Tlenek azotu dla funkcjonowania serca

Tlenek azotu dla funkcjonowania serca

Tlenek azotu (NO) jest substancją, która nie posiada powszechnego rozgłosu wśród społeczeństwa. Szkoda, gdyż wywiera szalenie pozytywny wpływ na układy organizmu, wbrew przekonaniu o jego toksyczności. Szczególną rolę odgrywa w lecznictwie sercowo-naczyniowym, będąc podstawą leków nasercowych, czyli nitratów oraz zaburzeń erekcji (Viagra). Spektrum jego dobroczynnych działań poszerza również skuteczność w przypadku sportów siłowych. Tlenek azotu jest obecny w nas cały czas. Wiele osób nie zdaje sobie z tego sprawy, ale potrafimy go nawet wytwarzać samodzielnie i to w różnych punktach naszego organizmu. Jak to się dzieje? Otóż NO otrzymujemy dzięki względnie egzogennemu aminokwasowi zwanemu L-Argininą. Aminokwasy egzogenne są to związki budulcowe białek, których organizm nie jest w stanie samodzielnie syntetyzować, więc muszą być dostarczane z zewnątrz razem z pokarmem lub w postaci suplementów diety. Argininę nazywamy względnie egzogenną, gdyż niezdolność jej syntetyzowania dotyczy głównie dzieci, a nie wszystkich ludzi. Człowiek dorosły nie wytwarza tego aminokwasu (podobnie do dzieci) jedynie w warunkach chorobowych oraz skrajnych stanach zmęczenia. Tlenek azotu uzyskiwany jest w uproszczonej reakcji:

Arginina -> Cytrulina + NO

Oczywiście nie może ona zejść bez udziału określonego enzymu. W tym przypadku będzie to enzym syntazy NO, zwany NOS. Tylko przy jego udziale, w obecności tlenu i NADPH (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy) jest możliwa synteza tlenku azotu (tlenek azotu II) z tak zwanej reszty azotowej argininy. Oczywiście enzym ten ulega klasyfikacji ze względu na miejsce produkcji NO w naszym organizmie. Wyróżniamy:

• nNOS (neuronalny) – syntaza NO odbywa się w tkankach ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego. Enzym ten jest w tym wypadku również przekaźnikiem bodźców nerwowych między komórkami.
• eNOS (endotelialny, śródbłonkowy) – syntaza odbywa się w śródbłonku naczyń krwionośnych. eNOS nazywamy konstytutywną formą enzymy, gdyż do jej zadań należy dostarczanie stałej ilości tlenku azotu oraz regulacja przepływu krwi.
• iNOS (indukowalny) – syntazą NO zajmują się tutaj komórki układu immunologicznego oraz sercowo-naczyniowego. W tym wypadku iNOS działa jedynie w wyniku bodźca wywoływanego przez niechciane bakterie (np. stany zapalne).

Obecność enzymu syntazy NOS w ludzkim organizmie została stwierdzona podczas doświadczeń na królikach, a dokładniej króliczych aortach. Odkrywcami enzymu byli biochemicy Furchgott i Zawadzki, którzy tym samym odkryli czynnik EDRF odpowiedzialny na rozluźnianie naczyń krwionośnych. Miało to miejsce w roku 1980.

NO powstaje z aminokwasu argininy na skutek odłączenia się od niej jednego z atomów. Dzieje się to w obecności tlenu cząsteczkowego za sprawą enzymu NOS (rodzaj enzymu w zależności od miejsca produkcji). Następnie dokonuje się przekształcenie do aminokwasu cytruliny, a tlen łączy się z azotem dając NO.

Nitraty / tlenek azotu w leczeniu niedokrwiennej choroby serca (nchs)

Nitraty są grupą leków stosowaną w kardiologii, których bazą działania jest właśnie tlenek azotu. Mają one za zadanie przerwać działanie bólu wieńcowego oraz zapobiegać mu. Dlatego zostały one podzielone na dwie grupy:

• Leki profilaktyczne do przyjmowania codziennego, aby zapobiegać napadom.
• Leki do przerywania napadów i bólu wieńcowego, przyjmowane w określonych sytuacjach.

Są one przepisywane przez lekarzy w przypadku stwierdzenia NCHS, czyli niedokrwiennej choroby serca (zawał mięśnia sercowego, dusznica bolesna, dławica piersiowa).

Leki, które stosuje się w przypadku dusznicy bolesnej mają za zadanie usprawnić równowagę między zapotrzebowaniem a dostarczaniem tlenu do komórek mięśnia sercowego. Typowe leki tego rodzaju zmniejszają zapotrzebowanie mięśnia sercowego na tlen poprzez obniżenie napięcia na ścianach naczyń oraz częstotliwości skurczów akcji serca. Dlaczego mają działać właśnie w taki sposób? Otóż dusznica bolesna, to szereg zaburzeń w homeostazie tlenowej serca powiązanych z niedokrwieniem. Bardzo często powodem tego jest wzrost zapotrzebowania na O₂ wraz z jednoczesnym obniżeniem możliwości dostarczania go. Powszechne leki stosowane w leczeniu tego zjawiska należą do:

• antagonistów kanałów Ca²⁺,
• nitrowazodylatatorów,
• leków przeciwpłytkowych.

Wykorzystywane w chorobie niedokrwiennej serca są również nitraty organiczne. Wszystko zależy jednak od dawek. Nitrogliceryna (triazotan glicerolu) w małych ilościach powoduje rozszerzenie naczyń żylnych, tym samym zmniejszając rozmiary lewej oraz prawej komory serca. Ciśnienie tętnicze w obwodzie naczyniowym spada wtedy nieznacznie, zaś częstotliwości akcji sercowej pozostaje niezmienna. W większych dawkach, nitrogliceryna może spowodować zmniejszenie oporu tętniczego. Co za tym idzie? Otóż skutkiem tego jest również obniżenie ciśnienia skurczowego i rozkurczowego krwi. Mogą wystąpić także objawy takie jak: bóle i zawroty głowy, ogólne osłabienie oraz bladość.

Oczywiście pozytywny wpływ w leczeniu, czy poprawie stanu zdrowia w przypadku tychże dolegliwości, posiada również aminokwas argininy – na drodze jej przemiany przy udziale enzymów dochodzi do wzmożonego wydzielania NO.

• „Uważa się, że arginina korzystnie działa w dusznicy bolesnej (niedokrwienie mięśnia sercowego) a także w nadciśnieniu tętniczym i niedokrwieniu kończyn dolnych na tle miażdżycy. Ocenia się, że stosowanie argininy w niedokrwieniu mięśnia sercowego i nadciśnieniu tętniczym wpływa na obniżenie dawek leków kardiologicznych w tych chorobach. Polecana jest nawet w przypadku nadciśnienia u kobiet ciężarnych. Pojawiają się też jednak doniesienia odnoszące się krytycznie, a nawet ostrzegawczo co do stosowania argininy w chorobach serca (uwaga na bardzo wysokie dawki). Jednakowoż wiele badań klinicznych podkreśla bezpieczeństwo w stosowaniu tego suplementu i korzystny jego korzystny wpływ w chorobach sercowo-naczyniowych” – mówi prof. nadzw. dr hab. n. med. Artur Pupka, specjalista chirurgii naczyniowej, ogólnej, angiologii i transplantologii klinicznej.

Zapotrzebowanie mięśnia sercowego na tlen, a nitraty / tlenek azotu

Grupy leków zwane nitratami posiadają wpływ na krążenie ogólne, więc zastosowanie ich, może również zmniejszyć zapotrzebowanie serca na O₂. W celu przedstawienia mechanizmu działania nitratów w tym zakresie, należy ukazać czynniki wpływające na zwiększone zużywanie tlenu przez serce. Są to:

• kurczliwość serca,
• rytm serca,
• napięcie ściany lewej komory serca.

Głównie zależy nam na obniżeniu napięcia ściany lewej komory poprzez rozważenie problemu obciążenia wstępnego oraz następczego, które są fundamentalnymi czynnikami napięcia w tej kwestii. Napięcie ściany komory zwiększa się poprzez zwiększanie objętości późnoskurczowej. To właśnie ciśnienie rozkurczowe utrzymuje komorę w stanie rozciągnięcia, czyli napięcia. Zastosowanie nitratów, w tym przypadku, zmniejszy zużycie tlenu na drodze zwiększenia pojemności żylnej, które de facto spowoduje zmniejszenie objętości późnoskurczowej. Obciążenie następcze natomiast, jest powodowane oporem obwodowym. Nitraty w tym przypadku zmniejszają obwodowy opór tętniczy, zmniejszając zużycie tlenu (niwelując obciążenie następcze podczas wyrzutu), a tym samym jednocześnie pracę mięśnia sercowego.

Leki te są pożądane również w przypadku zastoiny płucnej, ze względu na zmniejszanie obciążeń wstępnych komór poprzez rozszerzanie naczyń krwionośnych. Natomiast jeśli chodzi o stany zawałowe prawej komory mięśnia sercowego, są one niewskazane (tak jak w sytuacji pacjentów z nadciśnieniem). W przypadku zawału prawostronnego, wyższe ciśnienia są zjawiskiem pożądanym.

• „Nitraty nie powinny być stosowane, gdy hipotensja ogranicza stosowanie β-blokerów, które wykazują więcej istotnych efektów korzystnych” – podążając za wytycznymi nałożonymi przez American Heart Association i American College of Cardiology.

Preparaty oparte na działaniu tlenku azotu, a stymulacja seksualna

Męski narząd płciowy utrzymywany jest w stanie wiotkości (stan spoczynku) przy pomocy nerwów współczulnych oraz ich aktywności tonicznej. Podczas tego stanu, nerwy współczulne ograniczają dopływ krwi do prącia poprzez zwężanie tętnic. W rdzeniu kręgowym znajduje się natomiast tak zwany ośrodek erekcji, który wysyła do narządów płciowych, nerwy przywspółczulne. Unerwienie przywspółczulne, rozszerzając naczynia krwionośne posiada wtedy znaczną przewagę nad unerwieniem współczulnym. Tlenek azotu jest wtedy wydzielany przez zakończenia nerwowe znajdujące się w ciałach jamistych prącia. NO powoduje rozszerzanie naczyń krwionośnych. Tętnice również ulegają temu zjawisku, przez co ciśnienie w ciałach jamistych się zwiększa, a krew w nich po prostu zalega. Krew tętnicza napływająca do ciałek jamistych jest bardzo bogata w składniki pokarmowe, tlen oraz NO. Większa ilość tlenku azotu we krwi spowoduje zatem zwiększony napływ krwi do członka, czyniąc go twardszym. Dzieje się to w czasie stanu podniecenia, gdy impulsy nerwowe zapoczątkowują rozszerzanie naczyń tętniczych przy pomocy NO będącego przekaźnikiem chemicznym pobudzającym odpowiednie receptory do rozszerzania naczyń. Ciała jamiste korzystając ze zwiększonej obecności tlenku azotu, bardziej wypełniają się krwią. Dlaczego? Otóż zwiększony zostaje wtedy ucisk tak zwanych naczyń żylnych w prąciu, które odpowiadają za odprowadzanie krwi z członka.

Pozostaje jeszcze faza końcowa stosunku. U mężczyzn, wytrysk nasienia następuje po wcześniejszym skurczu mięśni gładkich w narządach płciowych typu wewnętrznego. NO natomiast powoduje rozkurcz tychże mięśni. Kiedy tlenek azotu jest obecny w zwiększonych ilościach, mięśnie gładkie pozostałe w rozkurczeniu, mają dużo cięższą drogę do uzyskania skurczu. Owocuje to oczywiście dłuższym stosunkiem seksualnym. W przypadku impotencji można również stosować suplementy (tzw. boostery NO) oparte na argininie. Dlaczego? Otóż przede wszystkim chodzi o wzmożenie wydzielania tlenku azotu, który ma za zadanie służyć w konkretnym celu.

• „Boostery NO przypominają swoim działaniem leki stosowane w impotencji – Sildenafil (popularna Viagra) i niedokrwieniu mięśnia sercowego – nitraty (Nitrogliceryna). Sildenafil swoją budową przypomina cGMP, a nitraty uwalniają ze swojej cząstki NO, zaś w swoim mechanizmie działania bardziej przypominają argininę” – mówi prof. nadzw. dr hab. n. med. Artur Pupka, specjalista chirurgii naczyniowej, ogólnej, angiologii i transplantologii klinicznej.
• Nie można jednakże oczekiwać po tego typu suplementach argininowych, identycznych lub lepszych efektów oraz czasu działania niż w przypadku sprecyzowanych do tego celu środków. Zdanie profesora Pupki w tej kwestii jest jednoznaczne: „Jeśli chodzi o poprawę ukrwienia penisa to korzystny wpływ można obserwować tylko w krótkim okresie od podaniu suplementu i to nie w takim wydaniu jak po podaniu Sildenafilu”.

Działanie mocno już spopularyzowanej Viagry dokładniej polega na wyzwoleniu NO w ciałach jamistych członka, rozszerzając naczynia krwionośne. Cały mechanizm sprowadza się do hamowania enzymu zwanego PDE-5 (fosfodiesteraza typu 5). Nie dochodzi wtedy do przejścia cGMP (cykliczna guanosina monofosforanu fosfodiesterazy) do postaci 5-GMP. cGMP pozostaje wtedy na wysokim poziomie, utrzymując prącie w stanie erekcji. Viagra powoduje także rozluźnienie mięśni gładkich członka, co przekłada się na podobną sytuację jak w przypadku łagodniejszych preparatów zwiększających wydzielanie tlenku azotu.

Między nitratami, a inhibitorami fosfodiesterazy typu 5 (PDE-5), można odnotować różnego rodzaju interakcje. Zaburzenia erekcji (ZE) oraz choroba wieńcowa serca są ze sobą powiązane tak zwanymi czynnikami ryzyka, które są do siebie bardzo podobne. Nitraty w obecności inhibitora PDE-5 podwyższają poziom cGMP, jednocześnie obniżając tym samym ciśnienie krwi, co jest równoznaczne z działaniami niepożądanymi w przypadku zażywania nitratów organicznych o działaniu rozkurczającym naczynia krwionośne.

Działania niepożądane podczas przyjmowania nitratów

Najpowszechniejsze niepożądane działania stosowania nitratów, to uciążliwe bóle głowy, które wcale nie muszą szybko ustąpić. Sposobem na zwalczenie pulsującego bólu jest zmniejszenie dawki leków jeśli nie ustąpią dość szybko. Mogą występować również przejściowe stany cyklicznie powtarzających się omdleń. Nazywamy to hipotensją ortostatyczną lub niedociśnieniem ortostatycznym. Ciśnienie krwi spada znacznie, gdy osoba znajduje się w stosunkowo nieruchomej pozycji stojącej. Na tej samej zasadzie obecne są zawroty głowy oraz ogólne osłabienie. Końcowym efektem może być nawet utrata przytomności. Objawy te mogą występować również w przypadku niskich dawek nitratów, ale tylko w przypadku osób cierpiących na zaburzenia autonomiczne (np. naczynioruchowych). Rzadziej zdarzają się wysypki polekowe.

Czasami podczas przyjmowania nitratów, może nastąpić zjawisko zwane methemoglobinemią, której niepożądane objawy i ich natężenie są ściśle powiązane ze stężeniem methemoglobiny. Gdy doświadczymy zjawiska methemoglobinemii na skutek przyjmowania nitratów, leczenie pozostaje podobne jak w innych przypadkach. Należy odstawić substancję powodującą jej powstawanie. Można zastosować także błękit metylenowy oraz komorę hiperbaryczną, utrzymując osobę w stanie wyższego ciśnienia atmosferycznego.

Tlenek azotu w sportach siłowych

Suplementy tego rodzaju to kilkuskładnikowe mieszanki, mające za zadanie podnieść poziom naturalnego NO, produkowanego przez organizm. Sam tlenek azotu działa przez bardzo krótki czas, ze względu na swoją niestabilność. Dlatego też łączy się go z innymi składnikami. Zazwyczaj w tego typu środkach stosuje się formę ketokwasu, zamiast zwykłej L-Argininy, czyli AAKG (α – ketoglutaran argininy). W tym przypadku (w odróżnieniu od swojej niestabilnej formy) jest ona czynnikiem buforującym, a więc należy do niej stabilizacja odczynu kwaśnego w celu uzyskania pH optymalnego. Arginina może być wytwarzana również z aminokwasu cytruliny. W tym wypadku, aby po raz kolejny zwrócić uwagę na stabilność związku, należałoby spojrzeć na formę aminokwasu, a nie jego ilość. Powinien być to jabłczan cytruliny, który skutecznie przedłuży działanie „boosteru azotowego” i wpłynie pozytywnie na regenerację włókien mięśniowych.

Z pomocą tego typu produktów można osiągnąć stan tak zwanej hipertrofii mięśniowej, czyli znacznego powiększenia mięśni pod kątem objętościowym. Tym samym pobudzamy do rozrostu nasze włókna mięśniowe oraz aktywujemy te które znajdują się w formie „uśpionej”. Wszystko działa na zasadzie rozszerzenia naczyń krwionośnych. Poprawia się zatem przepływ krwi natlenowanej oraz transport krwi i składników witaminowo – minerałowych. W zwiększonych ilościach dostarczane są do mięśni również różnego rodzaju aminokwasy, co znacznie poprawia jakość i długość procesów antykatabolicznych, czyli ochraniających włókna mięśniowe przed nadmiernym rozpadem. Tym samym oczywiście rozbudowujemy i polepszamy wydolność oraz wytrzymałość treningową poprzez dostarczenie komórkom mięśniowym nowych bodźców w większych ilościach. Stymulacja komórek mięśniowych jest niezbędna, aby nie popaść w stagnację, czyli de facto zahamowanie wzrostu progresywnego mięśni. Użylenie staje się bardziej widoczne, zaś dzięki lepszemu transportowi na drodze rozszerzenia naczyń krwionośnych, zwiększają się zasoby energetyczne organizmu. Jak to się dzieje? Otóż w czasie treningu zużywamy zapasy energetyczne w postaci glikogenu. Glikogen jest cukrowcem, który organizm ludzki potrafi magazynować w wątrobie, mięśniach oraz w mniejszych ilościach, w mózgu. Zwiększona produkcja tlenku azotu pozytywnie wpływa na regenerację zapasów glikogenu mięśniowego – polepsza się tym samym transport cukrowców niezbędnych do odnowy strat energetycznych po wysiłku fizycznym. Poprzez działanie NO na komórki mięśniowe, organizm magazynuje większe ilości glikogenu, a więc wartość nadkompensacji po wysiłkowej ma charakter progresywny. Wraz ze składnikami pokarmowymi, do komórek napływają również antyoksydanty, które skutecznie odpierają ataki wolnych rodników i zabezpieczają przed rozpadem czerwonych ciałek krwi.

Autor: Janusz Ziółkowski – opub. w SdW