Кратковременный пероральный прием L-аргинина улучшает эндотелиальную функцию натощак при низких исходных значениях потокопосредованной вазодилатации: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований

Кратковременный пероральный прием L-аргинина улучшает эндотелиальную функцию натощак при низких исходных значениях потокопосредованной вазодилатации: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований

Согласно прогнозам, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), которые являются основным бременем и преобладающей группой хронических заболеваний во многих странах мира, станут основной причиной инвалидизации и смерти во всем мире в 21 столетии [1]. Эндотелиальная дисфункция является ранним патофизиологическим признаком и независимым предиктором неблагоприятного прогноза при большинстве ССЗ [2–4]. Установлено, что на функцию эндотелия влияют несколько факторов риска поражения сосудов. Устранение этих факторов может привести к восстановлению эндотелиальной функции [5, 6]. Метаболический путь L-аргинина/оксида азота (NO) играет важную роль в поддержании нормальной эндотелиальной функции, обуславливая расширение кровеносных сосудов (вазодилатацию). Частично заменимая аминокислота L-аргинин является единственным субстратом для синтеза NO эндотелиальными клетками сосудов. Следовательно, эта аминокислота способна улучшать эндотелиальную функцию, и предполагается ее роль в профилактике или лечения ССЗ и других сосудистых нарушений [7]. Данные предварительных отчетов позволяют предположить, что аргинин может быть полезным для улучшения течения таких медицинских состояний, как стенокардия, атеросклероз, поражение коронарных артерий (ПКА), эректильная дисфункция, сердечная недостаточность и перемежающаяся хромота/поражение периферических сосудов [8–10].

 Результаты ранее опубликованных клинических исследований свидетельствуют, что принимаемый перорально L-аргинин влияет на эндотелиальную функцию у лиц с гиперхолестеролемией, у пациентов с ПКА, у здоровых пожилых лиц и здоровых молодых лиц, которые курят [11–38]. Тем не менее размер выборки в этих исследованиях был небольшим, а выводы — противоречивыми. В результате конкретные эффекты аргинина продолжают оставаться предметом дискуссий.

В большинстве этих исследований эндотелиальную функцию оценивали натощак по величине ПОВД, которая отражает способность плечевой артерии расширяться в ответ на индуцированную ишемией гиперемию, а также позволяет оценить локальную биологическую активность NO в условиях физиологической стимуляции [38]. Целью настоящего обзора было изучить влияние L-аргинина на ПОВД.

Методы

Поиск литературы

Мы провели систематический поиск публикаций в электронных базах данных PubMed, Cochrane Library, Embase, обзорах, а также в списках литературы материалов, имеющих отношение к данной тематике. При этом использовали поисковый термин «arginine» (аргинин) в паре со следующими: «endothelial» (эндотелиальный), «endothelium» (эндотелий), «coronary heart disease» (коронарная болезнь сердца), «CVD» (сердечно-сосудистые заболевания, ССЗ), «stroke» (инсульт), «cerebrovascular disease» (цереброваскулярная болезнь), «ischemia» (ишемия) и «trial» (исследование).

Отбор статей

Мы отбирали завершенные опубликованные рандомизированные плацебо-контролируемые исследования без вмешивающихся факторов, посвященные пероральному приему L-аргинина, в которых оценку эндотелиальной функции выполняли натощак посредством определения величины ПОВД плечевой артерии. Пациенты должны были получать L-аргинин в течение ≥3 сут. Исследования, в которых для оценки эндотелиальной функции использовали другие методы, также были включены в систематический обзор, однако они не были отобраны для метанализа, поскольку данные этих исследований невозможно было объединить и провести их количественное сравнение.

Оценка качества исследований

Проведена оценка исследований по следующим параметрам: качество рандомизации, ослепления, предоставления информации о прекращении участия пациентов в исследовании, генерирования случайных чисел и сокрытия информации об отнесении пациентов к той или иной группе. Каждое исследование получало по одному баллу за каждый оцениваемый параметр, с возможными балльными оценками от 0 до 5 (наивысший уровень качества) [39].

Извлечение данных

Процесс поиска публикаций был независимо проверен двумя авторами (Y. Bai и L. Sun) с целью выявить исследования, имеющие отношение к данной тематике и соответствующие критериям включения в метаанализ. Несоответствия были устранены путем обсуждения. Извлекали данные о размере исследования, характеристиках пациентов (возраст, пол и сопутствующие заболевания в исходный период), схемах лечения (доза L-аргинина, продолжительность лечения) и изменениях величин ПОВД

Статистический анализ

Основной конечной точкой в настоящей работе являлось общее изменение ПОВД в результате приема L-аргинина. Показатель ВРС и 95% ДИ рассчитывали для общих изменений величины ПОВД, используя модели со случайным эффектом (R. DerSimonian и N. Laird) [40]. Статистическую неоднородность эффектов лечения в разных исследованиях проверяли с помощью критерия Кокрана (P<0,1). Критерий Ι2 был также проверен, и мы приняли значение Ι2 >50% как свидетельствующее о наличии статистически значимой неоднородности между исследованиями [41]. Предопределенные анализы в подгруппах и метарегрессионные анализы были проведены для оценки неоднородности в отношении эффектов лечения и влияния характеристик исследований. Систематическую ошибку, связанную с публикацией результатов исследований, оценивали с помощью воронкообразных графиков, метода регрессионного анализа по Egger [42] и метода «числа надежности» [43]. Статистический анализ выполняли с помощью пакетов статистических программ Stata (версия 9.0; Stata Corporation, College Station, TX) и REVMAN (версия 5.0; Cochrane Collaboration, Oxford, United Kingdom).

Результаты.

Результаты поиска

Всего в результате всех поисков в базах данных PubMed, Embase и Cochrane Library и поиска вручную (поиск публикаций, процитированных в предыдущих обзорах и поиск в списках литературы уже идентифицированных материалов) выявили 1466 статей; 1438 статей были исключены, поскольку в них были представлены результаты нерандомизированных контролируемых исследований или применяемые в этих исследованиях вмешательства не соответствовали целям данного метаанализа (такие как применение витамина C или других средств, предназначенных для улучшения эндотелиальной функции). Оценка полного текста 28 потенциально подходящих статей в результате привела к отбору 13 подходящих рандомизированных контролируемых исследований (рис. 1). Наиболее частыми причинами исключения исследований были следующие: L-аргинин применяли не перорально, а внутривенно в 5 исследованиях [24–28] и внутриартериально в 2 исследованиях [23, 29], а в некоторых исследованиях отсутствовали данные о величинах ПОВД. Четыре исследования [20, 32–34] не были включены, поскольку не являлись плацебо-контролируемыми. Одно исследование [22] исключили, поскольку участникам назначали только одну дозу L-аргинина (15 г) вместе с пищей с высоким содержанием жиров.

Характеристики исследований

Мы обнаружили 13 исследований для включения в наш мета-анализ [11–19, 35–38], в которых всего участвовали 589 пациентов. Характеристики исследований, вошедших в анализ, представлены в табл. 1. В 10 исследованиях [11, 13–18, 35–37] применяли перекрестный дизайн. Исследования отличались по размеру выборки (от 10 до 36 пациентов). Что касается 13 исследований, в которых оценивали эндотелиальную функцию, то в 4 — [11, 13, 14, 17] изучали эффекты перорального применения L-аргинина у пациентов со стабильной формой ПКА. В других 9 — эффекты L-аргинина у детей с хронической почечной недостаточностью [15], пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) [12], здоровых молодых мужчин [18, 36], здоровых лиц старше 70 лет [16], пожилых лиц без клинической симптоматики [38], пациентов с поражением периферических артерий [19], а также у пациентов с гиперхолестеролемией [35, 37]. Средний возраст пациентов варьировал от 12 до 73,8 лет. Дозы L-аргинина во включенных в анализ исследованиях варьировали от 3 до 24 г в сутки, а длительность лечения — от 3 до 6 мес. L-аргинин назначали 3 раза в сутки в большинстве исследований (8 исследований) и 2 раза в сутки в 4 исследованиях [14, 16, 37, 38], тогда как в одном исследовании [18] о частоте применения L-аргинина не сообщали. 

Качество данных

Балльные оценки качества исследований варьировали от 2 до 5 баллов (максимальный балл). Все вошедшие в анализ исследования были рандомизированными, проспективными и плацебо-контролируемыми. В 10 исследованиях применяли перекрестный дизайн, и 10 являлись двойными слепыми исследованиями. В 4 исследованиях [12–14, 19] предоставили достаточно подробную информацию о случаях прекращения участия пациентов в исследовании, тогда как в остальных исследованиях этот вопрос не рассматривался. Влияние перорального применения L-аргинина на ПОВД В 13 исследованиях проведена оценка влияния перорального применения L-аргинина на показатель ПОВД. Для проведения анализа работу G.I. Bode-Böger et al. [38] разделили на 2 исследования (влияние L-аргинина на лиц с высокими и низкими концентрациями асимметричного диметиларгинина). В одном исследовании [12] непосредственно не сообщалось о величинах ПОВД в плацебо-контролируемой группе, однако данные можно было рассчитать на основании предоставленной в статье информации. В одном исследовании [18] сообщали об исходных и полученных после курения величинах ПОВД в первый, второй и третий день наблюдения. В целях соответствия критериям включения (≥3 сут приема L-аргинина) для метаанализа мы извлекли данные о показателе ПОВД после курения, которые были получены на 3-й день наблюдения.  Исследование, опубликованное А.М. Wilson et al. [19], являлось единственным, в котором оценивали эффективность при длительном применении L-аргинина. Результаты этого исследования достаточно сильно отличались от тех, которые были получены в краткосрочных исследованиях (критерий неоднородности: χ2=1538,28, Ι2=99%, P<0,00001). В первую очередь объединили данные 12 краткосрочных исследований. Показатели ПОВД были статистически значимо выше среди пациентов, получавших L-аргинин, по сравнению с пациентами группы плацебо (13 сравнений, 493 пациента; ВРС 1,98%; 95% ДИ 0,47–3,48; P=0,01) (рис 2.).

Установили статистически значимую неоднородность по этому результату (критерий неоднородности: χ2=636,06, Ι2=98%, P<0,0001). Причины неоднородности были исследованы с помощью методов метарегрессионного анализа. Метарегрессионный анализ данных показал, что исходные величины ПОВД были обратно пропорциональны размеру эффекта (коэффициент регрессии -0,55; 95% ДИ от -1,00 до -0,1; P=0,016), что во многом объяснило причины неоднородности в отношении лечебного эффекта. Доза L-аргинина (размах 3–24 г в сутки) и средний возраст пациентов не влияли на эффект лечения. Затем мы провели анализ в подгруппах в зависимости от исходных величин ПОВД. В связи с отсутствием диапазона референтных значений для ПОВД, мы заранее определили, что квартили 1– 3 исходных значений ПОВД (<7%) для всех включенных в анализ исследований будут составлять группу низкого исходного показателя ПОВД, тогда как квартиль 4 (≥7%) — группу высокого исходного показателя ПОВД. Характеристики подгрупп представлены в табл. 2.

Применение L-аргинина приводило к статистически значимому увеличению ПОВД в случаях, когда показатели ПОВД составляли <7% (10 исследований, 365 пациентов; ВРС 2,56%; 95% ДИ 0,87-4,25; P=0,003), однако не оказывало влияния на ПОВД, если исходная эндотелиальная функция была нормальной ПОВД (≥7%) (3 исследования, 128 участников; ВРС -0,27%; 95% ДИ от -1,52 до 0,97; P=0,67) (см. рис.2).

L-аргинин был эффективен при низких исходных значениях ПОВД, однако эта тенденция не была статистически значимой, если при проведении анализа подгрупп использовали предельные или пороговые значения на уровне 4% (предельное значение для квартиля 1) и 6% (предельное значение для верхней медианы) (табл. 3).

Анализ чувствительности с использованием других характеристик пациентов и особенностей дизайна исследования показал, что такие характеристики, как средний возраст в исследуемой популяции, доза L-аргинина или продолжительность исследования не влияли на рассчитанное изменение ПОВД в результате приема L-аргинина (см. табл. 3).

Когда в анализ включили данные исследования А.М.Wilson et al. [19], прием L-аргинина производил впечатление фактора, не оказывающего статистически значимого влияния на величину ПОВД (14 сравнений, 589 пациентов; ВРС 1,57%; 95% ДИ от -0,32 до 3,46; P=0,1). Систематическая ошибка, связанная с публикацией результатов исследований Воронкообразные графики, составленные с использованием данных краткосрочных исследований и 10 исследований в группе низких исходных значений ПОВД, выглядели асимметричными при визуальной оценке, тогда как результаты статистического анализа этих графиков свидетельствовали об отсутствии систематической ошибки, связанной с публикацией (метод Egger, P=0,49, рис. 3; метод Egger, P=0,71, рис. 4).

В результате применения метода «числа надежности» установлено, что необходимо 2437 (для всех исследований) или 2383 (для подгруппы низких исходных значений ПОВД) неопубликованных исследований, в которых не были получены ни положительные, ни отрицательные результаты («безрезультатных»), для того чтобы объединенная величина P достигла статистически незначимого уровня.

Обсуждение

Результаты проведенного метанализа продемонстрировали, что по сравнению с контрольной плацебо-группой кратковременное применение L-аргинина ассоциируется со статистически значимым увеличением ПОВД плечевой артерии, что в свою очередь указывает на улучшение эндотелиальной функции. Результаты, полученные в данных исследованиях, отличались значительной неоднородностью. Поэтому мы предположили, что характеристики пациентов и особенности дизайна исследований могли повлиять на их результаты. Метарегрессионный анализ неоднородности для этого исхода показал, что неоднородность преимущественно была обусловлена исходными значениями ПОВД. Результаты мета-регрессионного анализа продемонстрировали, что исходные значения ПОВД были обратно пропорциональны величине эффекта. Иными словами, по мере увеличения исходного показателя ПОВД эффект L-аргинина постепенно снижался. Последующий анализ в подгруппах показал, что эффект приема L-аргинина был благоприятным при низких исходных значениях ПОВД, и отрицательным — при высоких исходных значениях ПОВД. Эти данные свидетельствуют о том, что указанное вмешательство позволяло восстановить нарушенную функцию эндотелия, однако не обладало способностью дополнительно улучшать эндотелиальную функцию.

Получение сходных результатов метарегрессионного анализа и анализа в подгруппах, представленных в данной работе, позволяет в большей степени доверять противоречивым результатам, полученным в разных подгруппах, и указывает на то, что исходные величины ПОВД значительно влияли на эффект аргинина. Это может влиять на решения, принимаемые врачами, финансирующими организациями или медицинскими учреждениями, в отношении применения L-аргинина в популяции с различными уровнями эндотелиальной функции. В конечном счете этот результат, по-видимому, подтверждает мысль о том, что мы должны назначать L-аргинин скорее той целевой категории пациентов, которые будут иметь наибольшие преимущества. Для обеспечения сравнимости исследований мы исключили те из них, в которых эффект L-аргинина в отношении эндотелиальной функции не оценивали на основании определения значений ПОВД. Данные трех исследований [44–46] свидетельствуют о том, что применение L-аргинина усиливало индуцированное ацетилхолином увеличение кровотока. Что интересно, в одном из этих исследований [45] отметили, что L-аргинин усиливал реакцию кровотока на введение ацетилхолина в предплечье пациентов с нарушением эндотелий зависимой вазодилатации, но не у здоровых лиц. Это наблюдение согласуется с нашими результатами, полученными в исследовании, в котором оценивали ПОВД, и свидетельствует о том, что на эффект L-аргинина влияли исходные показатели состояния эндотелия. Механизм, посредством которого L-аргинин может улучшать эндотелиальную функцию, особенно при низких исходных значениях ПОВД, до конца не установлен. Низкие значения ПОВД могут быть обусловлены уменьшением синтеза NO и, таким образом, быть обратимыми при применении L-аргинина, тогда как у лиц с высокими значениями ПОВД активность NO уже может быть достаточной, что объясняет неэффективность приема L-аргинина в целях увеличения ПОВД у таких пациентов [36]. Кроме того, L-аргинин может обладать дополнительными благоприятными эффектами в отношении эндотелиальной функции, которые не обусловлены увеличением концентрации субстрата. В исследованиях было установлено, что пероральный прием L-аргинина может увеличивать секрецию инсулина и пролактина [47–49], влиять на иммунную систему, а также угнетать окисление липопротеинов низкой плотности [17, 50]. Пока еще неясно, может ли какое-либо из этих изменений (или все они) способствовать усилению индивидуальной реакции на пероральный прием L-аргинина. Эта работа имела несколько потенциальных ограничений.

Во-первых, данные только трех исследований были объединены для проведения анализа в группе высоких исходных значений ПОВД, что означает меньшую убедительность результатов, полученных в этой группе, по сравнению с таковыми группы низких исходных значений ПОВД. Таким образом, прежде чем отвергнуть благоприятный эффект L-аргинина в отношении эндотелиальной функции у лиц с высокими значениями ПОВД, необходимо провести дополнительные исследования у здоровых добровольцев с нормальной сосудистой функцией.

Во-вторых, хотя положительная тенденция в отношении эффективности L-аргинина и была отмечена, она переставала быть статистически значимой в случае использования предельных значений на уровне 4 и 6% при проведении анализа в подгруппах. Отсутствие статистической достоверности может быть обусловлено небольшим количеством исследований, стратифицированных в две группы — высоких и низких исходных значений ПОВД. Следовательно, нам необходимо с осторожностью интерпретировать результаты анализа в подгруппах до тех пор, пока обоснованность предельных значений не будет подтверждена в дополнительных больших исследованиях высокого качества.

Поскольку была отмечена статистически значимая неоднородность в отношении лечебных эффектов во всех исследованиях и в подгруппе низких исходных значений ПОВД, в результате проведения как визуальной оценки, так и статистического анализа воронкообразных графиков не было получено достаточных доказательств отсутствия систематической ошибки, связанной с публикацией результатов исследований. Однако для оценки систематической ошибки, связанной с публикацией результатов, дополнительно использовали метод «числа надежности», который показал, что необходимо 2427 (для всех исследований) или 2383 (для подгруппы низких исходных значений ПОВД) неопубликованных «безрезультатных» исследований для того, чтобы объединенная величина P достигла статистически незначимого уровня. Существование такого большого количества неопубликованных исследований вызывает сомнения; поэтому примененный метод «числа надежности» повысил доверие к результатам нашего метаанализа.

В-четвертых, только в одном исследовании оценивали связь между продолжительным приемом L-аргинина (>6 мес) и значениями ПОВД. Следовательно, эффективность и безопасность длительного применения L-аргинина в отношении эндотелиальной функции невозможно оценить количественно в нашем систематическом обзоре. После объединения данных, полученных в исследовании А.М. Wilson et al. [19], с данными исследований по кратковременному применению L-аргинина были выявлены отрицательный общий эффект и высокая степень неоднородности. Следует тщательно изучить потенциальные механизмы получения неожиданных результатов в этом исследовании, а долгосрочные эффекты применения L-аргинина необходимо изучить в двойных слепых рандомизированных клинических исследованиях более высокого качества.

В-пятых, доза L-аргинина и средний возраст пациентов статистически значимо отличались в группах с высокими и низкими исходными значениями ПОВД (см. табл. 2) и варьировали в широких пределах во всех исследованиях. Возможное влияние этих факторов оценивали с помощью анализа чувствительности и метарегрессионного анализа, результаты которых показали, что доза L-аргинина (размах: 3–24 г в сутки) и средний возраст пациентов не влияли на эффект. Интересен тот факт, что низкие дозы L-аргинина были так же эффективны, как и высокие дозы, вследствие чего можно предположить, что профилактических суточных доз может быть достаточно для индукции благоприятного эффекта. Другой причиной может быть то, что или диапазон доз, или размер выборки были недостаточно большими, и это привело к относительной недостаточности мощности для обнаружения эффекта. Это явление необходимо изучить в дальнейших исследованиях.

В-шестых, наибольшим ограничением полученных данных было то, что ни в одном из исследований не обнаружили связи между приемом L-аргинина в исходный период и эндотелиальной функцией у пациентов с нестабильной формой ПКА. Кроме того, в этих исследованиях использовали субъективные конечные точки («soft» endpoints), а именно общее изменение значений ПОВД, тогда как эффекты лечения в отношении клинических исходов у пациентов не были изучены.

Результаты

нашего метаанализа свидетельствуют о том, что у лиц с выраженным нарушением эндотелиальной функции (низкими исходными значениями ПОВД), вероятно, будет отмечено благоприятное влияние кратковременного перорального применения L-аргинина. Благоприятный эффект, по-видимому, не является дозозависимым в случае, если доза L-аргинина варьирует в диапазоне от 3 до 24 г в сутки. Однако эффективность и безопасность данного средства при его длительном применении пока не установлены. В будущем научные усилия следует сосредоточить на более качественных и тщательно спланированных рандомизированных исследованиях с более длительными периодами наблюдения в целях устранения неопределенности в отношении клинической эффективности и безопасности этого вида вмешательства. Мы благодарим J. Liu, J. Isenburg, а также BioMed Proofreading за помощь в редакции текста.

Ответственность авторов была распределена следующим образом: Y. Bai, L. Sun и R. Hui принадлежит идея проведения данного исследования и разработана стратегия поиска; Y. Bai и L.Sun суммировали данные и проанализировали их. Все авторы участвовали в анализе данных, верификации, написании и проверке рукописи. Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Резюме:

Обоснование. Результаты предыдущих исследований свидетельствуют, что пероральный прием L-аргинина влияет на эндотелиальную функцию. Однако большинство этих исследований были небольшими, а выводы противоречивыми, поэтому конкретные эффекты данного средства являются предметом дискуссий.

Цель. Целью данной работы было оценить влияние назначенного перорально L-аргинина на состояние эндотелиальной функции посредством определения значений потокопосредованной вазодилатации (ПОВД) натощак.

План исследования. Мы провели метаанализ рандомизированных плацебо-контролируемых исследований по L-аргинину, в которых оценивали эндотелиальную функцию. Данные исследований были выявлены путем поиска в базах данных PubMed, Cochrane Library, Embase, обзорах, а также списках литературы, приведенных в относящихся к данной теме статьях. Для оценки общих изменений показателя ПОВД рассчитывали взвешенную разность средних (ВРС) с использованием моделей случайных эффектов. Предопределенные анализы в подгруппах и метарегрессионные анализы были проведены в целях определения влияния характеристик исследований.

Результаты. Результаты 13 исследований были включены и проанализированы в данном метаанализе. Поскольку среди них только одно исследование являлось долгосрочным, мы сосредоточили наше внимание на кратковременных эффектах L-аргинина (12 исследований, 492 пациента). В соответствии с общей суммарной оценкой применение L-аргинина привело к статистически значимому увеличению ПОВД (ВРС 1,98%; 95% доверительный интервал (ДИ) 0,47–3,48; P=0,01). Результаты метарегрессионного анализа показали, что исходное значение ПОВД было обратно пропорционально величине эффекта (коэффициент регрессии-0,55; 95% ДИ от -1,00 до -0,1; P=0,016). Согласно результатам анализа в подгруппах применение L-аргинина приводило к статистически значимому увеличению ПОВД в тех случаях, когда исходные ее значения не превышали 7% (ВРС 2,56%; 95% ДИ 0,87–4,25; P=0,003), однако не оказывало эффекта на ПОВД при ее исходном значении >7% (ВРС -0,27%; 95% ДИ от -1,52 до 0,97; P=0,67).

Выводы. Кратковременное применение L-аргинина приводит к улучшению эндотелиальной функции (оцениваемой натощак) при низких исходных значениях ПОВД.

Ключевые слова:

L-аргинин, эндотелиальная дисфункция.

Автори:

Y. Bai, L.Sun, T. Yang, K. Sun, J. Chen, R. Hui