Arginin bei Atherosklerose

Einfluss von L-Arginin auf Endothelfunktion und Atherogenese – experimentelle Studien

Ausgehend von der Bedeutung des L-Arginin-NO-Stoffwechselwegs für die vaskuläre Homöostase wurde die Idee formuliert, L-Arginin zur Therapie atherosklerotischer Erkrankungen einzusetzen. Wegweisend hierfür waren Untersuchungen, die zu Beginn der 1990er Jahre von einer Arbeitsgruppe um John Cooke von der Stanford Universität durchgeführt wurden. Die Forscher zeigten im Tiermodell des cholesteringefütterten Kaninchens, dass ein Zusatz von L-Arginin zum Trinkwasser zu einer verbesserten endothelabhängigen Relaxation der Arterien führt. Parallel dazu bewirkte die Arginingabe eine Hemmung des atherogenen Prozesses (verminderte Proliferation der Intima) [34]. Zwischenzeitlich wurde eine Vielzahl ähnlicher Studien durchgeführt (siehe Tab. 2).

In der Summation ist die orale und/oder intravenöse Gabe von L-Arginin im Tiermodell mit folgenden vasoprotektiven Effekten assoziiert [97]:

• verbesserte endothelabhängige Relaxation der Gefäße
• verminderte Bildung atherosklerotischer Plaques
• weniger endotheliale Läsionen
• Reduktion der Intima- und Mediaproliferation
• Hemmung der Thrombozyten- und Monozytenadhäsion am Endothel
• Reduktion von vaskulärem oxidativem Stress.

Einfluss von L-Arginin auf Endothelfunktion und Atherogenese – klinische Studienergebnisse

Für die Praxis von besonderem Interesse ist die Frage, inwieweit die positiven tierexperimentellen Studienergebnisse auf Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen übertragbar sind. Zu diesem Zweck wurden Anfang der 1990er Jahre die ersten Interventionsstudien mit intravenöser Gabe von L-Arginin durchgeführt. So konnten Drexler et al. [37] erstmalig bei Personen mit Hypercholesterolämie zeigen, dass die intrakoronare Infusion von L-Arginin die endothelabhängige Vasodilatation verbessert. Bis heute wurden über 20 Studien mit intravenöser Gabe von L-Arginin durchgeführt. Die Effekte auf die Gefäßfunktion fielen überwiegend positiv aus, variierten jedoch in Abhängigkeit vom Patientenkollektiv und der eingesetzten L-Arginin-Dosis. Besonders ermutigend waren die Befunde bei Patienten mit Hypercholesterolämie und koronarer Herzerkrankung [14].

Nachfolgend wurden Interventionsstudien mit oral verabreichtem L-Arginin durchgeführt. Eingeschlossen in die Untersuchungen wurden unterschiedliche Patientenkollektive, darunter Patienten mit Hypercholesterolämie, koronarer Herzkrankheit, chronischer Herzinsuffizienz, Diabetes mellitus und Bluthochdruck.

Wie Tabelle 3 zeigt, unterscheiden sich die Untersuchungen nicht nur bezüglich der Studienpopulation. Auch kamen bei den Interventionsstudien variierende Dosen L-Arginin (3 - 21 g/Tag) über unterschiedliche Zeiträume (wenige Tage bis mehrere Monate) zum Einsatz. Aufgrund dieser methodischen Heterogenität kann es nicht verwundern, dass die Studienergebnisse weniger homogen ausfielen, als dies bei den tierexperimentellen Untersuchungen der Fall war (kritische Übersicht bei [25]). Jedoch belegt auch hier die Mehrzahl der Interventionsstudien die vasoprotektive Wirkung einer Gabe von L-Arginin [14]. Beachtenswert ist in diesem Zusammenhang der klinische Effekt, wie er in einigen Studien bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung [12; 29; 67] und peripher-arterieller Verschlusskrankheit [68] zu beobachten war: Verbesserung der körperlichen Belastungstoleranz (Gehzeit und Gehstrecke) und der Lebensqualität.

Unterstrichen werden diese Befunde durch eine jüngere Metaanalyse. Eingeschlossen in die Auswertung wurden 12 RCTs mit insgesamt 492 Teilnehmern. Bei der gepoolten Analyse der Daten ergab sich ein deutlicher Nutzen der L-Arginin-Gabe: Bemessen an der Fluss-vermittelten Dilatation verbesserte oral verabreichtes L-Arginin die Gefäßfunktion (gewichtete mittlere Differenz: 1,98 %; 95 % CI: 0,47 – 3,48; p = 0,01). In der Subgruppenanalyse zeigte sich, dass der Effekt von L-Arginin abhängig vom Ausmaß der Endotheldysfunktion ist: Je ausgeprägter die Störung des Endothels, desto stärker der Effekt von L-Arginin [10].

Antiatherogener Wirkmechanismus und das L-Arginin-Paradoxon

Die akute und chronische Gabe von L-Arginin entfaltet eine Vielzahl vaskulärer Effekte (siehe Abbildung 3). Entsprechend wurden die positiven Wirkungen einer Arginin-Supplementierung auf mehrere Wirkmechanismen zurückgeführt. In Abhängigkeit von der eingesetzten Dosis lassen sich drei Wirkebenen identifizieren [46; 24; 97]:

• Auslösung einer über Veränderung der osmotischen Verhältnisse und des pH-Wert-Milieus vermittelten unspezifischen Gefäßdilatation. Dieser Effekt ist NO-unabhängig, setzt sehr hohe Arginin-Plasmakonzentrationen (im Bereich von 10.000 µmol/l) voraus und ist nur bei intravenöser Applikation von L-Arginin zu beobachten.

• Indirekte Vasodilatation über IGF-1-vermittelte Stimulierung der NO-Synthase. Intravenös verabreichtes L-Arginin ist ein bekannter endokrin-sekretorischer Stimulus und verstärkt u. a. die Ausschüttung von Insulin und Wachstumshormon. Beide Hormone fördern in der Leber die Bildung und Ausschüttung von IGF-1 (Insuline Like Growth Factor 1). Über den Blutweg gelangt IGF-1 zu den Endothelzellen, wo es über hochaffine Rezeptoren gebunden wird, die NO-Synthese stimuliert und auf diesem Weg vasodilatatorisch wirkt. Auch dieser Wirkmechanismus setzt supraphysiologische Blutkonzentrationen von L-Arginin (im Bereich von 1000 µmol/l) voraus.

• Vermehrte lokale Bereitstellung von L-Arginin für die NO-Synthese und Normalisierung des gestörten L-Arginin-NO-Stoffwechselwegs. Dieser Mechanismus wird für die günstigen vaskulären Effekte einer oralen Gabe von L-Arginin verantwortlich gemacht. Die Plasmakonzentration von L-Arginin bewegt sich dabei im physiologischen Bereich von 100µmol/l. Aus enzymkinetischer Sicht erscheint dieser Wirkmechanismus jedoch wenig plausibel zu sein: Die Konzentration von L-Arginin innerhalb der Endothelzellen liegt im millimolaren Bereich (1 – 2 mmol/l), während das Enzym eNOS bereits bei einer Argininkonzentration von ~ 3 µmol/l mit halbmaximaler Geschwindigkeit (Km-Wert: 2,9 µmol/l) arbeitet. Daraus folgt, dass die eNOS bereits unter physiologischen Bedingungen substratgesättigt ist, so dass eine Erhöhung des L-Arginin-Angebots nicht mit einer Steigerung der NO-Aktivität verbunden sein sollte. Dennoch belegen Tier- und Humanstudien, dass oral verabreichtes L-Arginin die NO-Bildung stimuliert. Die Diskrepanz zwischen biochemischer Erwartung und experimentell-klinischer Evidenz wird daher als "Arginin-Paradoxon" bezeichnet [23; 99; 69; 103].

Relativer L-Arginin-Mangel und ADMA-Connection – die Lösung des Arginin-Paradoxons?

Zur Lösung des Arginin-Paradoxons wurden mehrere Erklärungsversuche unternommen, wobei zwei Ansätze besonders vielversprechend sind:

• Arginase-Hypothese: Arginase spaltet L-Arginin in Ornithin und Harnstoff (siehe Abb. 2). Die intrazelluläre Verfügbarkeit von L-Arginin wird daher maßgeblich von der Aktivität und Menge dieses Enzyms bestimmt. In Endothelzellen wird Arginase konstitutiv exprimiert. Dadurch nimmt das Enzym in maßgeblicher Weise Einfluss auf die Arginin-abhängige Bildung von NO. Kardiovaskuläre Risikofaktoren wie Bluthochdruck, oxLDL und hohe Glukosespiegel steigern die Arginase-Expression. Auf diese Weise könnte ein lokales Arginindefizit entstehen, mit der Folge, dass die NO-Bildung abnimmt [71]. Durch Gabe von L-Arginin wird diesem lokalen Argininmangel entgegengewirkt.

• ADMA-Hypothese: ADMA (asymmetrisches Dimethylarginin; N^ω, N^ω-Dimethyl-L-Arginin) ist ein an der Guanidino-Gruppe zweifach methyliertes L-Arginin-Derivat (siehe Abb. 4). Die Bildung von ADMA findet auch unter physiologischen Bedingungen statt. Der Syntheseprozess gliedert sich in zwei Reaktionsschritte: (1) Methylierung von proteingebundenen L-Argininresten (verantwortliche Enzyme: Protein-Arginin-Methyltransferasen; PRMTs) und (2) Proteolyse der methylierten Proteine unter Freisetzung von ADMA. Normalerweise wird ein Großteil des intrazellulär gebildeten ADMAs (etwa 85%) rasch durch Dimethylarginin-Dimethylaminohydrolasen (DDAHs) abgebaut. Auf diese Weise wird die intrazelluläre Konzentration von ADMA in engen Grenzen gehalten. Die ausbalancierte Feinregulation des NO-Systems ist damit gewährleistet [76; 4]. Unter pathophysiologischen Bedingungen jedoch ist eine Akkumulation von ADMA zu beobachten. So weisen Patienten mit Hypercholesterolämie, Hypertonie, Diabetes mellitus Typ 2 und peripherer arterieller Verschlusskrankheit 2- bis 4-fach höhere ADMA-Plasmaspiegel auf als gesunde Personen. Da der ADMA-Spiegel in engem Zusammenhang mit der Funktion des Endothels steht (je höher die ADMA-Konzentration, desto ausgeprägter die Endotheldysfunktion), gilt ADMA als neuer kardiovaskulärer Risikofaktor [21; 95].

Die proatherogene Wirkung von ADMA beruht auf drei Mechanismen [24 – 25; 46; 102]:

(1) Hemmung der eNOS-Aktivität durch Verdrängung von L-Arginin und einem dadurch induzierten lokalen Mangel von L-Arginin am aktiven Enzymzentrum. Folge: NO-Bildung nimmt ab.

(2) Kompetitive Inhibition des für die zelluläre Aufnahme von L-Arginin verantwortlichen Transportsystems y+. Folge: intrazelluläres Arginindefizit trotz normaler Plasmakonzentrationen.

(3) Entkopplung der eNOS durch verminderte, lokale Verfügbarkeit von L-Arginin. In Abwesenheit von L-Arginin bildet das Enzym anstelle von NO Superoxidradikale (O₂^-) (siehe Abb. 5). Dieser Effekt ist in doppelter Hinsicht von Nachteil. Zum einen reagiert O₂^- mit NO unter Bildung von Peroxynitrit, einer in hohen Konzentrationen endotheltoxischen Verbindung. Zum anderen wird Tetrahydrobiopterin (BH₄), der Cofaktor der NO-Synthase, zum inaktiven BH₂ oxidiert. Dadurch nimmt die NO-Aktivität weiter ab [42].

Der negative Effekt erhöhter ADMA-Werte auf die Gefäßgesundheit lässt sich in der Summation wie folgt zusammenfassen: Induktion eines lokalen, relativen L-Arginindefizits und einer dadurch pathologisch verminderten NO-Synthese. Ein vermehrtes L-Argininangebot, wie es über die gezielte Supplementierung der Aminosäure bereitgestellt wird, vermag dieses Defizit auszugleichen. Der erhöhte ADMA-Arginin-Quotient sinkt, mit der Folge, dass der NO-Synthase wieder ausreichend Substrat für eine geregelte NO-Bildung zur Verfügung steht (Abb. 6).

Fazit und Empfehlungen für die Praxis

Eine Störung der Endothelfunktion gilt heute als Initialschritt der Atherogenese. Im Mittelpunkt des pathophysiologischen Geschehens stehen vaskulärer oxidativer Stress, eine Störung des NO-Stoffwechsels und lokale Inflammation. Nutritive Maßnahmen zielen deshalb darauf ab, das gestörte vaskuläre NO-Redoxverhältnis zu normalisieren. Dabei ist die Aminosäure L-Arginin, das Substrat der endothelialen NO-Synthase, auf vermehrtes Interesse gestoßen. L-Arginin entfaltet eine Vielzahl vasoprotektiver Effekte, u. a. Hemmung der Thrombozytenaggregation und Monozytenadhäsion sowie die Verbesserung der Endothelfunktion.

Für die Praxis lässt sich zusammenfassend festhalten [25; 102; 97]:

• Die Wirkung einer oralen Gabe von L-Arginin ist dosisabhängig und variiert in Abhängigkeit vom Erkrankungsbild. Um positive Effekte auf die Endothelfunktion zu erzielen, ist eine tägliche Zufuhr von ≥ 6 – 8 g L-Arginin erforderlich. Diese Menge muss zusätzlich zur normalen Nahrung aufgenommen werden.

• Von einer Arginin-Supplementierung profitieren offenbar nur solche Patienten, die eine ausgeprägte Endotheldysfunktion bzw. eine Störung des L-Arginin-NO-Stoffwechselwegs aufweisen. Dazu zählen Personen, die ein absolutes (Patienten unter Hämodialyse) oder relatives (Patienten mit erhöhten ADMA-Spiegeln und/oder verstärkter endothelialer Arginase-Aktivität) Arginin-Defizit aufweisen.

• Der Einsatz von Arginin-Supplementen scheint insbesondere in der Frühphase der Atherosklerose sinnvoll zu sein. Hierdurch lassen sich funktionelle Störungen mindern.

Unter toxikologischen Aspekten bedeutsam ist, dass oral verabreichtes L-Arginin für gewöhnlich sehr gut toleriert wird; selbst Dosen von bis zu 20 g/Tag gelten langfristig als sicher [93]. Nur vereinzelt bzw. bei höheren (Einmal-)Dosen treten unerwünschte Begleiteffekte wie gastrointestinale Beschwerden (Diarrhoe, Übelkeit) und – bedingt durch die vasodilatierende Wirkung von L-Arginin – Kopfschmerzen und Hitzegefühl auf [102]. Probleme bereitet mitunter der bittere Geschmack der Arginin-Zubereitungen. Um dieses Problem zu umgehen, bietet sich der Einsatz galenisch aufbereiteter Argininpräparate an. In Deutschland stehen dafür u. a. spezielle, als ergänzende bilanzierte Diät erhältliche Zubereitungen zur Verfügung. Ihre Verwendung sollte jedoch nur auf ärztliche Anweisung und unter entsprechender Kontrolle erfolgen.

_{Literatur [1] Abdelfattah A, Allam AH, Wann S, Thompson RC, Abdel-Maksoud G, Badr I, Amer HA, El-Din AE, Finch CE, Miyamoto MI, Sutherland L, Sutherland JD, Thomas GS.Atherosclerotic cardiovascular disease in Egyptian women: 1570 BCE-2011 CE. Int J Cardiol. 2012 Feb 20. [Epub ahead of print] [2] Abdelhamed AI, Reis SE, Sane DC, Brosnihan KB, Preli RB, Herrington DM. No effect of an L-arginine-enriched medical food (HeartBars) on endothelial function and platelet aggregation in subjects with hypercholesterolemia. Am Heart J. 2003;145:E15. [3] Abumrad NN, Barbul A. Arginine therapy for acute myocardial infarction. JAMA. 2006;295:2138-9.[4] Achan V, Broadhead M, Malaki M, Whitley G, Leiper J, MacAllister R, Vallance P. Asymmetric dimethylarginine causes hypertension and cardiac dysfunction in humans and is actively metabolized by dimethylarginine dimethylaminohydrolase. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003;23:1455-9.[5] Adams MR, Forsyth CJ, Jessup W, Robinson J, Celermajer DS. Oral L-arginine inhibits platelet aggregation but does not enhance endothelium-dependent dilation in healthy young men. J Am Coll Cardiol. 1995;26:1054-61.[6] Adams MR, McCredie R, Jessup W, Robinson J, Sullivan D, Celermajer DS. Oral L-arginine improves endothelium-dependent dilatation and reduces monocyte adhesion to endothelial cells in young men with coronary artery disease. Atherosclerosis. 1997a;129:261-9.[7] Adams MR, Jessup W, Celermajer DS. Cigarette smoking is associated with increased human monocyte adhesion to endothelial cells: reversibility with oral L-arginine but not vitamin C. J Am Coll Cardiol. 1997b;29:491-7.[8] Allam AH, Thompson RC, Wann LS, Miyamoto MI, Nur El-Din Ael-H, El-Maksoud GA, Al-Tohamy Soliman M, Badr I, El-Rahman Amer HA, Sutherland ML, Sutherland JD, Thomas GS. Atherosclerosis in ancient Egyptian mummies: the Horus study. JACC Cardiovasc Imaging. 2011 Apr;4(4):315-27.[9] Badimon L, Vilahur G, Padro T. Nutraceuticals and atherosclerosis: human trials. Cardiovasc Ther. 2010;28:202-15.[10] Bai Y, Sun L, Yang T, Sun K, Chen J, Hui R. Increase in fasting vascular endothelial function after short-term oral L-arginine is effective when baseline flow-mediated dilation is low: a meta-analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr. 2009;89:77-84.[11]Barbul A. Arginine: biochemistry, physiology, and therapeutic implications. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1986;10:227-38.[12]Bednarz B, Jaxa-Chamiec T, Maciejewski P, Szpajer M, Janik K, Gniot J, Kawka-Urbanek T, Drozdowska D, Gessek J, Laskowski H. Efficacy and safety of oral l-arginine in acute myocardial infarction. Results of the multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled ARAMI pilot trial. Kardiol Pol. 2005;62:421-7.[13] Blum A, Hathaway L, Mincemoyer R, Schenke WH, Kirby M, Csako G, Waclawiw MA,Panza JA, Cannon RO 3rd. Oral L-arginine in patients with coronary artery disease on medical management. Circulation. 2000;101:2160-4. [14] Bode-Böger SM. [Influence of L-arginine on development of atherosclerosis: what is the therapeutically assured?]. Dtsch Med Wochenschr. 2005;130:593-8.[15] Bode-Böger SM, Böger RH, Frölich JC. [Anti-arteriosclerosis effects due to stimulation of endogenous nitric oxide synthesis]. Internist (Berl). 1997;38:461-5.[16] Bode-Böger SM, Böger RH, Galland A, Tsikas D, Frölich JC. L-arginine-induced vasodilation in healthy humans: pharmacokinetic-pharmacodynamic relationship. Br J Clin Pharmacol. 1998;46:489-97.[17] Bode-Böger SM, Muke J, Surdacki A, Brabant G, Böger RH, Frölich JC. Oral L-arginine improves endothelial function in healthy individuals older than 70 years. Vasc Med. 2003;8:77-81.[18] Böger RH, Bode-Böger SM, Brandes RP, Phivthong-ngam L, Böhme M, Nafe R, Mügge A, Frölich JC. Dietary L-arginine reduces the progression of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits: comparison with lovastatin. Circulation. 1997;96:1282-90.[19] Böger RH, Bode-Böger SM, Mügge A, Kienke S, Brandes R, Dwenger A, Frölich JC. Supplementation of hypercholesterolaemic rabbits with L-arginine reduces the vascular release of superoxide anions and restores NO production. Atherosclerosis. 1995;117:273-84.[20] Böger RH, Bode-Böger SM, Phivthong-ngam L, Brandes RP, Schwedhelm E, Mügge A, Böhme M, Tsikas D, Frölich JC. Dietary L-arginine and alpha-tocopherol reduce vascular oxidative stress and preserve endothelial function in hypercholesterolemic rabbits via different mechanisms. Atherosclerosis. 1998;141:31-43.[21] Böger RH, Ron ES. L-Arginine improves vascular function by overcoming deleterious effects of ADMA, a novel cardiovascular risk factor. Altern Med Rev. 2005;10:14-23.[22] Böger RH, Zoccali C. ADMA: a novel risk factor that explains excess cardiovascular event rate in patients with end-stage renal disease. Atheroscler Suppl. 2003;4:23-8.[23] Böger RH. Asymmetric dimethylarginine, an endogenous inhibitor of nitric oxide synthase, explains the "L-arginine paradox" and acts as a novel cardiovascular risk factor. J Nutr. 2004 Oct;134(10 Suppl):2842S-2847S.[24] Böger RH. The pharmacodynamics of L-arginine. J Nutr. 2007;137(6 Suppl 2):1650S-1655S.[25] Böger RH. L-Arginine therapy in cardiovascular pathologies: beneficial or dangerous? Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2008;11:55-61.[26] Boger RH. Letter to the editor re: JAMA article on L-arginine therapy in acute myocardial infarction. Altern Med Rev. 2006;11:91-2.[27] Böger RH. The emerging role of asymmetric dimethylarginine as a novel cardiovascular risk factor. Cardiovasc Res. 2003;59:824-33.[28] Brunner H, Cockcroft JR, Deanfield J, Donald A, Ferrannini E, Halcox J, Kiowski W, Lüscher TF, Mancia G, Natali A, Oliver JJ, Pessina AC, Rizzoni D, Rossi GP, Salvetti A, Spieker LE, Taddei S, Webb DJ; Working Group on Endothelins and Endothelial Factors of the European Society of Hypertension. Endothelial function and dysfunction. Part II: Association with cardiovascular risk factors and diseases. A statement by the Working Group on Endothelins and Endothelial Factors of the European Society of Hypertension. J Hypertens. 2005;23:233-46. [29] Ceremuzyński L, Chamiec T, Herbaczyńska-Cedro K. Effect of supplemental oral L-arginine on exercise capacity in patients with stable angina pectoris. Am J Cardiol. 1997;80:331-3.[30] Chan JR, Böger RH, Bode-Böger SM, Tangphao O, Tsao PS, Blaschke TF, Cooke JP. Asymmetric dimethylarginine increases mononuclear cell adhesiveness in hypercholesterolemic humans. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20:1040-6.[31] Chin-Dusting JP, Kaye DM, Lefkovits J, Wong J, Bergin P, Jennings GL. Dietary supplementation with L-arginine fails to restore endothelial function in forearm resistance arteries of patients with severe heart failure. J Am Coll Cardiol. 1996;27:1207-13.[32] Clarkson P, Adams MR, Powe AJ, Donald AE, McCredie R, Robinson J, McCarthy SN, Keech A, Celermajer DS, Deanfield JE. Oral L-arginine improves endothelium-dependent dilation in hypercholesterolemic young adults. J Clin Invest. 1996;97:1989-94.[33] Cooke JP, Tsao PS. Arginine: a new therapy for atherosclerosis? Circulation. 1997;95:311-2.[34] Cooke JP, Singer AH, Tsao P, Zera P, Rowan RA, Billingham ME. Antiatherogenic effects of L-arginine in the hypercholesterolemic rabbit. J Clin Invest. 1992;90:1168-72. [35] Corseaux D, Le Tourneau T, Six I, Ezekowitz MD, Mc Fadden EP, Meurice T, Asseman P, Bauters C, Jude B. Enhanced monocyte tissue factor response after experimental balloon angioplasty in hypercholesterolemic rabbit: inhibition with dietary L-arginine. Circulation. 1998;98:1776-82. [36] Cremer P, Nagel D, Mann H, Labrot B, Müller-Berninger R, Elster H, Seidel D.Ten-year follow-up results from the Goettingen Risk, Incidence and Prevalence Study (GRIPS). I. Risk factors for myocardial infarction in a cohort of 5790 men. Atherosclerosis. 1997;129:221-30.[37] Drexler H, Zeiher AM, Meinzer K, Just H. Correction of endothelial dysfunction in coronary microcirculation of hypercholesterolaemic patients by L-arginine. Lancet. 1991;338:1546-50.[38] Esper RJ, Nordaby RA, Vilariño JO, Paragano A, Cacharrón JL, Machado RA. Endothelial dysfunction: a comprehensive appraisal. Cardiovasc Diabetol. 2006;23;5:4.[39] Featherston WR, Rogers QR, Freedland RA. Relative importance of kidney and liver in synthesis of arginine by the rat. Am J Physiol. 1973;224:127-9.[40] Félétou M, Vanhoutte PM. Endothelial dysfunction: a multifaceted disorder (The Wiggers Award Lecture). Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006;291:H985-1002. [41] Finch CE. Atherosclerosis is an old disease: Summary of the Ruffer Centenary Symposium, The Paleocardiology of Ancient Egypt, a meeting report of the Horus Study team. Exp Gerontol. 2011;46:843-6.[42] Förstermann U, Münzel T. Endothelial nitric oxide synthase in vascular disease: from marvel to menace. Circulation. 2006;113:1708-14.[43] Förstermann U. Nitric oxide and oxidative stress in vascular disease. Pflugers Arch. 2010;459:923-39. [44] Foster GL, Schoenheimer R, Rittenberg D. Studies in protein metabolism. V. The utilisation of ammonia for amino acid and creatine formation. J Biol Chem. 1939;127:319-327.[45] Girerd XJ, Hirsch AT, Cooke JP, Dzau VJ, Creager MA. L-arginine augments endothelium-dependent vasodilation in cholesterol-fed rabbits. Circ Res. 1990;67:1301-8.[46] Gornik HL, Creager MA. Arginine and endothelial and vascular health. J Nutr.2004;134(10 Suppl):2880S-2887S.[47] Hambrecht R, Hilbrich L, Erbs S, Gielen S, Fiehn E, Schoene N, Schuler G. Correction of endothelial dysfunction in chronic heart failure: additional effects of exercise training and oral L-arginine supplementation. J Am Coll Cardiol. 2000;35:706-13. [48] Hedin SG. Eine Methode, das Lysin zu isolieren, nebst einigen Bemerkungen über das Lysatinin. Z Physiol Chem. 1895;21:297-305.[49] Heitzer T, Ylä-Herttuala S, Luoma J, Kurz S, Münzel T, Just H, Olschewski M, Drexler H. Cigarette smoking potentiates endothelial dysfunction of forearm resistance vessels in patients with hypercholesterolemia. Role of oxidized LDL.Circulation. 1996;93:1346-53.[50] Holt LE, Albanese AA. Observations on amino acid deficiency in man. Trans Amer Physicans. 1944;58:143-156.[51] Hurson M, Regan MC, Kirk SJ, Wasserkrug HL, Barbul A. Metabolic effects of arginine in a healthy elderly population. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1995 May-Jun;19(3):227-30.[52] Hutchison SJ, Sudhir K, Sievers RE, Zhu BQ, Sun YP, Chou TM, Chatterjee K, Deedwania PC, Cooke JP, Glantz SA, Parmley WW. Effects of L-arginine on atherogenesis and endothelial dysfunction due to secondhand smoke. Hypertension. 1999;34:44-50.[53] Huynh NT, Tayek JA. Oral arginine reduces systemic blood pressure in type 2 diabetes: its potential role in nitric oxide generation. J Am Coll Nutr. 2002;21:422-7.[54] Ignarro LJ, Balestrieri ML, Napoli C. Nutrition, physical activity, and cardiovascular disease: an update. Cardiovasc Res. 2007;73:326-40.[55] Krebs HA, Henseleit K. Untersuchungen über die Harnstoffbildung im Tierkörper. Z Physiol Chem. 1932a;210:33-66 [56] Krebs HA, Henseleit K. Untersuchungen über die Harnstoffbildung im Tierkörper.Klin Wchschr. 1932b;11:1137-1139. [57] Kreuzer J, Tiefenbacher C. Atherosklerose. Thieme, Stuttgart/New York 2003 [58] Landberg R, Naidoo N, van Dam RM. Diet and endothelial function: from individual components to dietary patterns. Curr Opin Lipidol. 2012;23:147-55. [59] Laufs U: Koronarkreislauf. In: Siegenthaler W, Blum HE (Hrsg.): Klinische Pathophysiologie. 9.Auflage, Thieme, 2006, S. 620-627 [60] Le Tourneau T, Van Belle E, Corseaux D, Vallet B, Lebuffe G, Dupuis B, Lablanche JM, McFadden E, Bauters C, Bertrand ME. Role of nitric oxide in restenosis after experimental balloon angioplasty in the hypercholesterolemic rabbit: effects on neointimal hyperplasia and vascular remodeling. J Am Coll Cardiol. 1999;33:876-82. [61] Lekakis JP, Papathanassiou S, Papaioannou TG, Papamichael CM, Zakopoulos N, Kotsis V, Dagre AG, Stamatelopoulos K, Protogerou A, Stamatelopoulos SF. Oral L-arginine improves endothelial dysfunction in patients with essential hypertension. Int J Cardiol. 2002;86:317-23. [62] Lerman A, Burnett JC Jr, Higano ST, McKinley LJ, Holmes DR Jr. Long-term L-arginine supplementation improves small-vessel coronary endothelial function in humans. Circulation. 1998;97:2123-8. [63] Li HF, Tian ZF, Qiu XQ, Wu JX, Zhang P, Jia ZJ. A study of mechanisms involved in vasodilatation induced by resveratrol in isolated porcine coronary artery. Physiol Res. 2006;55:365-72. [64] Li G, Regunathan S, Barrow CJ, Eshraghi J, Cooper R, Reis DJ. Agmatine: an endogenous clonidine-displacing substance in the brain. Science. 1994;263:966-9. [65] Libby P, Ridker PM, Hansson GK. Progress and challenges in translating the biology of atherosclerosis. Nature. 2011;473:317-25. [66] Mas M. A close look at the endothelium: Its role in the regulation of vasomotor tone. Eur Urology (suppl 8). 2009; 48-57. [67] Maxwell AJ, Anderson B, Zapien MP, Cooke JP. Endothelial dysfunction in hypercholesterolemia is reversed by a nutritional product designed to enhance nitric oxide activity. Cardiovasc Drugs Ther. 2000a;14:309-16. [68] Maxwell AJ, Anderson BE, Cooke JP. Nutritional therapy for peripheral arterial disease: a double-blind, placebo-controlled, randomized trial of HeartBar. Vasc Med. 2000;5:11-9. [69] McDonald KK, Zharikov S, Block ER, Kilberg MS. A caveolar complex between the cationic amino acid transporter 1 and endothelial nitric-oxide synthase may explain the "arginine paradox". J Biol Chem. 1997;272:31213-6. [70] Morris SM Jr. Arginine metabolism: boundaries of our knowledge. J Nutr. 2007;137(6 Suppl 2):1602S-1609S. [71] Morris SM Jr. Recent advances in arginine metabolism: roles and regulation of the arginases. Br J Pharmacol. 2009;157:922-30. [72] Münzel T, Gori T, Bruno RM, Taddei S. Is oxidative stress a therapeutic target in cardiovascular disease? Eur Heart J. 2010;31:2741-8. [73] Münzel T. [Endothelial dysfunction: pathophysiology, diagnosis and prognosis]. Dtsch Med Wochenschr. 2008;133:2465-70. [74] Napoli C, de Nigris F, Williams-Ignarro S, Pignalosa O, Sica V, Ignarro LJ. Nitric oxide and atherosclerosis: an update. Nitric Oxide. 2006;15:265-79. [75] Packard RR, Libby P. Inflammation in atherosclerosis: from vascular biology to biomarker discovery and risk prediction. Clin Chem. 2008;54:24-38. [76] Palm F, Onozato ML, Luo Z, Wilcox CS. Dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH): expression, regulation, and function in the cardiovascular and renal systems. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007;293:H3227-45. [77] Palmer RM, Ashton DS, Moncada S. Vascular endothelial cells synthesize nitric oxide from L-arginine. Nature. 1988a;333:664-6. [78] Palmer RM, Rees DD, Ashton DS, Moncada S. L-arginine is the physiological precursor for the formation of nitric oxide in endothelium-dependent relaxation. Biochem Biophys Res Commun. 1988b;153:1251-6. [79] Piatti PM, Monti LD, Valsecchi G, Magni F, Setola E, Marchesi F, Galli-Kienle M, Pozza G, Alberti KG. Long-term oral L-arginine administration improves peripheral and hepatic insulin sensitivity in type 2 diabetic patients. Diabetes Care. 2001;24:875-80. [80] Rector TS, Bank AJ, Mullen KA, Tschumperlin LK, Sih R, Pillai K, Kubo SH. Randomized, double-blind, placebo-controlled study of supplemental oral L-arginine in patients with heart failure. Circulation. 1996;93:2135-41. [81] Rocha VZ, Libby P. Obesity, inflammation, and atherosclerosis. Nat Rev Cardiol. 2009;6:399-409. [82] Roessner A, Kirkpatrick CJ, Schneider J. Gefäße. In: Böcker W, Denk H, Heitz PHU (Hrsg): Pathologie. 2. Auflage, Urban&Fischer, München/Jena 2001, S. 465-479 [83] Rogers QR, Freedland RA, Symmons RA. In vivo synthesis and utilization of arginine in the rat. Am J Physiol. 1972;223:236-40. [84] Rose WC, Haines WJ, Warner DT. The amino acid requirements of man. V. The role of lysine, arginine, and tryptophan. J Biol Chem. 1954;206:421-30. [85] Rose WC, Wixom RL, Lockhart HB, Lambert GF. The amino acid requirements of man. XV. The valine requirement; summary and final observations. J Biol Chem. 1955;217:987-95. [86] Rose WC. The amino acid requirements of adult man. Nutr Abstr Rev Ser Hum Exp. 1957 Jul;27:631-47. [87] Roth E, Wessner B. [L-arginine: an amino acid with multiple effects]. Wien Klin Wochenschr. 2005;117:666-72. [88] Schmidt HH, Nau H, Wittfoht W, Gerlach J, Prescher KE, Klein MM, Niroomand F, Böhme E. Arginine is a physiological precursor of endothelium-derived nitric oxide. Eur J Pharmacol. 1988;154:213-6. [89] Schulman SP, Becker LC, Kass DA, Champion HC, Terrin ML, Forman S, Ernst KV,Kelemen MD, Townsend SN, Capriotti A, Hare JM, Gerstenblith G. L-arginine therapy in acute myocardial infarction: the Vascular Interaction With Age in Myocardial Infarction (VINTAGE MI) randomized clinical trial. JAMA. 2006;295:58-64. [90] Schulze E, Steiger E. Über das Arginin. Z Physiol Chem. 1886;11:43-65. [91] Schulze E, Winterstein E. Über ein Spaltungsprodukt des Arginin. Ber Dtsch Chem Ges. 1897;30:2879-2882. [92] Scull CW, Rose WC. Arginine metabolism: The relation of the arginine content of the diet to the increments in tissue arginine during growth. J Biol Chem. 1930;89:109-123. [93] Shao A, Hathcock JN. Risk assessment for the amino acids taurine, L-glutamine and L-arginine. Regul Toxicol Pharmacol. 2008;50:376-99. [94] Schini-Kerth VB, Auger C, Kim JH, Etienne-Selloum N, Chataigneau T. Nutritional improvement of the endothelial control of vascular tone by polyphenols: role of NO and EDHF. Pflugers Arch. 2010;459:853-62. [95] Sibal L, Agarwal SC, Home PD, Boger RH. The Role of Asymmetric Dimethylarginine (ADMA) in Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Disease. Curr Cardiol Rev. 2010;6:82-90. [96] Statistisches Bundesamt. Fachserie 12 Reihe 4. Todesursachen 2010. Verfügbar unter: http://www.destatis.de/jetspeed/portal/cms/Sites/destatis/Internet/DE/Content/Publikationen/Fachveroeffentlichungen/Gesundheit/Todesursachen/Todesursachen2120400107004,property=file.pdf [97] Ströhle A. Die Bedeutung von Arginin im arteriosklerotischen Geschehen – biochemische und therapeutische Aspekte einer semiessentiellen Aminosäure. J Orthomol Med. 2011;9:47-62. [98] Sydow K, Schwedhelm E, Arakawa N, Bode-Böger SM, Tsikas D, Hornig B, Frölich JC, Böger RH. ADMA and oxidative stress are responsible for endothelial dysfunction in hyperhomocyst(e)inemia: effects of L-arginine and B vitamins. Cardiovasc Res. 2003;57:244-52. [99] Tentolouris C, Tousoulis D, Stefanadis C. L-arginine "paradox" in coronary atherosclerosis. Circulation. 2004;110:e71. [100] Theilmeier G, Chan JR, Zalpour C, Anderson B, Wang BY, Wolf A, Tsao PS, Cooke JP. Adhesiveness of mononuclear cells in hypercholesterolemic humans is normalized by dietary L-arginine. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1997;17:3557-64. [101] Thiery J, Teupser D. Oxidierte Low-density-Lipoproteine und Atherogenese. In: Schwandt, Richter Parhofer (Hrsg.): Handbuch Fettstoffwechselstörungen. 2. Auflage, Schattauer, Stuttgart/New York 2011, S. 693-704 [102] Tousoulis D, Böger RH, Antoniades C, Siasos G, Stefanadi E, Stefanadis C. Mechanisms of disease: L-arginine in coronary atherosclerosis--a clinical perspective. Nat Clin Pract Cardiovasc Med. 2007;4:274-83. [103] Tsikas D, Böger RH, Sandmann J, Bode-Böger SM, Frölich JC. Endogenous nitric oxide synthase inhibitors are responsible for the L-arginine paradox. FEBS Lett. 2000;478:1-3. [104] Vanhoutte PM. Endothelial dysfunction: the first step toward coronary arteriosclerosis. Circ J. 2009;73:595-601. [105] Vita JA. Endothelial function. Circulation. 2011;124:e906-12. [106] Wang BY, Singer AH, Tsao PS, Drexler H, Kosek J, Cooke JP. Dietary arginine prevents atherogenesis in the coronary artery of the hypercholesterolemic rabbit. J Am Coll Cardiol. 1994;23:452-8. [107] Windmueller HG, Spaeth AE. Respiratory fuels and nitrogen metabolism in vivo in small intestine of fed rats. Quantitative importance of glutamine, glutamate, and aspartate. J Biol Chem. 1980;255:107-12. [108] Windmueller HG, Spaeth AE. Source and fate of circulating citrulline. Am J Physiol. 1981;241:E473-80. [109] Windmueller HG, Spaeth AE. Uptake and metabolism of plasma glutamine by the small intestine. J Biol Chem. 1974;249:5070-9. [110] Wolf A, Zalpour C, Theilmeier G, Wang BY, Ma A, Anderson B, Tsao PS, Cooke JP. Dietary L-arginine supplementation normalizes platelet aggregation in hypercholesterolemic humans. J Am Coll Cardiol. 1997;29:479-85. [111] Wu G, Morris SM Jr. Arginine metabolism: nitric oxide and beyond. Biochem J. 1998;336:1-17. [112] Young VR, AEl-Khoury AE. The notion of the nutritional essentiality of amino acids, revisited, with a note on the indispensable amino acid requirements in adults. In: Cynober L (ed.): Amino acid metabolism in health and diseases. CRC Press, Boca Raton, FL, USA, pp. 99-123 [113] Zuchi C, Ambrosio G, Lüscher TF, Landmesser U. Nutraceuticals in cardiovascular prevention: lessons from studies on endothelial function. Cardiovasc Ther. 2010 Aug;28(4):187-201}

Autoren

Dr. Alexander Ströhle

Prof. Dr. Andreas Hahn

Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung,
Leibniz Universität Hannover

Korrespondenzadresse

Dr. Alexander Ströhle
Leibniz Universität Hannover
Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung
Am Kleinen Felde 30
30167 Hannover
E-Mail: stroehle@nutrition.uni-hannover.de

DAZ 2012, Nr. 21, S. 74