proteína transportadora

transporte e internalización: hipótesis de hormona libre y ligando biodisponible

debido a que el 25(OH)D reside en diferentes proteínas de unión o es libre y no Unido, la siguiente consideración es el mecanismo por el cual el 25 (OH)D se internaliza en células y tejidos diana. En el riñón, la vía de entrada es a través de la endocitosis mediada por megalina ., Megalin, también conocida como proteína 2 relacionada con lipoproteínas de baja densidad, es un receptor transmembrana multiligand grande (600 kDa) expresado en células epiteliales de varios otros tejidos. Cuando megalin se expresa junto con su coreceptor cubilin (460 kDa), es capaz de internalización endocítica tanto de DBP y ALB y los ligandos de vitamina D Unidos a ellos, así como una serie de otras proteínas (por ejemplo, proteína de unión al retinol, transferrina, apolipoproteína E, Factor de crecimiento epidérmico, etc.) ., En este entorno, y en cualquier tipo de célula con la maquinaria de endocitosis de megalin, y la expresión adecuada de CYP27B1, la proteína internalizada unida a 25(OH)D puede servir como sustrato para la conversión a 1,25(OH)2D.

en células sin megalin, la ruta más probable de entrada de metabolitos de vitamina D es por difusión de formas libres de estos metabolitos, aunque hay varios informes de bajos niveles de asociación de células no mg y absorción de DBP en algunas células . Sin embargo, experimentalmente, se demostró la primacía de la vía de entrada del metabolito libre para 1,25 (OH)2D en queratinocitos ., En estudios adicionales utilizando células inmunitarias, el aumento de la pad en medios de cultivo redujo la respuesta a 25 (OH)D(donde se produjo localmente 1,25 (OH)2D) en monocitos Adherentes y células dendríticas consistentes con la hipótesis de la «hormona libre».

también se ha hipotetizado que, además de las moléculas explícitamente no unidas, las células podrían utilizar metabolitos de vitamina D Unidos con menor afinidad al ALB. En esta configuración, la fracción «biodisponible» de 25(OH)D se calcula mediante la predicción de la fracción unida a ALB más el 25(OH)D Libre (Ver Fig. 51.1) ., Este cálculo para el estado biodisponible de 25(OH)D, así como una medida directa para el Estado Libre de 25(OH)D, se ha utilizado en varios estudios de asociación epidemiológica, algunos de los cuales se discutirán más adelante en este capítulo. La idea de la hormona biodisponible o libre se ha aplicado previamente al cortisol, la tiroides, la testosterona y el estrógeno (véase la tabla 51.1). En estos casos, una proteína de unión de alta afinidad correspondiente, la globulina de unión a cortisol (CBG), la globulina de unión a hormonas tiroideas (TBG) o la globulina de unión a hormonas sexuales (SHBG) secuestran una parte sustancial de la hormona circulante sérica total., El resto está libre o unido con menor afinidad al ALB y también a la transtiretina en el caso de la hormona tiroidea.

la dinámica de estas interacciones, un equilibrio proteico multiligand multibinding, se puede describir matemáticamente . Desde esta perspectiva, la expectativa es que el estado de 25(OH)D (o cualquier estado de ligando de interés) podría describirse adecuadamente mediante tres métricas: (1) total 25(OH)D; (2) biodisponible 25(OH)D; y (3) libre 25(OH)D., La excepción a esto sería el escenario donde los individuos con la misma concentración total de ligando bajo estudio podrían tener niveles de ligando libre y biodisponible muy diferentes si sus niveles de proteína de unión afines diferían entre sí. Para DBP, en individuos sanos normales, el rango de variación en la concentración de DBP es algo estrecho. Por lo tanto, es probable que los niveles totales de 25(OH)D se asocien al mismo ritmo que los niveles biodisponibles y libres de 25(OH)D. Sin embargo, las proteínas de unión a hormonas (CBG, TBG y SHBG) muestran un rango de concentraciones algo más amplio en las poblaciones (Ver tabla 51.1)., La consecuencia de esto es que la concentración total de ligandos puede divergir significativamente de las concentraciones de ligandos biodisponibles y libres. Por lo tanto, para estas hormonas, los valores libres y biodisponibles pueden tener utilidad clínica.

como se mencionó, los niveles de pad en individuos típicamente sanos no exhiben mucha variación, pero hay algunas condiciones fisiológicas (embarazo) y patológicas (enfermedad hepática) donde los niveles de PAD están alterados . En estas condiciones es posible que los valores libres y biodisponibles tengan utilidad clínica sobre las mediciones séricas totales., El ejemplo extremo de este escenario se demuestra en el modelo de ratón knockout de Dbp . En este estudio, se compararon ratones Dbp (+/+) frente a ratones Dbp (+/−) y Dbp ( − / − ). Se midieron los niveles de 25(OH)D y 1,25(OH)2D, y los ratones Dbp (+/+) tenían los niveles típicos de los dos metabolitos de vitamina D con Dbp (+/−) con niveles reducidos, mientras que en Dbp (−/−) las cantidades eran apenas detectables. Tomar los niveles séricos totales como marcador del Estado de vitamina D indicaría que la Pad (+/−) y la Pad (−/−) estaban disminuidas y gravemente deficientes, respectivamente., Sin embargo, la calidad ósea en cada tipo de animal fue normal. Solo cuando los animales fueron colocados en dietas deficientes de vitamina D se observaron diferencias tales que la Pad (−/−) exhibió hiperparatiroidismo secundario y anomalías óseas más rápidamente que sus contrapartes de tipo silvestre. Por lo tanto, en el modelo de ratón knockout de DBP, los niveles de metabolitos séricos totales no fueron biomarcadores precisos del Estado de vitamina D.

en otro estudio con ratones, el tipo salvaje (i. e.,, Dbp ( + / + ) ratones) fueron alimentados con dietas que contenían únicamente Vitamina D2 (D2) o vitamina D3 (D3) desde el destete hasta la semana 8 y la semana 16, de modo que finalmente todos los metabolitos relevantes en estos ratones eran exclusivamente de las formas D2 o D3 . En la semana 8 y la semana 16, los niveles séricos Totales de 25(OH)D de estos ratones fueron similares, pero los niveles de 25(OH)D libres físicamente medidos en los ratones alimentados con D2 fueron superiores presumiblemente debido a la menor afinidad de DBP para 25(OH)D2 en comparación con 25(OH)D3 ., Curiosamente, en la semana 16, los ratones alimentados con D2 exhibieron significativamente más alto BV/TV y número trabecular que los ratones alimentados con dieta de vitamina D3. En la semana 8, los ratones D2 tenían una superficie osteoclástica/superficie ósea significativamente mayor, superficie erosionada/superficie ósea y tasa de aposición mineral en comparación con los ratones D3. Además, en la semana 8, la superficie osteoblástica/ósea fue mayor en las hembras D2, pero no en los machos de la semana 8 D2. Los hallazgos de este estudio sugieren que el 25(OH)D libre puede tener un impacto en algunos aspectos de la función esquelética y tal vez un mejor marcador del Estado de la vitamina D en este entorno para los ratones., La cuestión de si el 25(OH)D libre es un biomarcador útil para la salud humana se discute más adelante en este capítulo.