Deel 1: Potentiële voordelen van flavonoïden op de progressie van atherosclerose door hun effect op vasculaire gladde spierprikkelbaarheid
Mar 22, 2022
Voor verdere informatie contacteertina.xiang@wecistanche.com
Abstract: Flavonoïden zijn een groep secundaire metabolieten die zijn afgeleid van plantaardig voedsel en ze bieden veel gezondheidsvoordelen in verschillende stadia van verschillende ziekten. Deze beoordeling zal zich richten op hun effecten op ionkanalen die tot expressie worden gebracht in vasculaire gladde spieren tijdens atherosclerose. Aangezien ionenkanalen kunnen worden gereguleerd door redoxpotentiaal, wordt verwacht dat tijdens het begin van oxidatieve stressgerelateerde ziekten, ionenkanalen veranderingen vertonen in hun geleidende activiteit, wat de progressie van de ziekte beïnvloedt. Een typische aan oxidatieve stress gerelateerde aandoening is atherosclerose, waarbij sprake is van disfunctie vanvasculairzachte spier. We willen de stand van de techniek presenteren over hoe redoxpotentiaal de ionkanaalfunctie van de vasculaire gladde spieren beïnvloedt en samenvatten of de voordelen die bij deze ziekte worden waargenomen door het gebruik van flavonoïden, het herstel van de ionkanaalactiviteit inhouden.
Trefwoorden: flavonoïden; progressie; atherosclerose; ion kanalen; vasculair; zachte spier; calciumstromen; oxidatieve stress; membraanpotentiaal; prikkelbaarheid

1. Inleiding
Atherosclerose is de belangrijkste oorzaak vanhart-en vaatziekten[1,2]; deze ziekten worden wereldwijd beschouwd als de eerste doodsoorzaak, vooral in ontwikkelde landen en landen met een hoog inkomen, waarbij jaarlijks bijna 18 miljoen mensen omkomen [3]. Atherosclerose is een ziekte die in de loop der jaren voortschrijdt en iedereen kan treffen, zonder ras- of geslachtsbeperking; genetische en omgevingsfactoren plaatsen echter specifieke populaties in gevaar [4]. De complicaties van deze ziekte brengen ook hoge kosten met zich mee voor patiënten en gezondheidszorgstelsels. Daarom is het dringend nodig om de progressie van deze ziekte te voorkomen [3,5,6]. De primaire preventieve maatregelen omvatten de verbetering van voedingsgewoonten. Diëten verrijkt met meervoudig onverzadigde vetzuren en antioxidanten met een goede vezelinname en weinig bewerkte voedingsmiddelen en verzadigde vetzuren zijn in verband gebracht met een lagere incidentie van hart- en vaatziekten. Een voorbeeld is de consumptie van antioxidanten, zoals ascorbinezuur, carotenoïden, vitamine E en polyfenolen. Veel onderzoeken wijzen op de voordelen van het consumeren van fruit en groenten die antioxidanten bevatten die bekend staan als flavonoïden [7,8].
Flavonoïdenzijn secundaire metabolieten van planten en de grootste groep polyfenolische verbindingen. Er zijn meer dan 5000 verschillende flavonoïden met uiteenlopende activiteiten. Polyfenolen zijn veel bestudeerd, sinds Albert Szent-Gyorgyi ze in 1930 ontdekte toen hij citrien uit citroen isoleerde en het vitamine P noemde. Deze naam werd gekozen omdat het molecuul de doorlaatbaarheid van haarvaten reguleerde [9]. We consumeren flavonoïden in onze normale voeding als we elke dag fruit en groenten eten |10]. Ze zijn onderverdeeld in subgroepen: chalconen, auronen, flavonen, flavanolen, anthocyanidinen, flavonolen, flavanonen en isoflavonen [11]. Ze hebben gemeenschappelijke kenmerken waardoor ze een hoge voedingswaarde hebben, hoewel ze verschillen vertonen in absorptie, metabolisme en biologische beschikbaarheid[12]; ze hebben allemaal aanzienlijke voordelen voor de menselijke gezondheid als ze regelmatig worden geconsumeerd. De hulp bij de gezondheid van de bloedvaten is het resultaat van hun biologische activiteiten als antioxidanten sinds de oppositie tegenoxidatieve stressverlaagt het risico op de ontwikkeling van atherosclerose [13]. Sommige van deze acties zijn afgeleid van hun interactie met reactieve zuurstofspecies (ROS) en reactieve stikstofspecies (RNS); er zijn echter ook effecten op ionkanalen in het plasmamembraan van endotheliale en vasculaire gladde spiercellen gemeld [13,14].
Ionenkanalen zijn integrale eiwitten in plasma- en binnenmembranen. Ze zijn verantwoordelijk voor de ionenbeweging over membranen die ionenstromen worden genoemd. Deze stromen veroorzaken veranderingen in de elektrische eigenschappen van cellen zoals endotheliale en vasculaire gladde spiercellen (VSMC's) in bloedvaten. Veel van deze onevenwichtigheden beïnvloeden de intracellulaire calciumconcentraties, waardoor de contractie-relaxatieregulatie van de bloedvaten wordt verstoord [14]. VSMC's vormen wandvaten en regelen de diameter van middelgrote en grote bloedslagaders. Deze groep cellen trekt samen of ontspant om de bloeddruk en de zuurstofvoorziening van weefsels te behouden. Wanneer bloedvaten geoxideerd cholesterol gaan ophopen, ontwikkelt zich atherosclerose, wat leidt tot hartcomplicaties en verschillende perifere vaatziekten met hoge morbiditeit en mortaliteit [11,15].
Dit artikel bespreekt de invloed van ionenstromen van vasculaire gladde spieren op de progressie van atherosclerose en hoe deze veranderde toestand kan worden omgekeerd met behulp van flavonoïden.

2. Atherosclerose
Atherosclerose is een immuun-stofwisselingsziekte omdat het cellen van het immuunsysteem en organische stofwisselingsmoleculen omvat. Atherosclerotische laesies vertonen grote hoeveelheden monocyten, macrofagen, lipoproteïnen en cholesterol met een lage dichtheid. De voortgang van de ziekte wordt als chronisch beschouwd. Het gaat om een degeneratief proces dat in vele fasen plaatsvindt. Er ontstaat schade aan de wanden van bloedvaten door de ophoping van lipiden, calcium, bloedplaatjes en andere bloedverbindingen [16]. Het proces van plaque-ontwikkeling vindt gedurende vele jaren plaats in de kransslagaders, aorta, halsslagaders, iliacale en femorale slagaders [17]. Het proces begint met een vroege ontwikkeling van vetstrepen tijdens de kindertijd; dan wordt een vroeg fibroatheroma gevormd tijdens de adolescentie en de jaren twintig. Gevorderd atheroma of een dunne kap van fibroatheroma komt voor bij ouderen boven de 55 jaar [18].
2.1. Algemene concepten
De pathogenese van atherosclerose kan worden hervat in vier hypothesen: (a) oxidatieve modificatie van lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL) [19,20], (b) respons op schade [21], (c) respons op LDL-retentie [22, en (d) auto-immuun karakter van de ziekte [23,24] (Figuur 1). Twee experimenten ondersteunen de oxidatieve LDL-modificatiehypothese: ten eerste werd aangetoond dat geoxideerd-LDL (ox-LDL) schade veroorzaakt aan gekweekte endotheelcellen [25, 26; ten tweede werd ox-LDL herkend door verschillende scavenger-receptoren (lectine-achtige geoxideerde LDL-receptor-1(LOX-1) inclusief scavenger-receptoren die LDL(CD36) binden, scavenger-receptoren voor fosfatidylserine en geoxideerd LDL in menselijke atherosclerotische laesies (SR-PSOX), en de multifunctionele receptor in atherosclerose (SR-A macrofaagreceptoren), die de instroom van lipiden in macrofagen bemiddelt. Activering van al deze receptoren bevorderde de vorming van schuimcellen in gekweekte endotheelcellen [27].

De tweede hypothese is van mening dat de schade aan devasculairendotheel is verantwoordelijk voor de endotheliale activering en de initiatie van het atherosclerotische proces. Het proces omvatte een verhoogde permeabiliteit van lipoproteïnen en de expressie van adhesiemoleculen, zoals E-selectine, P-selectine, vasculaire endotheelceladhesiemolecuul-1(VCAM-1), en intercellulaire adhesiemolecuul{{ 4}} (ICAM-1). Deze moleculen binden aan hun overeenkomstige receptoren op circulerende monocyten en T-lymfocyten en induceren de rekrutering van deze cellen naar de plaats van verwonding, waar ROS-soorten van fibroblasten en andere cellen atherogenese veroorzaken [28].
De derde hypothese beschouwt eerst het behoud van LDL. De accumulatie van lipoproteïnen in de arteriële wand en arteriële proteoglycanen kan de pro-inflammatoire cascade activeren en atherosclerose bevorderen [29,30]. De vierde hypothese houdt verband met het auto-immuunkarakter van de ziekte; dit omvat de immuunrespons vóór de ontwikkeling van plaques. Tijdens het begin van de ziekte nemen antigenen, antilichaamcomplexen, T-lymfocyten, B-lymfocyten en eiwitten van het complementsysteem deel, en infiltratie van mononucleaire cellen in de laesie, zoals CD8 plus lymfocyten, CD4*(Th1) helper T-lymfocyten, mestcellen, monocyten en macrofagen komen voor. DAMP's (schade-geassocieerde molecuulpatronen) zoals hittestress-eiwitten (HSP) en ox-LDL verschijnen; in feite kunnen anti-HSP60-antilichamen worden gebruikt als een ziektemarker voor progressie. Aangeboren immuuncellen herkennen ox-LDL en HSP's en activerenontsteking; al deze gebeurtenissen ondersteunen het belang van immuniteit tijdens ziekteontwikkeling [31-33].
Elk van deze vier processen veroorzaakt atherosclerose, maar kan worden voorkomen door risicofactoren te verminderen. De belangrijkste atherogene risicofactoren zijn centrale obesitas, oxidatieve stress, dyslipidemie, hyperglykemie en pro-inflammatoire toestanden 34,35]. Studies hebben gemeld dat hoge serumconcentraties van LDL-cholesterol, glucose en C-reactief proteïne (CRP) direct geassocieerd zijn met het risico op het ontwikkelen van hart- en vaatziekten [35,36].
Het is noodzakelijk om de details van de pathofysiologie van de ziekte te begrijpen om geschikte preventieve en/of therapeutische strategieën te ontwikkelen die vasculaire calcificatie kunnen voorkomen [37J. Tijdens dit proces is het overheersende celtype in de slagaderwand gladde spiercellen; ze zijn verantwoordelijk voor de structuur en functie-integriteit van de vaten [21]. Verkalking wordt gegenereerd in de intima van bloedvaten op specifieke punten die kristalpatches vormen met necrotische kernruimten [37,38]. Tijdens de initiële atherosclerotische fase vormen gladde spiercellen 90 procent van de celinhoud in het laesiegebied. Dit verandert echter in geavanceerde laesies; in die gevallen overheerst de extracellulaire matrix over gladde spiercellen en vormt de vezelachtige bedekking van plaques. Gladde spiercellen met een niet-proliferatief contractiel fenotype worden getransformeerd in cellen die actief prolifereren, migreren, aangetrokken door chemotactische middelen, en extracellulaire matrixeiwitten produceren (collageen, elastine en proteoglycanen). Deze transformatie activeert de expressie van genen die coderen voor membraanreceptoren voor groeifactoren [22]. De migratie van gladde spiercellen bevordert verkalking in het geblesseerde gebied, wat gepaard gaat met hogere mortaliteit en morbiditeit [39].
De spontane breuk van een atherosclerotische plaque veroorzaakt de activering van protrombotische elementen van het endotheel. Wanneer bloedplaatjes aggregeren, geven ze hun korrels vrij die rijk zijn aan mitogenen en induceren ze de migratie en proliferatie van gladde spiercellen, inclusief ontsteking en oxidatieve stress, die aanwezig zijn tijdens alle stadia van de ziekte [40,41].
2.2. Stadia van atherosclerose
Er is een manier om de progressie van atherosclerose te classificeren op basis van histologische studies van autopsies bij mens en dier in de volgende stadia: pre-atherosclerose, vroege atherosclerose, late atherosclerose en klinische gevolgen [42,43]. In alle fasen zijn vasculaire gladde spiercellen cruciaal voor de ontwikkeling van plaques. Pre-atherosclerose begint bij de geboorte omdat de diffuse intimaverdikkingen en intimaxanthomen worden gebruikt als aanpassing aan de bloedstroom[44-46]; dit wordt beschouwd als een pre-plaque [42]. Tijdens vroege atherosclerose wordt pathologische intima-verdikking gevormd. Deze vroege plaque bevat extracellulaire lipidenpoelen diep in de intima met een grote hoeveelheid VSMC's en extracellulaire matrix (ECM) [42,43]. De progressie omvat de retentie en oxidatie van LDL, inductie van ontsteking en proliferatie van VSMC's, met fenotypische veranderingen en overlijden [22,47]. VSMC's produceren ECM in de intima, waar het een essentiële rol speelt bij het ontstaan van atherosclerose. Tijdens dit proces is aangetoond dat negatief geladen zijketens van proteoglycanen een interactie aangaan met de positief geladen kant van apolipoproteïnen [48] om lipoproteïnen uit plasma te behouden [30]. De opgesloten lipoproteïnen lijden aan oxidatie, macrofagen worden gerekruteerd en ontstekingen beginnen [22]. Soms treedt er een microcalcificatie op in de buurt van mediaweefsel, wat in verband is gebracht met VSMC-apoptose [49]. Pathologische verdikking van de intima in late stadia presenteert altijd overvloedige macrofagen, wat een cruciale stap is voor de progressie naar fibroatheroma [50-54] en de proliferatie, migratie en fenotypeverandering van VSMC's [55]. Tijdens de late stadia is de accumulatie van macrofagen in de luminale ruimte noodzakelijk. De laesie wordt gekenmerkt door een fibreuze kap en necrotische kern, die wordt gevormd door dode VSMC's en macrofagen die lipiden fagocyteren en schuimcellen worden [56,57]; dan ontwikkelt zich het fibroatheroma en kan eerst verkalking worden waargenomen in de necrotische kern en vervolgens in de omringende ECM [58-60]. Deze rijpe plaque vormt vellen waarvan de fragmenten in het lumen kunnen uitsteken en trombose kunnen veroorzaken [42,60]. Ten slotte hangen klinische gevolgen af van welke slagader is aangetast [6].
2.3. Rol van oxidatie
ROS- en RNS-soorten worden onder normale omstandigheden in lage concentraties geproduceerd in VSMC's, adventitia en endotheelcellen. Ze fungeren als mediatoren in celsignalering om vasculaire activiteit te reguleren [13,62-64], nemen deel aan vasculaire gladde spiergroei en reguleren contractie en ontspanning [65,66]. Tijdens pathologische toestanden is er echter een onevenwicht tussen antioxidanten en oxidanten, en wanneer oxidatiemiddelen de voorkeur hebben, wordt oxidatieve stress geproduceerd. De bronnen van ROS omvatten lipo-oxygenasen, cytochroom P450, cyclo-oxygenase, xanthine-oxidase, mitochondriale ademhaling, NADPH-oxidase en ongekoppelde stikstofoxidesynthasen [13]. Bovendien kan intracellulaire ROS-productie afkomstig zijn van de elektronentransportketen [67]. Een van de eerste weefsels die worden aangetast bij atherosclerose is het endotheel, waar stikstofmonoxide (NO), endotheline I, angiotensine II, adhesiemoleculen en cytokinen worden geproduceerd [13,68]. Oxidatieve stress beïnvloedt celfuncties, genereert endotheeldisfunctie en vermindert NO-synthese; de verminderde biologische beschikbaarheid van NO oefent atherogene effecten uit [69]. Een belangrijke factor die niet diep is onderzocht, is hoe oxidatieve stress de oxidatie van ionenkanalen in VSMC's moduleert tijdens de ontwikkeling van atherosclerose. Ionenkanalen vertegenwoordigen transcendentale elementen voor de juiste functie van VSMC's; als hun functie wordt aangetast, is het belangrijk om op te helderen hoe dit de ontwikkeling van de ziekte beïnvloedt [70].
ROS en RNS kunnen ionkanalen direct of indirect beïnvloeden: direct door post-translationele modificaties op de eiwitten te produceren, zoals nitrosylering, sulfhydratie of de nitrering van specifieke aminozuurresiduen; of indirect door verschillende signaalroutes te veranderen. Zwavelatomen in cysteïne en methionine verlenen de gevoeligheid voor redoxpotentialen en aromatische ringen van histidine-, fenylalanine-, tryptofaan- en hydroxylgroepen in tyrosineresiduen [14]. De hoge reactiviteit van de thiolgroepen van cysteïne draagt bij aan de vorming van sulfeenzuur, sulfinezuur of sulfonzuur, afhankelijk van de oxidatiemiddelconcentratie en reactieomstandigheden; methionine vormt methioninesulfoxide en methioninesulfon; histidine oxideert tot 2-hexahistidine en tryptofaan oxideert tot 5-hydroxytryptofaan en oxindolealanine [71]. Cysteïne kan andere modificaties ondergaan, zoals nitrosylering en glutathionylering [70]. In vasculaire gladde spiercellen kunnen ROS en NO bijvoorbeeld spanningsafhankelijke calciumkanalen Cav1.2b cysteïne-residuen in de alfa-subeenheid oxideren en conformationele veranderingen produceren [14].

2.4. Schade in vasculaire gladde spiercellen
Vasculaire gladde spiercellen vertonen verschillen in de expressie van signaaleiwitten, receptoren en ionkanalen in vergelijking met hart- en skeletspieren. De contractiliteit is fundamenteel anders omdat VSMC's geen actiepotentiaal uitoefenen. Ze zijn gedeeltelijk samengetrokken in rust, waardoor hun contractiliteit toeneemt als reactie op neuronale, humorale of endotheliale stimulus die op membraanreceptoren inwerkt. Deze contractiliteit is relatief langzaam en kan soms aanhoudend en tonisch zijn [72]. Het behoud van de vasculaire tonus wordt gecontroleerd door VSMC-membraanpotentiaal. Depolarisatie activeert de L-type hoogspanningsafhankelijke calciumkanalen (Cav1.2) op het plasmamembraan, waardoor een toename van Ca2 plus binnenkomst wordt geïnitieerd [73]
De toename van intracellulair Ca2 bevordert een contractiele respons door calcium-calmoduline-afhankelijke myosine lichte keten kinase (MLCK) te activeren en meer Ca2 plus vrij te maken uit intracellulaire calciumvoorraden [74]. Aan de andere kant moduleert K plus efflux door Ca2 plus-geactiveerde K-kanalen (KCa) de membraanpotentiaal indirect omdat ze de stroom van Ca2 plus ionen in cellen beperken, wat Cav1.2 remming veroorzaakt [75]. Het vasculaire gladde spiercelmembraan bevat vele soorten kanalen. Van de calciumkanalen hebben we als belangrijkste regulatoren L-type kanalen, zoals Cav1.2b, wat een andere isovorm is dan Cav1.2a in de hartspier [14]. Zij zijn de belangrijkste regulatoren van vasculaire gladde spieren [Ca2] I en contractiliteit. Deze kanalen werken op twee verschillende niveaus: depolarisatie en hyperpolarisatie. De groep die verantwoordelijk is voor depolarisatie omvat de transiënte receptorpotentiaalfamilie (TRP), TRPC3-, TRPC6- en TRPM4-kanalen, en de groep die hyperpolarisatie bevordert, omvat significante geleidingscalcium-geactiveerde kaliumkanalen, TRPV4- en Cav3.2-kanalen. Het binnendringen van calcium in de cel wordt voornamelijk gemedieerd door L-type kanalen (Cav1.2b) en, tot op zekere hoogte, T-type Cav3.1/3.3 kanalen; ze controleren de contractie en hun activiteit wordt gereguleerd door veranderingen in de membraanpotentiaal [76].
Andere kanalen in het plasmamembraan omvatten chloridekanalen. Ze hebben verschillende functies, waaronder regulatie van het celvolume, transepitheliaal transport, ionhomeostase en de regulatie van elektrische prikkelbaarheid [77]. In gladde spiercellen is de elektrochemische potentiaal voor chloride hoger dan de rustpotentiaal. Dan kan de opening van chloridekanalen voldoende depolarisatie produceren om activering op Cav-kanalen en Ca2 plus-influx te veroorzaken, wat belangrijk is voor de vasculaire respons op mechanische stress [78].
Membraan-ionkanalen van VSM zijn als volgt ingedeeld:
(a) Spanningsafhankelijke Ca-kanalen (VGCC).Deze kanalen reguleren contractie en genexpressie in VSCM. L-type en T-type Ca-kanalen zijn representatieve leden van deze familie. Wanneer L-type kanalen worden geactiveerd, wordt het membraan gedepolariseerd en komen calciumionen het cytoplasma binnen; vervolgens worden kaliumkanalen geactiveerd en treedt hyperpolarisatie van het membraan op met de daaropvolgende deactivering van VGCC's [79]. De activering van PKG draagt bij aan vasodilatatie gemedieerd door NO en remt Cav1.2-stromen [80].
T-type kanalen kunnen bijdragen aan myogene tonus bij lage intravasculaire druk wanneer gladde spiercellen relatief gehyperpolariseerd zijn; hun specifieke rol moet echter verder worden toegelicht [81].
(b)Ca2-geactiveerde K-kanalen (KCa).Deze kanalen worden geactiveerd met verhoogde Ca2 plus intracellulaire concentratie; BKCa's komen het meest voor in VSMC's. Tot nu toe hebben slechts twee studies kleine geleidende calcium-geactiveerde kaliumkanalen (SK Ca) geïdentificeerd in VSMC's van systemische bloedvaten [82], en intermediair geleidende calcium-geactiveerde kaliumkanalen (IKCa) worden alleen uitgedrukt in prolifererende VSMC's [83] .
(c) Spanningsafhankelijke K plus kanalen (Kv).Ze dragen bij aan de rusttoon van kleine kransslagaders en hebben een dilaterende invloed op de coronaire circulatie. Kv1.X is de hoofdgroep van spanningsafhankelijke kaliumkanalen in de VSMC van coronaire microvaten. Geïdentificeerde familieleden in het vasculaire systeem omvatten Kv1.2 en Kv1.5. De hoge productie van peroxynitriet bij hyperglykemie beïnvloedt deze Kv-kanalen en schaadt de verwijding van de vasculaire gladde spieren [84]. Ze reguleren de longcirculatie en reguleren de vasculaire remodellering in gladde spiercellen van de longslagader [71].
(d) Tijdelijk receptorpotentieel kanaal (TRP).Op basis van homologiesequenties is dit soort kanaal verdeeld in zes leden: canoniek (TRPC1-7), melanostatine (TRPM1-8), vanilloid (TRPV1-6), ankyrin (TRPA1), polycystine (TRPP1-3), en mucolipine (TRPML1-3). Elke familie heeft verschillen in eigenschappen en structuur [85].
Tabel 1 toont de meest representatieve kanalen die aanwezig zijn in VSMC, hoe ze worden beïnvloed door oxidatieve stress, de gevolgen voor membraanpotentiaal en hoe ze deelnemen aan atherosclerose.

Bovendien wordt de prikkelbaarheid van gladde spieren indirect gemoduleerd door cytoplasmatische calciumconcentratie die vrijkomt uit mitochondriën en sarcoplasmatisch reticulum [86].
2.5. Natuurlijke verbindingen voor de behandeling van atherosclerose
Veel plantaardige derivaten worden als medicijn gebruikt; hun voordelen zijn onder meer minder secundaire effecten en vermindering van oxidatieve stress, LDL-cholesterolgehalte en ontsteking [87]. Het gebruik van natuurlijke verbindingen bij atherosclerose is gericht op preventie of behandeling om de niveaus van bloedlipiden te verlagen. Van de verschillende geteste stoffen is waargenomen dat de consumptie van polyfenolverbindingen zoals flavonoïden helpt om de ontwikkeling van atherosclerose te verminderen vanwege de krachtige antioxiderende activiteit [88]. Het mediterrane dieet, dat de consumptie van olijfolie en noten omvat, vermindert de cardiovasculaire ziekte-incidentie met 30 procent vergeleken met vetarme diëten gerelateerd aan het hoge fenolgehalte [89]. De vermindering van het atherosclerotische laesiegebied is waargenomen met flavonoïdebehandelingen in verschillende ex yivyo-onderzoeken in aorta's van gemodificeerde Apo E-muizen [o0-o4]Een samenvatting van de verschillende gunstige effecten van flavonoïden bij hart- en vaatziekten wordt weergegeven in Tabel 2.


Klik op de link voor meer informatie
https://www.xjcistanche.com/news/part2-potential-benefits-of-flavonoids-on-the-55147397.html
