Биоактивни пептиди за профилактика на хипертония и вторични заболявания - Институт по физиология -
Измерване на кръвно налягане и сърдечен звук при плъхове: Измерването на кръвното налягане се извършва аналогично на измерването на рамото при хора на опашката на плъха
Сърдечно-съдовите заболявания са причина за смърт номер 1. Един от водещите рискови фактори за това е хипертонията, която е свързана с редица вторични заболявания (инфаркт, сърдечна недостатъчност, инсулт). Съгласно насоките на DGK, EHA, AHA и ACC, фармакологичното лечение на хипертонията трябва да се предшества от оптимизиране на факторите на начина на живот. Те включват физическа активност, загуба на тегло и диетични мерки. Диетичните продукти се фокусират върху естествени биоактивни вещества, които инхибират активността на RAAS. Група естествени пептиди, за които е доказан АСЕ-инхибиращ ефект, представлява особено интересен клас вещества, но проучванията противоречат на тяхната ефективност и изясняването на причинно-следствения механизъм на действие все още е отворено [1].
Сензорът за пулс е разположен до маншета за кръвно налягане. Размерите на сърцето се определят с помощта на ултразвукова диагностика
В предишни изследователски изследвания в Института по физиология (включително в сътрудничество с Професорството по хранителна химия в ТУ Дрезден беше възможно да се идентифицира нов клас АСЕ-инхибиращи пептиди, които бяха защитени с подходящи патенти [2, 3] Съдържащите триптофан дипептиди изолевцин-триптофан (IW) и триптофан-левцин (WL). Те могат да бъдат получени чрез целенасочено ензимно разграждане на протеина алфа-лакталбумин, съдържащ се в суроватката и се характеризират със силен ACE-инхибиращ ефект. IW е особено добър тук поради много мощното си инхибиране in vitro (концентрация IC50, която е необходима за 50% инхибиране на активността, от 0,7 ± 0,3 µM) [4], въпреки че дипептидът IW има индивидуално различна степен на разграждане в плазмата от всички дипептиди, получени от хранителни протеини, той показва най-силен инхибиторен ефект върху АСЕ активността в човешката плазма [5, 6].
Развитие на кръвното налягане в зависимост от възрастта при спонтанно хипертонични плъхове: Храненето с протеинова смес с повишен дял на съдържащите триптофан пептиди намалява повишаването на кръвното налягане подобно на фармакологичния АСЕ инхибитор каптоприл. Храненето с нехидролизирана протеинова смес няма този ефект на понижаване на кръвното налягане.
Проучванията за хранене с плъхове (в така наречения спонтанно хипертоничен модел на плъхове - SHR) в продължение на 14 седмици показват, че приемът на IW предотвратява повишаването на кръвното налягане, което обикновено се случва при тези животни [7]. В допълнение към това, допълнителни проучвания показват подобрена сърдечно-съдова функция на животните, лекувани с IW или каптоприл (фармацевтични АСЕ инхибитори) [7, 8].
Въз основа на ефектите от IW в проучванията върху животни и за потенциална употреба при хора, бионаличността на IW е анализирана в проучвания при хора. Проучванията са проведени с нормотензивни доброволци. В отделно двойно-сляпо проучване, аналогично на проучване върху животни с нормотензивни плъхове, не може да се определят промени в кръвното налягане след перорален прием на IW [9]. Въпреки това, след започване на IW, ясно инхибиране на плазмения ACE вече беше измеримо след няколко минути и инхибиращият ефект продължи 4 часа, като основните стойности бяха достигнати отново след 24 часа. Влиянието на отделните аминокиселини изолевцин (I) и триптофан (W) върху АСЕ активността в плазмата може да бъде изключено [10]. Успоредно с инхибирането на ACE, концентрацията на IW в плазмата се увеличава. Въпреки това, свободният IW е количествено определен само в средния наномоларен диапазон в плазмата, така че с това количество ACE инхибирането, определено паралелно, като се вземе предвид предварително определената стойност IC50 в ниския микромоларен диапазон, не може да бъде обяснено с директно инхибиране [9].
Предишните проучвания ясно показват, че включването на IW в нормотензивния модел на плъхове постига ACE инхибиции с подобен мащаб, както в проучванията при хора с нормотензивни тестови субекти. В допълнение, моделът с високо налягане на плъховете показва антихипертензивен ефект. Паралелно с инхибирането на АСЕ, IW може да се открие в човешката плазма след перорално приложение. Получените концентрации на пептиди в плазмата обаче са твърде ниски, за да обяснят откриваемото АСЕ инхибиране (в плазмата) единствено чрез директно инхибиране.
Целта на настоящите проучвания е да се разберат причинно-следствените връзки между ефектите на малките пептиди, особено IW и тяхното ACE инхибиране in vivo. Това е необходимо, за да можем да използваме тези знания за оптимално генериране на антихипертензивни и съдови защитни храни на базата на биоактивни пептиди. Като част от балансираната диета, те могат да имат положително влияние върху кръвното налягане и по този начин да намалят риска от хипертония и да забавят нуждата от лекарствена терапия.
Публикации
[1] Мартин М, Deussen A. Ефекти на природните пептиди от хранителни протеини върху ангиотензин конвертиращата ензимна активност и хипертония, Критични отзиви в науката за храните и храненето. 2017. DOI: 10.1080/10408398.2017.1402750 [IF: 6,015]
[2] Henle T, Deussen A, Мартин М, ТУ Дрезден. Триптофан-съдържащи пептиди от алфа-лакталбумин, съдържащи хидролизати на суроватъчен протеин и тяхната употреба. Японски патентен номер 5745402. Дата на регистрация: 27 май 2015 г.
[3] Henle T, Deussen A, Мартин М, ТУ Дрезден. Хидролизат на суроватъчен протеин, съдържащ триптофан пептид, състоящ се от алфа лакталбумин и неговото използване. Патент ЕР 2 320751 В1. Дата на подаване: 07/02/2009
[4] Мартин М, Wellner A, Ossowski I, Henle T. Идентифициране и количествено определяне на инхибиторите за ангиотензин-конвертиращи ензими в хипоалергенни млека за кърмачета. J Agric Food Chem.2008 г. 6333-6338. doi: 10.1021/jf800865b
[5] Khedr S, Мартин М, Deussen A. Инхибираща ефикасност и биологична вариабилност на съдържащите триптофан дипептиди върху човешка плазмена ангиотензин конвертираща ензимна активност. J Хипертенс. 2015 г .; 4: 198. doi: 10.4172/2167-1095.1000198
[6] Michelke L, Deussen A, Dieterich P, Мартин М. Ефекти на биоактивни пептиди, кодирани в суроватъчен, соев и оризов протеин върху локалната и системна ангиотензин-конвертираща ензимна активност. Вестник за функционалните храни. 2017. 28: 299-305
[7] Мартин М, Kopaliani I, Jannasch A, Mund C, Todorov V, Henle T, Deussen A, Антихипертензивни и кардиопротективни ефекти на дипептида изолевцин-триптофан и хидролизат на суроватъчен протеин. Acta Physiol (Oxf). 2015 г. 22 август doi: 10.1111/apha.12578
[8] Khedr S, Deussen A, Kopaliani I, Zatschler B, Мартин М. Ефекти на съдържащите триптофан пептиди върху ангиотензин конвертиращата ензимна активност и тонуса на съдовете ех vivo и in vivo. Eur J Nutr. 2017. doi 10.1007/s00394-016-1374-y
[9] Мартин М*, Lunow D *, Nguyen T, Schwarz L, Khedr S, Moskopp ML, Henle T, Deussen A. Перорална бионаличност и ACE инхибиране на съдържащите триптофан пептиди от хидролизат на суроватъчен протеин in vivo. [* допринесе еднакво за тази работа] (в ревизия Eur J Nutr)
[10] Император S *, Мартин М *, Lunow D, Rudolph S, Mertten S, Möckel U, Deußen A, Henle T. Дипептидите, съдържащи триптофан, са бионалични и инхибират плазмения човешки АСЕ in vivo. Международна Dairy J. 2016; 52: 107-114 [*допринесе еднакво за тази работа]