Bioaktívne peptidy na prevenciu hypertenzie a sekundárnych chorôb - Fyziologický ústav -

peptidy

Meranie krvného tlaku a srdcového zvuku u potkanov: Meranie krvného tlaku sa vykonáva analogicky ako meranie ramenom u ľudí na chvoste potkana.

Kardiovaskulárne choroby sú na celom svete príčinou úmrtí 1. Jedným z hlavných rizikových faktorov je hypertenzia, ktorá je spojená s množstvom sekundárnych chorôb (srdcový infarkt, zlyhanie srdca, mŕtvica). Podľa pokynov DGK, EHA, AHA a ACC by mala farmakologickej liečbe hypertenzie predchádzať optimalizácia faktorov životného štýlu. Patria sem fyzická aktivita, chudnutie a stravovacie opatrenia. Dietetické výrobky sa zameriavajú na prírodné bioaktívne látky, ktoré inhibujú aktivitu RAAS. Skupina prírodných peptidov, u ktorých sa preukázal inhibičný účinok na ACE, predstavuje obzvlášť zaujímavú skupinu látok. Existujú však protichodné štúdie týkajúce sa účinnosti a objasnenie príčinného mechanizmu účinku je stále otvorené [1].

Pulzný senzor je umiestnený vedľa manžety krvného tlaku. Rozmery srdca sa určujú pomocou ultrazvukovej diagnostiky

V predchádzajúcich výskumných štúdiách na Fyziologickom ústave (vrátane spolupráce s profesorom potravinárskej chémie na TU Drážďany) bolo možné identifikovať novú triedu peptidov inhibujúcich ACE, ktoré boli chránené príslušnými patentmi [2, 3] Dipeptidy obsahujúce tryptofán, izoleucín-tryptofán (IW) a tryptofán-leucín (WL). Tieto sa dajú získať cieleným enzymatickým odbúravaním proteínu alfa-laktalbumínu obsiahnutého v srvátke a vyznačujú sa silným inhibičným účinkom na ACE. IW je tu zvláštny kvôli svojej veľmi silnej inhibícii in vitro (koncentrácia IC50, ktorá je nevyhnutná pre 50-percentnú inhibíciu aktivity, 0,7 ± 0,3 µM) [4], hoci má dipeptid IW individuálne odlišný stupeň degradácie v plazme zo všetkých dipeptidov získaných z potravinových proteínov preukázal najsilnejší inhibičný účinok na aktivitu ACE v ľudskej plazme [5, 6].

Na veku závislý vývoj krvného tlaku u spontánne hypertenzných potkanov: Kŕmenie proteínovej zmesi zvýšeným podielom peptidov obsahujúcich tryptofán znižuje zvýšenie krvného tlaku podobne ako farmakologický ACE inhibítor kaptopril. Kŕmenie nehydrolyzovanej proteínovej zmesi nemá tento účinok na zníženie krvného tlaku.

Štúdie kŕmenia potkanov (v takzvanom modeli spontánne hypertenzného potkana - SHR) počas 14 týždňov ukázali, že príjem IW zabránil zvýšeniu krvného tlaku, ktoré sa u týchto zvierat bežne vyskytuje [7]. Okrem toho ďalšie štúdie preukázali zlepšenú kardiovaskulárnu funkciu zvierat liečených IW alebo kaptoprilom (farmaceutické ACE inhibítory) [7, 8].

Na základe účinkov IW v štúdiách na zvieratách a na potenciálne použitie u ľudí sa biologická dostupnosť IW analyzovala v štúdiách na ľuďoch. Štúdie sa uskutočňovali s normotenznými dobrovoľníkmi. V samostatnej dvojito zaslepenej štúdii, analogickej so štúdiou na zvieratách s normotenznými potkanmi, po perorálnom podaní IW nebolo možné stanoviť žiadne zmeny krvného tlaku [9]. Avšak po iniciácii IW bola po niekoľkých minútach merateľná jasná inhibícia plazmatického ACE a inhibičný účinok trval 4 hodiny, pričom základné hodnoty sa dosiahli opäť po 24 hodinách. Môže byť vylúčený vplyv jednotlivých aminokyselín izoleucín (I) a tryptofán (W) na aktivitu ACE v plazme [10]. Paralelne s inhibíciou ACE sa zvýšila koncentrácia IW v plazme. Avšak voľný IW bol kvantifikovaný iba v strednom nanomolárnom rozmedzí v plazme, takže pri tomto množstve nemožno inhibíciu ACE stanovenú paralelne, berúc do úvahy predtým stanovenú hodnotu IC50 v nízkom mikromolárnom rozmedzí, vysvetliť priamou inhibíciou [9].

Predchádzajúce štúdie jasne ukazujú, že zahrnutie IW do modelu normotenzných potkanov dosahuje ACE inhibície podobnej veľkosti ako v štúdiách na ľuďoch s normotenznými testovanými subjektmi. Vysokotlakový model potkana navyše vykazoval antihypertenzný účinok. Súbežne s inhibíciou ACE bolo možné v ľudskej plazme po orálnom podaní detegovať IW. Avšak výsledné koncentrácie peptidu v plazme sú príliš nízke na to, aby sa dala zistiť detekovateľná inhibícia ACE (v plazme) iba priamou inhibíciou.

Cieľom súčasných štúdií je pochopiť kauzálne vzťahy medzi účinkami malých peptidov, najmä IW a ich ACE inhibície in vivo. To je nevyhnutné, aby bolo možné tieto znalosti využiť na optimálne generovanie antihypertenzívnych a vaskulárnych ochranných potravín na báze bioaktívnych peptidov. Ako súčasť vyváženej stravy môžu mať pozitívny vplyv na krvný tlak, a tak znížiť riziko hypertenzie a oddialiť potrebu liekovej terapie.

Publikácie

[1] Martin M, Deussen A. Účinky prírodných peptidov z potravinových proteínov na aktivitu enzýmu konvertujúceho angiotenzín a na hypertenziu, kritické recenzie v potravinárskej vede a výžive. 2017. DOI: 10.1080/10408398.2017.1402750 [AK: 6 015]

[2] Henle T, Deussen A., Martin M, TU Drážďany. Srvátkové bielkovinové hydrolyzáty obsahujúce peptidy obsahujúce alfa-laktalbumín obsahujúce tryptofán a ich použitie. Japonské číslo patentu 5745402. Dátum registrácie: 27. mája 2015

[3] Henle T, Deussen A., Martin M, TU Drážďany. Srvátkový proteínový hydrolyzát obsahujúci tryptofánový peptid pozostávajúci z alfa laktalbumínu a ich použitie. Patent EP 2 320751 B1. Dátum podania: 07/02/2009

[4] Martin M, Wellner A, Ossowski I, Henle T. Identifikácia a kvantifikácia inhibítorov pre enzýmy konvertujúce angiotenzín v hypoalergénnych formách pre dojčenské mlieko. J Agric Food Chem. 2008. 6333-6338. doi: 10,1021/jf800865b

[5] Khedr S, Martin M, Deussen A. Inhibičná účinnosť a biologická variabilita tryptofánu obsahujúceho dipeptidy na aktivitu enzýmu konvertujúceho angiotenzín v ľudskej plazme. J Hypertens. 2015; 4: 198. doi: 10,4172/2167-1095,1000198

[6] Michelke L, Deussen A, Dieterich P, Martin M. Účinky bioaktívnych peptidov šifrovaných v srvátkovej, sójovej a ryžovej bielkovine na lokálnu a systémovú aktivitu enzýmu konvertujúceho angiotenzín. Vestník funkčných potravín. 2017. 28: 299-305

[7] Martin M, Kopaliani I, Jannasch A, Mund C, Todorov V, Henle T, Deussen A, Antihypertenzívne a kardioprotektívne účinky dipeptidu izoleucín-tryptofán a srvátkový proteínový hydrolyzát. Acta Physiol (Oxf). 2015 22. augusta doi: 10,1111/apha.12578

[8] Khedr S, Deussen A, Kopaliani I, Zatschler B, Martin M. Účinky peptidov obsahujúcich tryptofán na aktivitu enzýmu konvertujúceho angiotenzín a tonus ciev ex vivo a in vivo. Eur J Nutr. 2017. doi 10.1007/s00394-016-1374-r

[9] Martin M*, Lunow D *, Nguyen T, Schwarz L, Khedr S, Moskopp ML, Henle T, Deussen A. Orálna biologická dostupnosť a ACE-inhibícia peptidov obsahujúcich tryptofán zo srvátkového proteínového hydrolyzátu in vivo. [* rovnako prispel k tejto práci] (v revízii Eur J Nutr)

[10] Cisár S *, Martin M *, Lunow D, Rudolph S, Mertten S, Möckel U, Deußen A, Henle T. Dipeptidy obsahujúce tryptofán sú biologicky dostupné a inhibujú ľudský ACE v plazme in vivo. Int. Dairy J. 2016; 52: 107–114 [*rovnako prispeli k tejto práci]