Dtsch Med Wochenschr 2006; 131(45): 2545-2550
DOI: 10.1055/s-2006-955047
Übersicht | Review article
Nephrologie, Pharmakologie
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Bedeutung des L-Arginin/NO-Systems für die Wirkung von Nebivolol

Role of the L-arginine/nitric oxide system in the action of nebivololO.-E Brodde1 , 2 , T. Philipp 1
  • 1Universitätsklinikum Essen, Klinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten und
  • 2Institut für Pathophysiologie, Essen
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Publication History

eingereicht: 8.5.2006

akzeptiert: 24.8.2006

Publication Date:
07 November 2006 (online)

Zusammenfassung

β-Blocker vermitteln ihre Wirkung durch die Blockade von β-Adrenozeptoren; β-Blocker „erster Generation” blockieren nichtselektiv β1- und β2- Adrenozeptoren, β-Blocker „zweiter Generation” blockieren überwiegend nur β1-Adrenozeptoren, β-Blocker „dritter Generation” haben zusätzliche vasodilatatorische Eigenschaften.

Nevibolol ist ist ein hochselektiver β1-Adrenozeptor Blocker mit einer zusätzlichen vasodilatatorischen Wirkung, die durch das endotheliale L-Arginin/NO-System vermittelt wird. Dementsprechend führt es akut zu einer Senkung des peripheren Widerstandes, während β-Blocker erster/zweiter Generation (zumindest initial und passager) den peripheren Widerstand erhöhen. Außerdem führt Nebivolol zu einer Frequenzsenkung, die etwas geringer ausgeprägt ist als die von β-Blockern erster/zweiter Generation. β-Blocker gehören zur Standardtherapie der Hypertonie, der koronaren Herzkrankheit sowie der chronischen Herzinsuffizienz. Nebivolol sollte sich zur Therapie dieser Krankheiten gut eignen, da NO zusätzlich vasodilatatorisch und antiatherogen wirkt.

Die SENIORS-Studie hat gezeigt, dass Nebivolol bei älteren Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz zu einer Verringerung der Morbidität und Mortalität führt. Zukünftige Studien sind notwendig, um die klinische Bedeutung der zusätzlichen über NO-vermittelten Wirkungen von Nebivolol zu klären und um heraus zu finden, ob Nebivolol in der Therapie der chronischen Herzinsuffizienz ähnlich wirksam ist wie die β-Blocker Metoprolol, Bisoprolol und Carvedilol.

Summary

β-Blockers exert their effects through blockade of β-adrenoceptors. First-generation β-blockers non-selectively block β1- and β2-adrenoceptors, while second-generation β-blockers predominantly block β1-adrenoceptors. Third-generation β-blockers possess additional vasodilator properties. Nebivolol is a highly selective b1-blocker with additional vasodilator effects which are mediated by the endothelial L-arginine/nitric oxide system. The hemodynamic action of nebivolol differs from those of first and second-generation β-blockers: it acutely cecreases peripheral resistance (while first and second-generation β-blockers cause an initial transient increase in peripheral resistance) and decreases in heart rate that are less pronounced than those evoked by first and second-generation β-blockers. β-blockers are frequently used in the treatment of hypertension, coronary artery disease and chronic heart failure. Nebivolol should thus be a suitable drug for treating these diseases, especially since nitric oxide has vasodilator and anti-atherogenic effects. One long-term trial (the SENIORS study) has shown that nebivolol, compared with a placebo, reduced death and hospital admission in elderly patients with chronic heart failure. Additional studies are needed to investigate the clinical relevance of nitric oxide-mediated vasodilatation and to show if nebivolol is as efficious as the other β-blockers - metoprolol, bisoprolol and carvedilol - in the treatment of chronic heart failure.

Literatur

  • 1 Ahlquist R P. A study of the adrenotropic receptors.  Am J Physiol. 1948;  153 586-600
  • 2 Black J W, Crowther A F, Shanks R G, Smith L H, Dornhorst A C. A new adrenergic beta-receptor antagonist.  Lancet. 1964;  1 1080-1081
  • 3 Bode-Böger S M. Einfluss von L-Arginin auf die Arterioskleorseentwicklung: Was ist therapeutisch gesichert?.  Dtsch Med Wochenschr. 2005;  130 593-598
  • 4 Böger R H. Assymmetrisches Dimethylarginin (ADMA) als kardiovaskulärer Risikofaktor.   Dtsch Med Wochenschr. 2004;  129 820-824
  • 5 Böger R H, Bode-Böger S. The clinical pharmacology of L-arginine.  Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2001;  41 79-99
  • 6 Bowman A J, Chen C PL-H, Ford G A. Nitric oxide mediated venodilator effects of nebivolol.  Br J Clin Pharmacol. 1994;  38 199-204
  • 7 Brehm B R, Wolf S C, Bertsch D. et al . Effects of nebivolol on proliferation and apoptosis of human coronary artery smooth muscle and endothelial cells.  Cardiovasc Res. 2001;  49 430-439
  • 8 Bristow M R. β-Adrenergic receptor blockade in chronic heart failure.  Circulation. 2000;  101 558-569
  • 9 Brodde O -E. Die Bedeutung von L-Arginin und NO für die Behandlung der endothelialen Dysfunktion.  Nieren- und Hochdruckkrankheiten. 2004;  33 679-686
  • 10 Brodde O -E, Kroemer H K. Drug-drug interactions of β-adrenoceptor blockers.  Arzneim-Forsch/Drug Res. 2003;  53 814-822
  • 11 Brodde O -E, Michel M C. Adrenergic and muscarinic receptors in the human heart.  Pharmacol Rev. 1999;  51 651-689
  • 12 Broeders M AW, Doevendans P A, Bekkers B CAM. et al . Nebivolol: a third-generation β-blocker that augments vascular nitric oxide release.  Circulation. 2000;  102 677-684
  • 13 CIBIS-II Investigators and Committees . The cardiac insufficiency bisoprolol study (CIBIS-II): a randomised trial.  Lancet. 1999;  353 9-13
  • 14 Cockcroft J R, Chowienczyk P J, Brett S E. et al . Nebivolol vasodilates human forearm vasculature: evidence for an L-Arginine/NO-dependent mechanism.  J Pharmacol Exp Ther. 1995;  274 1067-1071
  • 15 Dawes M, Brett S E, Chowienczyk P J, Mant T GK, Ritter J M. The vasodilator action of nebivolol in forearm vasculature of subjects with essential hypertension.  Br J Clin Pharmacol. 1999;  48 460-463
  • 16 Dessy C, Saliez J, Ghisdal P. et al . Endothelial b3-adrenoreceptors mediate nitric oxide-dependent vasorelaxation of coronary microvessels in response to the third-generation β-blocker nebivolol.  Circulation. 2005;  112 1198-1205
  • 17 Drexler H, Zeiher A M, Meinzer K, Just H. Correction of endothelial dysfunction in coronary microcirculation of hypercholestolaemic patients by L-arginine.  Lancet. 1991;  338 1546-1550
  • 18 Flather M D, Shibata M C, Coats A J. et al.; SENIORS Investigators . Randomized trial to determine the effect of nebivolol on mortality and cardiovascular hospital admission in elderly patients with heart failure (SENIORS).  Eur Heart J. 2005;  26 215-225
  • 19 Furchgott R F. Endothelium-derived relaxing factor: discovery, early studies, and identification as nitric oxide.  Biosci Rep. 1999;  19 235-251
  • 20 Furchgott R F, Zawadski J V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle cells.  Nature. 1980;  288 373-376
  • 21 Gao Y, Nagao T, Bond R A, Janssens W J, Vanhoutte P M. Nebivolol induces endothelium-dependent relaxations of canine coronary arteries.  J Cardiovasc Pharmacol. 1991;  17 964-969
  • 22 Ignarro L J. Nitric oxide: a unique endogenous signaling molecule in vascular biology.  Biosci Rep. 1999;  19 51-71
  • 23 Ignarro L J. Experimental evidence of nitric oxide-dependent vasodilatory activity of nebivolol, a third-generation β-blocker.  Blood Press. 2004;  (Suppl 1) 13 2-16
  • 24 Ignarro L J, Buga G M, Wei L H. et al . Role of the arginie-nitric oxide pathway in the regulation of vascular smooth muscle cell proliferation.  Proc Natl Acad Si USA. 2001;  98 4202-4208
  • 25 Ignarro L J, Sisodia M, Trinh K. et al . Nebivolol inhibits vascular smooth muscle cell proliferation by mechanisms involving nitric oxide but not cyclic GMP.  Nitric Oxide. 2002;  7 83-90
  • 26 Kakoki M, Hirata Y, Hayakawa H. et al . Effects of vasodilatatory β-adrenoceptor antagonists on endothelium-derived nitric oxide release in rat kidney.  Hypertension. 1999;  (part II) ) 33 467-471
  • 27 Kizer J R, Dahlöf B, Kjeldsen S E. et al . Stroke reduction in hypertensive adults with cardiac hypertrophy randomized to losartan versus atenolol: the losartan intervention for endpoint reduction in hypertension study.  Hypertension. 2005;  45 46-52
  • 28 Lands A M. et al . Differentiation of receptor systems activated by sympathomimetic amines.  Nature. 1967;  214 597-598
  • 29 Li H, Wallerath T, Münzel T, Förstermann U. Regulation of endothelial-type NO synthase expression in pathophysiology and in response to drugs.  Nitric Oxide. 2002;  7 149-164
  • 30 Lindholm L H, Carlberg B, Samuelsson O. Should beta blockers remain first choice in the treatment of primary hypertension? A meta-analysis.  Lancet. 2005;  366 1545-1553
  • 31 MERIT-HF study group . Effect of metoprolol CR/XL in chronic heart failure: Metoprolol CR/XL randomised intervention trial in congestive heart failure (MERIT-HF).  Lancet. 1999;  353 2001-2007
  • 32 Mollnau H, Schulz E, Daiber A. et al . Nebivolol prevents vascular NOS III uncoupling in experimental hyperlipidemia and inhibits NADPH oxidase activity in inflammatory cells.  Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003;  23 615-621
  • 33 Moncada S, Higgs A. The L-arginine-nitric oxide pathay.  N Engl J Med. 1993;  329 2002-2012
  • 34 Murad F. Discovery of some of the biological effects of nitric oxide and its role in cell signaling.  Biosci Rep. 1999;  19 133-154
  • 35 Packer M, Bristow M R, Cohn J N. et al. U.S. Carvedilol heart failure study group . The effect of carvedilol on morbidity and mortality in patients with chronic heart failure.  N Engl J Med. 1996;  334 1349-1355
  • 36 Rosenson R S. Statins in atherosclerosis: lipid-lowering agents with antioxidant capabilities.  Atherosclerosis. 2004;  173 1-12
  • 37 Starke K. Regulation of noradrenaline release by presynaptic receptor systems.  Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1977;  77 1-124
  • 38 Sydow K, Münzel T. ADMA and oxidative stress.  Artheroclerosis Suppl. 2003;  4 41-51
  • 39 Toda N. Vasodilating β-adrenoceptor blockers as cardiovascular therapeutics.  Pharmacol Ther. 2003;  100 215-234
  • 40 Vallance P, Leone A. et al . Accumulation of an endogenous inhibitor of NO synthesis in chronic renal failure.  Lancet. 1992;  339 572-575
  • 41 Van Bortel L MAB, de Hoon J NJM. et al . Pharmacological properties of nebivolol in man.  Eur J Clin Pharmacol. 1997;  51 379-384
  • 42 Van de Water A, Janssens W. et al . Pharmacological and hemodynamic profile of nebivolol, a chemically novel, potent, and selective b1-adrenergic antagonist.  J Cardiovasc Pharmacol. 1988;  11 552-563
  • 43 Van Nueten L, De Cree J. Nebivolol. Comparison of the effects of dl-Nebivolol, d-Nebivolol, l-Nebivolol, Atenolol, and Placebo on exercise-induced increases in heart rate and systolic blood pressure.  Cardiovasc Drugs Ther. 1998;  12 339-344
  • 44 Waagstein F, Bristow M R. et al. Metoprolol in dilated cardiomyopathy (MDC) trial study group . Beneficial effects of metoprolol in idiopathic dilated cardiomyopathy.  Lancet. 1993;  342 1441-1446

Prof. Dr. rer. nat. Otto-Erich Brodde

Universitätsklinikum Essen, Klinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten undInstitut für Pathophysiologie

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45147 Essen

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