Einfluss einer oralen L-Argininhydrochlorid-Supplementation auf den Knochenstoffwechsel gesunder postmenopausaler Frauen

Abstract

<b>Einleitung</b>: Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen eine positive Wirkung des freien Radikals Stickstoffmonoxid (NO) auf den Knochenstoffwechsel. Erste Humanexperimente bestätigen einen positiven Einfluss einer NO-Donoren-Applikation auf den Knochenstoffwechsel. Andererseits kann eine orale Supplementation des Stickstoffmonoxid-Vorläufers L-Arginin ebenfalls zu einer Erhöhung der NO-Produktion führen. Zudem führt eine orale Supplementation von L-Arginin zu einer signifikanten Steigerung der IGF 1 Konzentration, was ebenfalls einen positiven Einfluss auf den Knochenstoffwechsel ausübt. In der vorliegenden Studie wurde daher die Auswirkung einer sechsmonatigen Supplementation von 18 g L-Argininhydrochlorid auf den Knochenstoffwechsel postmenopausaler gesunder Frauen in einer ambulant durchgeführten Studie untersucht.<br /><b>Methode</b>: Die Verumgruppe (n=15; 54,5 ± 4,1 Jahre, kg) erhielt über sechs Monate eine tägliche Supplementation mit 18 g L-Argininhydrochlorid (14,8 g freies L-Arginin), die Plazebogruppe (n=15; 55,3 ± 4,4 Jahre, 64,2 ± 9,1 kg) erhielt 18 g Dextrose. Um exogene Einflussfaktoren auszuschließen wurden die Probandinnen gebeten ihre Essgewohnheiten und die sportliche Aktivität während des Studienzeitraumes nicht zu verändern. Zur Überprüfung wurden die Ernährungsgewohnheiten und die sportliche Aktivität innerhalb des Studienzeitraumes dokumentiert. Als ?Complience?-Parameter wurde die Gesamtstickstoff-Exkretion bestimmt. Zur Analyse von IGF 1, den Knochenformationsmarkern PICP, bAP und Osteocalcin, dem Knochenresorptionsmarker CTX, sowie Parathormon und Serum-Calcium wurden regelmäßig Blutproben entnommen. Zudem wurde zu Beginn und zum Ende der Supplementation sowie nach insgesamt einem Jahr das trabekuläre und kortikale Knochenkompartiment von Radius und Tibia mittels peripherer quantitativer Computertomographie gemessen. Des Weiteren wurden Parameter zur Beurteilung der Muskelkraft erfasst.<br /><b>Ergebnisse</b>: Die Probandinnen änderten weder ihre Essgewohnheiten, noch traten Veränderungen der sportlichen Aktivität während des Studienzeitraumes auf. Wie erwartet stieg die Gesamtstickstoff-Exkretion der Verumgruppe im Vergleich zur Plazebogruppe signifikant an. Anhand der Biomarker des Knochenstoffwechsels konnten in diesem Experiment keine Veränderungen durch die L-Argininhydrochlorid-Supplementation beobachtet werden. Die Ergebnisse der pQCT-Messung zeigten ausschließlich bei der Messung der Kortikalisdicke des Radius eine supplementationsbedingte Erhöhung in der Verumgruppe. Zudem wurde keine Erhöhung der IGF 1-Konzentration durch die Supplementation ermittelt.<br /><b>Schlussfolgerung</b>: Die Ergebnisse zeigen, dass eine Supplementation mit L-Argininhydrochlorid nicht den einer NO-Donoren-Applikation vergleichbaren Effekt auf den Knochenstoffwechsel postmenopausaler Frauen ausübt. Einzig die Kortikalisdicke des Radius zeigte eine supplementationsbedingte Erhöhung in der Verumgruppe. Da kein Anstieg der IGF 1-Konzentration aufgrund der L-Argininhydrochlorid-Supplementation gemessen wurde, konnte zudem kein IGF 1-vermittelter Effekt auf den Knochenstoffwechsel erfolgen.

<strong>Effect of an oral supplementation with L-argininehydrochloride on bone metabolism of healthy postmenopausal women</strong><br /><b>Introduction</b>: Recent experimental studies indicate that nitric oxide (NO) is an important regulator of bone turnover by exerting an anabolic effect on bone cell activity. The NO-level of the human body can be elevated through application of pharmacological NO-donors. The first human trials conducted showed a positive effect of an NO-donor application on the metabolism of human bones. On the other hand L-arginine, the natural precursor of NO-synthesis, is also able to enhance NO-production and, in contrast to NO-donors, seems -in amounts to 30 g- to be free of undesirable effects. Furthermore, an oral L-arginine supplementation causes a significant increase in IGF 1 release, which also has a positive effect on bone metabolism. The purpose of this study was to examine the effect of a six-month daily oral supplementation with 18 g L-argininehydrochloride on the bone metabolism of healthy postmenopausal women.<br /><b>Method</b>: Thirty healthy postmenopausal women, divided into two groups, took part in this study. One group (54.5 ± 4.1 years, 66.3 ± 10.5 kg) received a six-month daily oral supplementation with 18 g L-argininehydrochloride (i.e. 14.8 g free L-arginine). The other fifteen volunteers (55.3 ± 4.4 years, 64.2 ± 9.1 kg) obtained 18 g dextrose as placebo. To eleminate exogen influencing factors the volunteers were asked not to change their activity or eating behavior during the study. For checking purposes nutritional intake and physical activity were documented in protocols during the study. 24-hour urinary excretion of nitrogen, as an indicator for compliance, was analysed for two days at baseline and after two, four and six months. For the analysis of IGF 1, bone formation markers PICP, bAP, osteocalcin, the bone resorption marker CTX as well as for parathyroid hormone and serum-calcium blood was drawn at baseline and after two, four and six months of supplementation. pQCT measurements were performed at trabecular and cortical sites of radius and tibia at baseline, after six months and after one year. <br /><b>Results</b>: Volunteers did not change their eating behavior or physical activity during the six months of intervention. As expected, nitrogen excretion rose in the group with L argininhydrochloride supplementation and remained constant in the placebo group. Biomarkers of bone metabolism did not change following the L-argininehydrochloride supplementation. The results from the pQCT-measurement showed a change at cortical bone site of the radius in the L-arginine group, but no significant changes were observed at any other site. A change in IGF 1 concentration due to the L argininhydrochloride supplementation was also not evident. <br /><b>Conclusion</b>: The results show that a supplementation with L-argininehydrochloride is not as effective as an application of NO-donors to influence bone metabolism of postmenopausal women. Alone the cortical thickness of the radius showed a significant increase due to the supplementation. Furthermore in view of the fact that no change in IGF 1 concentration was observed, it was evident that there could be no IGF 1 dependent influence on bone metabolism. Therefore potential factors, which led to the reduced effect, should be checked in following studies, to intensify the impact of the amino acid L-arginine on bone metabolism.