Thyroid hormones stimulate L-arginine transport in human endothelial cells

Abstract

Thyroid hormone activity is associated with L-arginine metabolism and nitric oxide (NO) production, which participate in the cardiovascular manifestations of thyroid disorders. L-arginine transporters play an important role in activating L-arginine uptake and NO production. However, the effects of thyroid hormones on L-arginine transporters in endothelial cells have not yet been evaluated. We measured L-arginine uptake, mRNA expression of L-arginine transporters, endothelial nitric oxide synthase (eNOS) mRNA and NO generation after the administration of T3, T4, and the T3 analog, 3,3',5-triiodothyroacetic acid TRIAC in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). We also analyzed the role of αvβ3 integrin and of phosphatidyl-inositol-3 kinase (PI3K), mitogen-activated protein kinases (MAPKs: ERK1/2, p38 and SAPK-JNK) and intracellular calcium signaling pathways as underlying mechanisms. To this end, αvβ3 integrin was pharmacologically inhibited by tetraiodothyroacetic acid (TETRAC) or genetically blocked by silencing αv mRNA, and PI3K, MAPKs and intracellular calcium by selective inhibitors. We found that thyroid hormones and the T3 analog TRIAC increased L-arginine uptake in HUVECs, the sodium-independent y+/CAT isoforms, except CAT2b, sodium-dependent y+L system and sodium-independent system b0,+L-arginine transporters, eNOS mRNA; and NO production. These effects were suppressed by αvβ3 integrin inhibition with TETRAC or αv integrin downregulation or by PI3K, MAPK or intracellular Ca2+ signaling inhibitors. We report for the first time that activation of L-arginine uptake by thyroid hormones is related to an up-regulation of L-arginine transporters. This effect seems to be mediated by activation of αvβ3 integrin receptor and subsequent PI3K, MAPK and intracellular Ca2+ signaling pathways.

The effect of different dietary ratios of lysine, arginine and methionine on biochemical parameters and hormone secretion in turkeys

“…Toral et al. (2018) have shown that thyroid hormones stimulate Na + ‐dependent and Na + ‐independent L‐arginine transporters and increase NO production induced by calcium ionophore. The increased Arg content in the diet could therefore have stimulated greater T4 secretion by the thyroid in the turkeys.…”

Symmetric dimethylarginine concentrations in dogs with hypothyroidism before and after treatement with levothyroxine

“…Moreover, an in‐vitro study demonstrated the effect of thyroid hormones on the l‐arginine metabolism (Toral et al . 2018). Consequently, in thyroid dysfunctions, not only the GFR but also changes in the protein metabolism could influence serum SDMA concentrations.…”

Неохоплені Механізми Кардіопротекції При Тиреоїдній Дисфункції

“…Цікавим є факт, що, згідно з даними досліджень in vitro стимуляція поглинання L-аргініну гормонами ЩЗ пов'язана саме із впливом на транспортери L-аргініну. Припускають, що цей ефект опосередковується активацією рецептора інтегрину αvβ3 і подальшими сигнальними шляхами PI3K, MAPK і внутрішньоклітинного Са 2+ [38].…”

“…Відомо, що L-аргінін як донатор NН-груп є субстратом для NО-синтази -ферменту, що каталізує синтез найважливішого ендогенного вазодилататора NO в ендотеліоцитах. З огляду на те, що надходження L-аргініну може бути лімітуючим фактором, що модулює утворення NO, його застосування в терапевтичних цілях з метою впливу на ендотеліальну дисфункцію при різних ССЗ, включаючи артеріальну гіпертензію, атеросклероз, рестеноз/посткоронарну ангіопластику та реперфузійне ушкодження, є вкрай доцільним [38]. Доведено також, що L-аргінін знижує активацію й адгезію лейкоцитів і тромбоцитів до ендотелію, пригнічує синтез білків адгезії, запобігаючи утворенню й розвитку атеросклеротичних бляшок, пригнічує синтез ендотеліну-1 -потужного вазоконстриктора і стимулятора проліферації й міграції гладких міоцитів судинної стінки.…”