Arginine et NO contre l'hypertrophie du cœur des sportifs

[Nutrimuscle-Conseils]

Augmented endothelial l-arginine transport ameliorates pressure-overload-induced cardiac hypertrophy
Niwanthi W. Rajapakse Experimental Physiology Volume 100, Issue 7, pages 796–804, 1 July 2015

New Findings
•What is the central question of this study?

What is the potential role of endothelial NO production via overexpression of the l-arginine transporter, CAT1, as a mitigator of cardiac hypertrophy?

•What is the main finding and its importance?

Augmentation of endothelium-specific l-arginine transport via CAT1 can attenuate pressure-overload-dependent cardiac hypertrophy and fibrosis. Our findings support the conclusion that interventions that improve endothelial l-arginine transport may provide therapeutic utility in the setting of myocardial hypertrophy. Such modifications may be introduced by exercise training or locally delivered gene therapy, but further experimental and clinical studies are required.

Endothelial dysfunction has been postulated to play a central role in the development of cardiac hypertrophy, probably as a result of reduced NO bioavailability. We tested the hypothesis that increased endothelial NO production, mediated by increased l-arginine transport, could attenuate pressure-overload-induced cardiac hypertrophy. Echocardiography and blood pressure measurements were performed 15 weeks after transverse aortic constriction (TAC) in wild-type (WT) mice (n = 12) and in mice with endothelium-specific overexpression of the l-arginine transporter, CAT1 (CAT+; n = 12). Transverse aortic constriction induced greater increases in heart weight to body weight ratio in WT (by 47%) than CAT+ mice (by 25%) compared with the respective controls (P ≤ 0.05). Likewise, the increase in left ventricular wall thickness induced by TAC was significantly attenuated in CAT+ mice (P = 0.05). Cardiac collagen type I mRNA expression was greater in WT mice with TAC (by 22%; P = 0.03), but not in CAT+ mice with TAC, compared with the respective controls. Transverse aortic constriction also induced lesser increases in β-myosin heavy chain mRNA expression in CAT+ mice compared with WT (P ≤ 0.05). Left ventricular systolic pressure after TAC was 36 and 39% greater in WT and CAT+ mice, respectively, compared with the respective controls (P ≤ 0.001). Transverse aortic constriction had little effect on left ventricular end-diastolic pressure in both genotypes.

Taken together, these data indicate that augmenting endothelial function by overexpression of l-arginine transport can attenuate pressure-overload-induced cardiac hypertrophy.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l’étude

Le transport de L-Arginine améliore l’hypertrophie cardiaque suite à la pression induite.
Niwanthi W. Rajapakse physiologie expérimentale Volume 100, Issue 7, pages 796-804, Juillet 1 2015

Nouveaux résultats
• Quelle est la question centrale de cette étude?

Quel est le rôle potentiel du NO endothélial via l’augmentation du transporteur L-arginine, CAT1, comme un atténuateur de l'hypertrophie cardiaque?

• Quelle est la principale conclusion et son importance de cette étude?

L’augmentation du transport de L-arginine de l’endothélium, via CAT1, afin d’atténuer l’hypertrophie et la fibrose cardiaque. Nos résultats soutiennent la conclusion dans le cadre de l’hypertrophie myocardiaque. Les modifications induites par l’entrainement, sont influencées par l’émergence d’autres études. La dysfonction endothéliale joue un rôle central dans un le développement de l’hypertrophie cardiaque, en raison de la réduction de la biodisponibilité de NO. Nous avons testé l’hypothèse d’une augmentation de la production de NO dans les endothéliales via le transport de L-arginine, pourrait d’atténuer l’hypertrophie cardiaque. L’échocardiographie et la pression artérielle ont été mesurés 15 semaines après le retrécissement aortique (TAC) chez des souris (WT) (n=12), avec le transport spécifique de l’endothélium (CAT1) et L-arginine transporteur (CAT +; n = 12). La constriction caortique induit une augmentation plus importante du poids du cœur par rapport au poids de corps dans le document WT (47%) que CAT + souris (de 25%) par rapport aux contrôles de respectively (P ≤ 0,05). De même, l'augmentation de l'épaisseur de la paroi ventriculaire gauche induite par TAC CAT est significativement atténuée chez les souris + (P = 0,05). Le collagène cardiaque de type I via l'ARNm chez les souris WT avec ce Grand TAC (de 22%; P = 00:03), mais pas dans les CAT + souris avec TAC, par rapport aux témoins. La constriction aortique transverse induit des augmentations dans l’expression de l'ARNm de la myosine chez les souris CAT + Comparé avec WT (P ≤ 0,05). La pression systolique ventriculaire Gauche après TAC 36 et 39% de plus dans le document WT et CAT + souris, respectivement, par rapport aux témoins (P ≤ 0,001). La constriction aortique transverse a eu peu d'effet sur l'extrémité ventriculaire gauche diastolique dans les deux génotypes.

Dans l’ ensemble, les données indiquent qu’il n’y a pas d’augmentation de la fonction endothéliale par le transport L-arginine peut atténuer l'hypertrophie.

[Nutrimuscle-Conseils]

CB2 receptor agonist and L- arginine combination attenuates diabetic cardiomyopathy in rats via NF-ĸβ inhibition
Vivek S Kumawat Canadian Journal of Physiology and Pharmacology • 3 December 2021 •

Beta-caryophyllene (BCP), a cannabinoid 2 receptor (CB2) agonist has recently been found to have cardioprotective activity as an anti-inflammatory and antioxidant molecule. L-arginine (LA), a nitric oxide (NO) donor is a potential regulator of cardiovascular function. Considering the role of CB2 receptor activation and NO regulation in cardiovascular diseases, the combination of BCP with LA may be a possible treatment of diabetic cardiomyopathy (DCM). Hence, we investigated the efficacy of the novel combination of BCP with LA on cardiovascular inflammation and oxidative stress in diabetic rats. DCM was induced by Streptozotocin (55 mg/kg) in SD rats intraperitoneally. BCP, LA and BCP with LA were administered to diabetic rats for 4 weeks. After completion of the study, hemodynamic parameters, biochemical parameters, and inflammatory cytokine levels were analyzed. Also, oxidative stress parameters, NF-ĸβ expression and histopathology in cardiac tissues were estimated. The combination of BCP (200 mg/kg) with LA (200 mg/kg) significantly normalized the hemodynamic parameters and decreased the glucose, cardiac markers, IL-6 and TNF-α levels. Treatment of BCP and LA showed a significant decrease in oxidative stress and down-regulated the cardiac expression of NF-ĸβ. Thus, the combination of BCP with LA improves cardiac functions by attenuating inflammation through NF-ĸβ inhibition in DCM.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

L'agoniste des récepteurs CB2 et la combinaison de L-arginine atténuent la cardiomyopathie diabétique chez le rat via l'inhibition de NF-ĸβ
Vivek S Kumawat Revue canadienne de physiologie et de pharmacologie • 3 décembre 2021 •

Le bêta-caryophyllène (BCP), un agoniste du récepteur cannabinoïde 2 (CB2), s'est récemment révélé avoir une activité cardioprotectrice en tant que molécule anti-inflammatoire et antioxydante. La L-arginine (LA), un donneur d'oxyde nitrique (NO) est un régulateur potentiel de la fonction cardiovasculaire. Compte tenu du rôle de l'activation des récepteurs CB2 et de la régulation du NO dans les maladies cardiovasculaires, l'association de BCP avec LA peut être un traitement possible de la cardiomyopathie diabétique (DCM). Par conséquent, nous avons étudié l'efficacité de la nouvelle combinaison de BCP avec LA sur l'inflammation cardiovasculaire et le stress oxydatif chez les rats diabétiques. Le DCM a été induit par la streptozotocine (55 mg/kg) chez des rats SD par voie intrapéritonéale. BCP, LA et BCP avec LA ont été administrés à des rats diabétiques pendant 4 semaines. Une fois l'étude terminée, les paramètres hémodynamiques, les paramètres biochimiques et les niveaux de cytokines inflammatoires ont été analysés. De plus, les paramètres du stress oxydatif, l'expression de NF-ĸβ et l'histopathologie dans les tissus cardiaques ont été estimés. La combinaison de BCP (200 mg/kg) avec LA (200 mg/kg) a significativement normalisé les paramètres hémodynamiques et diminué les taux de glucose, de marqueurs cardiaques, d'IL-6 et de TNF-α. Le traitement du BCP et du LA a montré une diminution significative du stress oxydatif et a régulé à la baisse l'expression cardiaque de NF-ĸβ. Ainsi, la combinaison de BCP avec LA améliore les fonctions cardiaques en atténuant l'inflammation grâce à l'inhibition de NF-ĸβ dans le DCM.

[Nutrimuscle-Conseils]

Physical Exercise and Cardiac Repair: The Potential Role of Nitric Oxide in Boosting Stem Cell Regenerative Biology
by Fabiola Marino Antioxidants 2021, 10(7), 1002;

Over the years strong evidence has been accumulated showing that aerobic physical exercise exerts beneficial effects on the prevention and reduction of cardiovascular risk. Exercise in healthy subjects fosters physiological remodeling of the adult heart. Concurrently, physical training can significantly slow-down or even reverse the maladaptive pathologic cardiac remodeling in cardiac diseases, improving heart function. The underlying cellular and molecular mechanisms of the beneficial effects of physical exercise on the heart are still a subject of intensive study.

Aerobic activity increases cardiovascular nitric oxide (NO) released mainly through nitric oxidase synthase 3 activity, promoting endothelium-dependent vasodilation, reducing vascular resistance, and lowering blood pressure. On the reverse, an imbalance between increasing free radical production and decreased NO generation characterizes pathologic remodeling, which has been termed the “nitroso-redox imbalance”. Besides these classical evidence on the role of NO in cardiac physiology and pathology, accumulating data show that NO regulate different aspects of stem cell biology, including survival, proliferation, migration, differentiation, and secretion of pro-regenerative factors.

Concurrently, it has been shown that physical exercise generates physiological remodeling while antagonizes pathologic remodeling also by fostering cardiac regeneration, including new cardiomyocyte formation. This review is therefore focused on the possible link between physical exercise, NO, and stem cell biology in the cardiac regenerative/reparative response to physiological or pathological load. Cellular and molecular mechanisms that generate an exercise-induced cardioprotective phenotype are discussed in regards with myocardial repair and regeneration. Aerobic training can benefit cells implicated in cardiovascular homeostasis and response to damage by NO-mediated pathways that protect stem cells in the hostile environment, enhance their activation and differentiation and, in turn, translate to more efficient myocardial tissue regeneration. Moreover, stem cell preconditioning by and/or local potentiation of NO signaling can be envisioned as promising approaches to improve the post-transplantation stem cell survival and the efficacy of cardiac stem cell therapy.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Exercice physique et réparation cardiaque : le rôle potentiel de l'oxyde nitrique dans la stimulation de la biologie régénérative des cellules souches
par Fabiola Marino Antioxydants 2021, 10(7), 1002 ;

Au fil des ans, des preuves solides ont été accumulées montrant que l'exercice physique aérobie exerce des effets bénéfiques sur la prévention et la réduction du risque cardiovasculaire. L'exercice physique chez le sujet sain favorise le remodelage physiologique du cœur adulte. Parallèlement, l'entraînement physique peut considérablement ralentir ou même inverser le remodelage cardiaque pathologique inadapté dans les maladies cardiaques, améliorant ainsi la fonction cardiaque. Les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents des effets bénéfiques de l'exercice physique sur le cœur font encore l'objet d'études intensives.

L'activité aérobie augmente l'oxyde nitrique cardiovasculaire (NO) libéré principalement par l'activité de la nitrique oxydase synthase 3, favorisant la vasodilatation dépendante de l'endothélium, réduisant la résistance vasculaire et abaissant la pression artérielle. A l'inverse, un déséquilibre entre l'augmentation de la production de radicaux libres et la diminution de la génération de NO caractérise le remodelage pathologique, appelé « déséquilibre nitroso-redox ». Outre ces preuves classiques sur le rôle du NO dans la physiologie et la pathologie cardiaques, les données accumulées montrent que le NO régule différents aspects de la biologie des cellules souches, notamment la survie, la prolifération, la migration, la différenciation et la sécrétion de facteurs pro-régénératifs.

Parallèlement, il a été démontré que l'exercice physique génère un remodelage physiologique tout en antagonisant le remodelage pathologique également en favorisant la régénération cardiaque, y compris la formation de nouveaux cardiomyocytes. Cette revue se concentre donc sur le lien possible entre l'exercice physique, le NO et la biologie des cellules souches dans la réponse cardiaque régénérative/réparatrice à la charge physiologique ou pathologique. Les mécanismes cellulaires et moléculaires qui génèrent un phénotype cardioprotecteur induit par l'exercice sont discutés en ce qui concerne la réparation et la régénération du myocarde. L'entraînement aérobie peut être bénéfique pour les cellules impliquées dans l'homéostasie cardiovasculaire et la réponse aux dommages causés par les voies médiées par le NO qui protègent les cellules souches dans l'environnement hostile, améliorent leur activation et leur différenciation et, à leur tour, se traduisent par une régénération plus efficace des tissus myocardiques. De plus, le préconditionnement des cellules souches par et/ou la potentialisation locale de la signalisation NO peuvent être envisagés comme des approches prometteuses pour améliorer la survie des cellules souches post-transplantation et l'efficacité de la thérapie par cellules souches cardiaques.

[Nutrimuscle-Conseils]

The Potential of L-Arginine in Prevention and Treatment of Disturbed Carbohydrate and Lipid Metabolism—A Review
by Aleksandra Szlas Nutrients 2022, 14(5), 961;

L-arginine, an endogenous amino acid, is a safe substance that can be found in food. The compound is involved in synthesis of various products responsible for regulatory functions in the body. Particularly noteworthy is, among others, nitric oxide, a signaling molecule regulating carbohydrate and lipid metabolism. The increasing experimental and clinical data indicate that L-arginine supplementation may be helpful in managing disturbed metabolism in obesity, regulate arterial blood pressure or alleviate type 2 diabetes symptoms, but the mechanisms underlying these effects have not been sufficiently elucidated.

This review aims to present the up-to-date information regarding the current uses and health-promoting potential of L-arginine, its effects on nitric oxide, carbohydrate and lipid metabolisms, based on the results of in vivo, in vitro studies, and clinical human trials. Available literature suggests that L-arginine may have beneficial effects on human health. However, some studies found that higher dietary L-arginine is associated with worsening of an existing disease or may be potential risk factor for development of some diseases. The mechanisms of regulatory effects of L-arginine on carbohydrate and lipid metabolism have not been fully understood and are currently under investigation.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Le potentiel de la L-arginine dans la prévention et le traitement des perturbations du métabolisme des glucides et des lipides - Une revue
par Aleksandra Szlas Nutrients 2022, 14(5), 961;

La L-arginine, un acide aminé endogène, est une substance sûre que l'on peut trouver dans les aliments. Le composé est impliqué dans la synthèse de divers produits responsables des fonctions de régulation dans le corps. Il convient notamment de noter, entre autres, l'oxyde nitrique, une molécule de signalisation régulant le métabolisme des glucides et des lipides. Les données expérimentales et cliniques croissantes indiquent que la supplémentation en L-arginine peut être utile pour gérer les troubles du métabolisme dans l'obésité, réguler la pression artérielle ou soulager les symptômes du diabète de type 2, mais les mécanismes sous-jacents à ces effets n'ont pas été suffisamment élucidés.

Cette revue vise à présenter les informations à jour concernant les utilisations actuelles et le potentiel de promotion de la santé de la L-arginine, ses effets sur le métabolisme de l'oxyde nitrique, des glucides et des lipides, sur la base des résultats d'études in vivo et in vitro, et essais cliniques humains. La littérature disponible suggère que la L-arginine peut avoir des effets bénéfiques sur la santé humaine. Cependant, certaines études ont montré qu'une teneur plus élevée en L-arginine alimentaire est associée à l'aggravation d'une maladie existante ou peut être un facteur de risque potentiel pour le développement de certaines maladies. Les mécanismes des effets régulateurs de la L-arginine sur le métabolisme des glucides et des lipides n'ont pas été entièrement compris et sont actuellement à l'étude