Der vasodilatatorische Effekt der Aminosäure L-Arginin - Stereospezifität und Insulinabhängigkeit

Abstract

Die Aminosäure L-Arginin, Grundstoff zur Synthese von Stickstoffmonoxid (NO), wirkt in vivo vasodilatatorisch, jedoch ist der Mechanismus wie es wirkt bisher unklar. Es gibt jedoch einige Hinweise dafür, dass die L-Arginin Membran-Transportkapazität vom Insulin-Plasmaspiegel abhängig ist. Wir nahmen an, dass die vasodilatatorischen Effekte des L-Arginins von den Insulin-Plasmaspiegeln abhängig sein könnten. Dementsprechend führten wir zwei randomisierte, doppel-blind crossover Studien an gesunden männlichen Probanden durch. In Studie I (n=15) erhielten die Probanden eine Insulininfusion (6 mU x kg (-1) x min (-1) über 120 min unter Euglykämie) oder Placebo und während der letzten 30 Minuten L-Arginin oder D-Arginin (1 g x min (-1) über 30 min). In Studie II (n=8) infundierten wir Insulin (6 mU x kg (-1) x min-1 über 120 min) unter euglykämischen Bedingungen oder Placebo. Nach 60 Minuten wurde L-Arginin co-infundiert und die Konzentration schrittweise erhöht. Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) und der renale Plasmafluss (RPF) wurden mit Hilfe von PAH (p-amino-Hippursäure) und der Inulin-Clearance-Methode gemessen. Der pulsatile choroidale Blutfluss wurde mittels laserinterferometrischer Messung der Funduspulsation (FPA), die mittlere Flussgeschwindigkeit der A. ophthalmica (MFV) durch Dopplersonographie ermitteln. In Studie I erhöhte L-Arginin, aber nicht D-Arginin hierbei den RPF und die FPA. Unter Hyperinsulinämie war der vasodilatatorische Effekt von L-Arginin ausgeprägter. In Studie II beeinflussten weder L-Arginin noch Insulin den Blutdruck und Pulsrate. Die hämodynamischen Effekte von L-Arginin alleine und in Kombination mit Insulin waren vergleichbar mit den ermittelten Werten der ersten Studie. L-Arginin erzeugte einen dosisabhängigen Anstieg des RPF, GFR, FPA und MFV. Diese Effekte waren unter Hyperinsulinämie für RPF, GFR, FPA und MFV ausgeprägter. Dieses stereospezifische renale und okuläre vasodilatatorische Potential von L-Arginin wird durch Insulin gesteigert, was aus einem erleichterten L-Arginin-Membrantranport, intrazellulär erhöhter NO-Bildung oder einer verbesserten NO-Bioverfügbarkeit resultieren kann.

<b>Vasodilator effects of L-arginine are stereospecific and augmented by insulin in humans</b><br /> The amino acid l-arginine, the precursor of nitric oxide (NO) synthesis, induces vasodilation in vivo, but the mechanism behind this effect is unclear. There is, however, some evidence to assume that the l-arginine membrane transport capacity is dependent on insulin plasma levels. We hypothesized that vasodilator effects of l-arginine may be dependent on insulin plasma levels. Accordingly, we performed two randomized, double-blind crossover studies in healthy male subjects. In protocol 1 (n = 15), subjects received an infusion of insulin (6 mU x kg(-1) x min(-1) for 120 min) or placebo and, during the last 30 min, l-arginine or d-arginine (1 g/min for 30 min) x In protocol 2 (n = 8), subjects received l-arginine in stepwise increasing doses in the presence (1.5 mU x kg(-1) x min(-1)) or absence of insulin. Renal plasma flow and glomerular filtration rate were assessed by the para-aminohippurate and inulin plasma clearance methods, respectively. Pulsatile choroidal blood flow was assessed with laser interferometric measurement of fundus pulsation, and mean flow velocity in the ophthalmic artery was measured with Doppler sonography. l-arginine, but not d-arginine, significantly increased renal and ocular hemodynamic parameters. Coinfusion of l-arginine with insulin caused a dose-dependent leftward shift of the vasodilator effect of l-arginine. This stereospecific renal and ocular vasodilator potency of l-arginine is enhanced by insulin, which may result from facilitated l-arginine membrane transport, enhanced intracellular NO formation, or increased NO bioavailability.