, takich jak wzrost tkanek, włóknienie i funkcje immunologiczne.

Dysfunkcja seksualna jest powszechnym i istotnym problemem medycznym, który niekorzystnie wpływa na zdrowie, samopoczucie, jakość życia i relacje interpersonalne (1-3). Chociaż zdefiniowano wiele kategorii dysfunkcji seksualnych, w tym artykule ograniczono dyskusję do „zaburzeń podniecenia narządów płciowych” w odniesieniu do zaburzeń erekcji prącia u mężczyzn oraz niewydolności pochwy i łechtaczki u kobiet.

Zaburzenia erekcji u mężczyzn definiuje się jako uporczywą niezdolność do osiągnięcia lub utrzymania erekcji w celu uzyskania satysfakcjonującej sprawności seksualnej. Częstość występowania zaburzeń erekcji wzrasta wraz z wiekiem, podwajając się między 40 a 70 rokiem życia w przypadku umiarkowanych zaburzeń erekcji i potroić się w tym samym 3-dekadowym okresie czasu w przypadku całkowitych zaburzeń (4). Chociaż wiek jest istotnym korelatem, inne czynniki, takie jak leczona cukrzyca, choroby serca i nadciśnienie, leki na cukrzycę, choroby układu krążenia i obniżone wartości lipoprotein o wysokiej gęstości również przewidują zaburzenia erekcji (4). Badania nad biochemicznymi i fizjologicznymi mechanizmami regulującymi kurczliwość mięśni gładkich trabekularnych tkanki erekcyjnej doprowadziły do znacznego postępu w farmakologicznym leczeniu zaburzeń erekcji (5-8).

Odpowiedź pobudzenia żeńskich narządów płciowych przejawia się w osiągnięciu i utrzymaniu wystarczającego podniecenia seksualnego prowadzącego do obrzmienia narządów płciowych, ich obrzęku i nawilżenia. Genital vasocongestion i pochwy smarowania odpowiedzi wynikają ze zwiększonego przepływu krwi do tkanek narządów płciowych i produkcji płynu smarującego transudate z nabłonka pochwy. W przeciwieństwie do fizjologii wzwodu prącia, zrozumienie lokalnych mechanizmów regulacyjnych modulujących napięcie mięśni gładkich łechtaczki i pochwy oraz tego, w jaki sposób mechanizmy te są zmieniane przez zmiany w środowisku hormonalnym i stany chorobowe, jest ograniczone. Kobiety z „zaburzeniami podniecenia seksualnego” skarżą się na zmniejszoną lubrykację pochwy, wydłużony czas podniecenia, zmniejszone odczuwanie pochwy i łechtaczki oraz trudności z osiągnięciem orgazmu. Na podstawie National Health and Social Life Survey, jedna trzecia kobiet zgłasza brak zainteresowania seksualnego, jedna czwarta zgłasza problemy z orgazmem, jedna piąta zgłasza trudności z lubrykacją i taki sam odsetek uważa, że seks nie jest przyjemny (2,3). Fizjologia hemodynamiki pochwy i odpowiedzi na lubrykację jest w dużym stopniu zależna od integralności strukturalnej i funkcjonalnej tkanki i obejmuje złożone procesy nerwowo-naczyniowe modulowane przez różne lokalne neuroprzekaźniki (9,10), czynniki wazoaktywne, steroidowe hormony płciowe i czynniki wzrostu.

Badania zarówno w męskich, jak i żeńskich tkankach narządów płciowych wskazują, że szlak tlenku azotu (NO)4 /guanozyny-3′,5′-cyklicznego monofosforanu (cGMP) jest ważnym regulatorem przepływu krwi i pobudzenia podczas podniecenia seksualnego. l-arginina służy jako krytyczny substrat do wytwarzania NO przez syntazę tlenku azotu (NOS). Arginina jest również wykorzystywana przez arginazę i przekształcana do ornityny i mocznika. Kluczowa rola argininy jako substratu zarówno dla syntazy tlenku azotu jak i arginazy stanowi potencjalny punkt regulacji szlaku NO/cGMP. Niniejszy przegląd podsumowuje dostępne dane dotyczące arginazy w męskich i żeńskich tkankach narządów płciowych i jej roli regulacyjnej w odpowiedzi na podniecenie seksualne.

Rola tlenku azotu i arginazy w funkcji podniecenia seksualnego u mężczyzn

Regulacja tumescencji prącia przez tlenek azotu.

Podczas erekcji prącie działa jak kondensator, gromadząc krew pod ciśnieniem (5-8). Rozszerzenie oporowego łożyska tętniczego prącia zapewnia przepływ i ciśnienie do ciał jamistych prącia (corpora cavernosa), a rozluźnienie mięśnia gładkiego trabekularnego umożliwia rozszerzenie przestrzeni lakunarnych i uwięzienie krwi przez rozciąganie i ściskanie drenujących żył. Gdy mięsień gładki ciał jamistych jest w pełni rozluźniony, ciśnienie wewnątrzjamiste jest zależne od ciśnienia tętniczego w ciałach jamistych (5-7).

Stan rozluźnienia lub skurczu mięśni gładkich tętniczek i ciał jamistych decyduje o wzwodzie lub zwiotczeniu prącia. Ogólnie przyjmuje się, że w normalnych warunkach fizjologicznych stymulacja seksualna powoduje syntezę i uwalnianie tlenku azotu z nieadrenergicznych, niecholinergicznych (NANC) nerwów prącia oraz śródbłonka wyściełającego przestrzenie lakunarne (11-17). W ciałach jamistych prącia zidentyfikowano 3 główne typy NOS (neuronalną, śródbłonkową i indukowaną). Każdy z typów wykorzystuje l-argininę jako kosubstrat z tlenem cząsteczkowym do generowania NO i cytruliny. Aktywacja neurogennych i śródbłonkowych syntaz NO prowadzi do produkcji NO, który dyfunduje do komórek mięśni gładkich tętnic oporowych i tkanki erekcyjnej oraz wiąże się z hemowym komponentem rozpuszczalnej cyklazy guanylowej, stymulując syntezę cGMP (ryc. 1). Wiązanie cGMP z kinazami białkowymi zależnymi od cGMP (PKG) lub kanałami jonowymi zależnymi od cGMP powoduje zmniejszenie stężenia wapnia wewnątrzkomórkowego, poprzez sekwestrację i ekstruzję wapnia, oraz aktywację fosfataz łańcucha lekkiego miozyny, co hamuje skurcz mięśni gładkich i nasila erekcję prącia. Należy zauważyć, że NO może również pośredniczyć w relaksacji mięśni gładkich niezależnie od cGMP. W komórkach mięśni gładkich aorty wykazano, że NO bezpośrednio aktywuje zależne od Ca2+ kanały K+ (18). W ludzkich komórkach mięśni gładkich ciała jamistego wykazano, że NO bezpośrednio aktywuje ATPazę sodowo-potasową w celu wywołania hiperpolaryzacji (19).

Ważnym czynnikiem leżącym u podstaw patologii zaburzeń erekcji może być osłabienie sygnalizacji NO/cGMP (17,20,21). Produkcja NO w tkance prącia jest zmniejszona w starzeniu się (21-23) i cukrzycy (24-28), stanach, które w dużym stopniu wiążą się z zaburzeniami erekcji. Kilka doniesień sugerowało, że zmniejszona produkcja NO spowodowana dysfunkcją śródbłonka lub uszkodzeniem nerwów może stanowić centralny mechanizm zaburzeń erekcji. Zmniejszona produkcja NO przez śródbłonek może być wynikiem zmniejszonej ekspresji i aktywności białka NOS, zwiększonego wymiatania NO, zwiększonego poziomu endogennych inhibitorów NOS lub zmniejszonego poziomu substratu (l-argininy i tlenu) i kofaktorów.

Wpływ egzogennej l-argininy na funkcje erekcji.

W kilku badaniach z udziałem ludzi i zwierząt badano wpływ egzogennej l-argininy na przywrócenie aktywności NOS i poprawę funkcji erekcji (29-34). W kontrolowanym badaniu krzyżowym, doustna l-arginina w dawce 500 mg, podawana 3 razy dziennie, nie poprawiła funkcji erekcji w porównaniu z placebo (32). Z kolei Chen i wsp. (31) donieśli, że doustne podawanie l-argininy w dużych dawkach (5 g/d) powodowało znaczącą subiektywną poprawę funkcji seksualnych u mężczyzn z organicznymi zaburzeniami erekcji tylko wtedy, gdy przed suplementacją argininą mieli oni zmniejszone wydalanie lub wytwarzanie NOx. Co ciekawe, doustna l-arginina nie miała wpływu na obiektywne wskaźniki, takie jak hemodynamika prącia. W podwójnie ślepym, kontrolowanym placebo, 3-kierunkowym, krzyżowym, randomizowanym badaniu klinicznym, Lebret i wsp. (30) porównali skuteczność i bezpieczeństwo 6 g glutaminianu l-argininy i 6 mg chlorowodorku johimbiny w leczeniu zaburzeń erekcji. Wyniki tych badań wykazały, że doustne podanie na żądanie (1-2 h przed planowanym stosunkiem płciowym) kombinacji glutaminianu l-argininy i johimbiny jest skuteczne w poprawie erekcji u pacjentów z łagodnymi do umiarkowanych zaburzeniami erekcji. Jednak dane z tych badań pozostają niejednoznaczne w określeniu, czy dieta l-arginina poprawia funkcję erekcji u mężczyzn z zaburzeniami erekcji.

W badaniach na zwierzętach, Moody i wsp. (33) wykazali, że długotrwałe doustne podawanie ponadfizjologicznych dawek l-argininy poprawia funkcję erekcji u starzejącego się szczura. Yildirim i wsp. (34) wykazali, że podawanie doustne l-argininy królikom z cukrzycą zwiększa zależną od śródbłonka relaksację ciał jamistych królika, ale nie miało wpływu na neurogenną relaksację u zwierząt z cukrzycą. Angulo i wsp. (35) badali wpływ fentolaminy i l-argininy na neurogenną relaksację zdrowych ciał jamistych królika w badaniach w kąpieli narządowej. Autorzy doszli do wniosku, że synergistyczna interakcja między blokadą alfa adrenergiczną a nasileniem szlaku NO/cGMP zwiększa neurogenną relaksację ciał jamistych w warunkach in vitro. Sama l-arginina nie miała wpływu na nasilenie relaksacji nerwowej. W kolejnym badaniu Angulo i wsp. (36) sprawdzali wpływ l-argininy i NG-hydroksy-l-argininy na relaksację ciał jamistych u młodych i starych zwierząt. Chociaż dodatek l-argininy nie był w stanie rozluźnić zwężonych fenylefryną pasm tkanki ciał jamistych, dodatek NG-hydroksy-l-argininy skutecznie rozluźniał pasma tkanki i podnosił poziom cGMP w tkankach. Autorzy doszli do wniosku, że dodanie NG-hydroksy-l-argininy poprawiło aktywność NOS, podczas gdy podanie egzogennej l-argininy tego nie zrobiło. Ponieważ hydroksyarginina jest substratem dla NOS i inhibitorem arginazy, pozostaje niejasne, czy obserwowane efekty wynikają wyłącznie z aktywacji NOS, czy z połączenia aktywacji NOS i inhibicji arginazy.

W tkankach naczyń nieżytowych, l-arginina przywraca funkcję śródbłonka u zwierząt z hipercholesterolemią poprzez zwiększenie produkcji NO i ochronę NO przed wczesnym rozpadem przez superoxide. Ponadto, dietetyczna l-arginina zmniejsza progresję miażdżycy i naczyniowego stresu oksydacyjnego oraz zachowuje funkcję śródbłonka u królików karmionych cholesterolem (37-44). Dane te sugerują, że wywołana hipercholesterolemią dysfunkcja śródbłonka może być odwrócona przez podanie l-argininy. Podobnie, l-arginina zwiększa relaksację wywołaną acetylocholiną w preparatach pierścienia aortalnego pochodzących od szczurów z cukrzycą (45).

dostępność l-argininy dla NOS.

Böger i wsp. (39) zasugerowali, że stężenie l-argininy krążącej we krwi jest zbliżone do 100 μmol/L. Inne badania wskazują, że wewnątrzkomórkowe stężenie l-argininy w komórkach śródbłonka waha się od 100 do 800 μmol/L (46-49). Stała Michaelisa-Mentena (Km) dla wiązania l-argininy z NOS mieści się w zakresie 2-10 μmol/L (50-52). Na podstawie tych informacji można by się spodziewać, że różne izoformy NOS są wysycone l-argininą w stężeniach fizjologicznych i że podawanie egzogennej l-argininy lub hamowanie arginazy powinno mieć niewielki lub żaden wpływ na aktywność NOS. Jednak wiele badań z wykorzystaniem eksperymentów in vivo i in vitro wykazało, że aktywność NOS była zwiększona przez egzogenną l-argininę, pomimo wysokich stężeń wewnątrzkomórkowych (42,44,53-57). Przeciwnie, badania Muggi & Harrisona (58) oraz Angulo i wsp. (36) wykazały, że egzogenna l-arginina nie miała wpływu na odpowiedź acetylocholiny lub EFS-mediated. Potencjalne przyczyny rozbieżności pomiędzy różnymi badaniami klinicznymi i laboratoryjnymi dotyczącymi efektów egzogennej l-argininy oraz alternatywne mechanizmy zostały elegancko omówione przez Loscalzo (59). Alternatywne mechanizmy, w tym kompartmentalizacja l-argininy w różnych pulach wewnątrzkomórkowych, zostały również omówione (60). Hipoteza ta jest badana przez wiele laboratoriów, a dostępne dane sugerują, że konkurencja o wewnątrzkomórkową l-argininę przez arginazę i NOS może być ważniejsza w regulacji aktywności NOS niż ogólny wewnątrzkomórkowy poziom l-argininy (56,57,61-64). W tkankach narządów płciowych proponujemy, aby zmniejszona dostępność l-argininy dla syntazy NO i zmniejszona produkcja NO prowadziły do osłabienia relaksacji mięśni gładkich naczyń krwionośnych i trabekularnych oraz zaburzeń erekcji (ryc. 1).

Aktywność arginazy w ciałach jamistych prącia.

Nasze badania wskazują, że messenger RNA (mRNA) dla obu izoform arginazy I i II można wykryć za pomocą RT-PCR w próbkach tkanek ludzkiego ciał jamistych prącia (65). Wykazaliśmy również, że aktywność enzymatyczna arginazy jest obecna w ekstraktach tkankowych ciał jamistych prącia królika i człowieka, oceniana poprzez konwersję l-argininy do mocznika i ornityny (65,66). Istnieją ograniczone dowody sugerujące, że zmiany w poziomie arginazy mogą przyczyniać się do różnych stanów patologicznych. Bivalacqua i wsp. (26,27) badali zmiany w mRNA i białku arginazy oraz aktywności enzymu w tkankach ciał jamistych ludzi chorych na cukrzycę i zdrowych. Ciała jamiste pochodzące od pacjentów z cukrzycą i zaburzeniami erekcji miały wyższy poziom mRNA, białka i aktywności enzymatycznej arginazy II niż osoby bez cukrzycy. Z kolei poziom mRNA i białka dla izoformy I arginazy nie różnił się istotnie w tkance ciał jamistych chorych na cukrzycę i bez cukrzycy. Tak więc zwiększona ekspresja arginazy II w cukrzycowych ciałach jamistych może przyczyniać się do zaburzeń erekcji związanych z cukrzycą. Oprócz zaburzeń w napięciu mięśni gładkich, arginaza może bezpośrednio lub pośrednio regulować procesy troficzne w obrębie tkanki prącia. Na przykład, wstrzyknięcie TGF-beta do prącia szczura wywołuje zlokalizowane zwłóknienie i znacząco zwiększa ekspresję białka arginazy II (26,27). Autorzy postulowali, że to podwyższenie poziomu arginazy II może osłabiać syntezę NO przez eNOS i skutkować obniżeniem regulacji eNOS w tym stanie chorobowym.

Zahamowanie aktywności arginazy moduluje kurczliwość mięśni gładkich i funkcję erekcji.

Użycie specyficznych inhibitorów arginazy było szczególnie pomocne w wyjaśnieniu regulacyjnej roli arginazy. Dwa takie inhibitory to kwas (S)-2-amino-6-boronoheksanowy (ABH) i S-(2-borono-etylo)-l-cysteina (BEC), które nie wykazują aktywności hamującej wobec NOS (65,66). Zarówno ABH jak i BEC zawierają trójgoniaste planarne łańcuchy boczne kwasu boronowego, które są izosteryczne z trójgoniastą planarną grupą guanidynową l-argininy. Ponieważ cząsteczka kwasu boronowego jest wysoce elektrofilowa, ulega ona atakowi nukleofilowemu przez jon wodorotlenkowy, który łączy 2 jony manganu w miejscu aktywnym arginazy. W wyniku tej reakcji powstaje tetraedryczny anion boronianowy, który naśladuje tetraedryczny stan pośredni i towarzyszące mu stany przejściowe w mechanizmie działania arginazy. Ponieważ ABH i BEC są zaprojektowane jako analogi substratów, reagują w miejscu aktywnym arginazy, wiążąc się jako analogi stanów przejściowych, i to jest źródłem wysokiego powinowactwa tych inhibitorów. ABH jest najsilniejszym znanym do tej pory inhibitorem arginazy, z Ki = 0,1 μmol/L wobec szczurzej arginazy I (67-69) i Ki = 8,5 nmol/L wobec ludzkiej arginazy II (70).

Pierwsze zastosowanie ściśle wiążącego inhibitora arginazy na bazie kwasu boronowego do modulacji procesu zależnego od NO miało miejsce w badaniu mięśnia zwieracza wewnętrznego odbytu dorosłego oposa (69). Arginaza osłabiała relaksację mięśnia zwieracza wewnętrznego odbytu wywołaną przez stymulację nerwu NANC, a efekt ten był odwracany przez inhibitor arginazy ABH. Co więcej, zastosowanie samego ABH zwiększało relaksację mięśnia zwieracza wewnętrznego odbytu wywołaną stymulacją nerwu NANC, a efekt ten był ∼250 razy silniejszy niż ten uzyskany przy użyciu N-hydroksy-l-argininy (NOHA). Wyniki te wskazują na rolę arginazy i potencjalną przydatność inhibitora arginazy w regulacji napięcia mięśni gładkich. Porównywalne wyniki uzyskano w badaniach relaksacji mięśni gładkich w ciałach jamistych prącia.

W izolowanych paskach tkanki erekcyjnej prącia, neurogenna relaksacja była wzmocniona przez dodanie 0.1, 0.5, lub 1 mmol/L inhibitora arginazy (65,66). Wzmocnienie relaksacji mięśni gładkich było wyraźniejsze przy niższych częstotliwościach. Dane z tych badań sugerują, że neurogenna relaksacja w tkance erekcyjnej prącia, o której wiadomo, że jest mediowana przez NO, była potęgowana przez inhibicję arginazy. Wykazano, że relaksacja zależna od śródbłonka jest również regulowana przez arginazę. Używając inhibitora arginazy, Nω-hydroksy-nor-l-argininy (nor-NOHA), Masuda i wsp. (71) wykazali, że dodanie 0,1 mmol/L nor-NOHA ułatwiało relaksację zależną od śródbłonka i było to odwrócone przez dodanie inhibitora NOS l-NAME.

Badania in vivo z inhibitorami arginazy okazały się zgodne z badaniami in vitro, potwierdzając fizjologiczną rolę arginazy w regulacji syntezy NO. Wewnątrzjamiste podanie ABH u znieczulonego królika ułatwiło erekcję prącia wywołaną stymulacją nerwu miednicznego (ryc. 2) (72). Obserwacje te sugerują, że hamowanie arginazy ułatwiało erekcje poprzez zwiększenie przedziałowej puli argininy jako substratu dla neuronalnej i śródbłonkowej NOS.

Korzystne działanie specyficznych inhibitorów arginazy może stać się jeszcze bardziej zauważalne, gdy są one stosowane w warunkach patologicznych, w których poziom arginazy może być znacznie zwiększony. Na przykład, zmniejszona aktywność NOS obserwowana w tkance erekcyjnej prącia od mężczyzn chorych na cukrzycę została znormalizowana po zastosowaniu inhibitora arginazy ABH (26,27). Chociaż brak jest badań nad arginazą w modelach chorobowych narządów płciowych, w literaturze gromadzone są dane dotyczące tkanek naczyniowych innych niż narządy płciowe. Osanai i wsp. (73) oraz Shukla i wsp. (74) sugerują, że wiek modyfikuje wielkość puli aminokwasów i dostępność l-argininy. Badania na młodych i dorosłych szczurach (56) wykazały, że hamowanie aktywności arginazy za pomocą BEC, N-hydroksy-nor-l-argininy (nor-NOHA) lub difluorometylornityny (DFMO) powodowało rozszerzenie naczyń w pierścieniach aorty. W tkance aorty pochodzącej od starych szczurów aktywność i ekspresja arginazy była zwiększona, podczas gdy BEC i DFMO przywracały aktywność NOS i poziom cGMP w porównaniu z tkanką aorty pochodzącą od młodych szczurów. W świńskich mikronaczyniach wieńcowych Zhang i wsp. (75) wykazali, że śródbłonek wykazuje ekspresję arginazy, a hamowanie aktywności arginazy za pomocą DFMO stymuluje produkcję NO i zwiększa wazodylatację.

Rola NO i arginazy w funkcji podniecenia seksualnego u kobiet

Rozwijająca się hipoteza mówi, że po stymulacji seksualnej, upośledzone „podniecenie genitalne”, objawiające się nieodpowiednim objęciem łechtaczki i/lub pochwy, jest związane częściowo ze zmniejszonym napływem tętniczym. W modelu zwierzęcym u samic, miażdżyca tętnicy biodrowo-żołądkowej spowodowała zmniejszenie napływu krwi tętniczej do pochwy i łechtaczki, jak również zmniejszenie odpowiedzi na ciśnienie tkanek pochwy i łechtaczki po stymulacji nerwu miednicznego w porównaniu ze zdrowymi zwierzętami kontrolnymi (76). Ponadto, szlak NO/cGMP jest ważnym modulatorem kurczliwości mięśni gładkich pochwy (77,78) i przepływu krwi w modelu zwierzęcym (79,80).

Wykazanie aktywności arginazy w tkankach żeńskich narządów płciowych.

Zgłosiliśmy, że NOS i arginaza są różnie rozmieszczone w regionach anatomicznych pochwy królika (81). Całkowita aktywność syntaz tlenku azotu (nNOS & eNOS) była wyższa w pochwie proksymalnej niż dystalnej. Jednakże aktywność arginazy była większa w pochwie dystalnej niż proksymalnej (81). Fizjologiczne znaczenie tej unikalnej regionalnej anatomicznej dystrybucji tych enzymów w tym modelu zwierzęcym nie jest obecnie znane. Dystrybucja NOS i arginazy w ludzkiej pochwie pozostaje słabo scharakteryzowana. Opisaliśmy również, że ovariektomia zwiększyła całkowitą aktywność NOS w pochwie proksymalnej z równoczesnym zmniejszeniem aktywności arginazy w pochwie proksymalnej i dystalnej, co sugeruje zróżnicowaną regulację tych enzymów przez steroidowe hormony płciowe w różnych regionach anatomicznych pochwy królika (81).

Interesująco, pochwy i łechtaczki aktywność arginazy została zmniejszona przez ovariectomy i podwyższona przez estrogen zastępczy w pochwie dystalnej, sugerując, że arginaza jest pod regulacją przez hormony estrogenów (81,82). Leczenie zwierząt poddanych ovariektomii DHEA, Δ5-androstenediol lub 5α-DHT nie zmieniło istotnie aktywności arginazy w pochwie w stosunku do zwierząt poddanych ovariektomii leczonych preparatem. Leczenie zwierząt poddanych ovariektomii estradiolem w połączeniu z testosteronem lub progesteronem zwiększało aktywność arginazy w łechtaczce i dystalnej części pochwy. Obserwacje te sugerują, że w tkankach pochwy i łechtaczki aktywność arginazy jest modulowana przez estrogeny w sposób specyficzny dla tkanki i regionu.

Fizjologiczne znaczenie regulacji arginazy przez steroidowe hormony płciowe w pochwie i łechtaczce może mieć metaboliczne i funkcjonalne role; jednak rola arginazy nie została jeszcze zbadana w tkankach pochwy i łechtaczki. Sugerujemy, że arginaza odgrywa krytyczną rolę we wzroście nabłonka pochwy w odpowiedzi na hormony steroidowe, poprzez syntezę poliamin na drodze podobnej do tej, którą opisano w komórkach śródbłonka (83,84). Jest możliwe, że arginaza odgrywa rolę regulacyjną w proliferacji śródbłonka w łożysku naczyniowym łechtaczki. Jednak hipoteza ta nie została jeszcze przetestowana w nabłonku pochwy lub tkankach łechtaczki in vitro lub in vivo.

Zahamowanie aktywności arginazy zwiększa hemodynamikę żeńskich narządów płciowych.

Wcześniejsze badania u samic królika sugerowały, że szlak NO-cGMP jest modulatorem rozszerzenia naczyń pochwy i może odgrywać rolę w pobudzeniu seksualnym narządów płciowych (80). Wykazano również, że w dystalnej części pochwy dochodzi do ekspresji aktywności arginazy, która jest hamowana przez ABH i BEC. Dożylne podanie inhibitora arginazy, ABH, zwiększyło obrzmienie pochwy, oceniane na podstawie zwiększonej zawartości oksyhemoglobiny za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (ryc. 3) (72,80). Ekspresja arginazy w łechtaczce i pochwie oraz wzrost przepływu krwi obserwowany po podaniu inhibitora arginazy ABH sugerują, że enzym ten może odgrywać rolę w modulowaniu szlaku NO w tkankach żeńskich narządów płciowych i może regulować hemodynamikę narządów płciowych.

Skróty

• ABH

  2(S)-amino-6-.kwas boronoheksanowy

• BEC

  S-(2-boronoetylo)-L-cysteina

• cGMP

  guanozyna-3′,5′-cykliczny monofosforan

• DFMO

  difluorometyloronityna

• DHEA

  dehydroepiandrosteron

• DHEA

  dehydroepiandrosteron

DHEA

difluorometyloron

DHT

dihydrotestosteron

mRNA

messenger RNA

NANC

nieadrenergiczne, niecholinergiczne

NO

tlenek azotu

NOHA

N-hydroksy-l-arginina

NOS

syntaza tlenku azotu

PKG

kinaza białkowa zależna od CGMP-.zależna kinaza białkowa

TGF-beta

transformujący czynnik wzrostu beta

Przypisy

1

Przygotowano na konferencję „Symposium on Arginine”, która odbyła się 5-6 kwietnia, 2004 na Bermudach. Konferencja była sponsorowana w części przez grant edukacyjny od Ajinomoto USA, Inc. Materiały z konferencji są publikowane jako dodatek do The Journal of Nutrition. Redaktorzy gościnni dla suplementu były Sidney M. Morris, Jr, Joseph Loscalzo, Dennis Bier i Wiley W. Souba.

2

Ta praca była wspierana przez NIH granty DK56846 (AMT), DK02696 (NNK) i GM49758 (DWC) z National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases i National Institute of General Medical Sciences.

.