Transport i internalizacja: hipoteza wolnego hormonu i biodostępny Ligand
ponieważ 25(OH)D znajduje się na różnych białkach wiążących lub jest wolne i niezwiązane, następną kwestią jest mechanizm, za pomocą którego 25(OH)D jest internalizowane w komórkach docelowych i tkankach. W nerkach Droga wejścia przebiega przez endocytozę z udziałem megaliny ., Megalin, znany również jako białko lipoproteinowe o niskiej gęstości 2, jest dużym (600 kDa) receptorem transmembrany wieloligand wyrażonym w komórkach nabłonkowych kilku innych tkanek. Gdy megalin jest wyrażany wraz z jego coreceptor cubilin (460 kDa), jest zdolny do endocytarnej internalizacji zarówno DBP, jak i ALB oraz wiązanych z nimi ligandów witaminy D, a także wielu innych białek (np. białko wiążące retinol, transferryna, apolipoproteina E, czynnik wzrostu naskórka itp.) ., W tym otoczeniu i w każdej komórce z mechanizmem endocytozy megalin i odpowiednią ekspresją CYP27B1 internalizowana wiązana z białkami-25 (OH) D może służyć jako substrat do konwersji do 1,25(OH) 2D.
w komórkach bez megalinu najbardziej prawdopodobną drogą wejścia metabolitów witaminy D jest dyfuzja wolnych form tych metabolitów, chociaż istnieje kilka doniesień o niskim poziomie niemegalinowej asocjacji komórkowej i wychwycie DBP w niektórych komórkach . Eksperymentalnie wykazano jednak prymat drogi wejścia wolnego metabolitu dla 1,25 (OH) 2D w keratynocytach ., W dodatkowych badaniach z wykorzystaniem komórek immunologicznych zwiększenie DBP w pożywce hodowlanej zmniejszyło responsywność do 25 (OH)D (gdzie 1,25(OH) 2D wytwarzano lokalnie) w przylegających monocytach i komórkach dendrytycznych zgodnie z hipotezą „wolnego hormonu”.
wysunięto również hipotezę, że oprócz wyraźnie niezwiązanych cząsteczek komórki mogą wykorzystywać metabolity witaminy D związane z mniejszym powinowactwem do ALB. W tym ustawieniu” biodostępna ” frakcja 25(OH)D jest obliczana przez przewidywanie frakcji związanej z ALB plus wolna 25 (OH)D (patrz Rys. 51.1) ., To obliczenie dla biodostępności 25 (OH) D, jak również bezpośrednia miara dla wolnej 25 (OH)D, zostały wykorzystane w wielu badaniach epidemiologicznych, z których niektóre zostaną omówione w dalszej części niniejszego rozdziału. Idea biodostępnego lub wolnego hormonu została wcześniej zastosowana do kortyzolu, tarczycy, testosteronu i estrogenu (patrz tabela 51.1). W takich przypadkach odpowiednie białko wiążące wysokie powinowactwo, globulina wiążąca kortyzol (CBG), globulina wiążąca hormony tarczycy (TBG) lub globulina wiążąca hormony płciowe (SHBG) sekwestruje znaczną część całkowitego hormonu krążącego w surowicy., Pozostała część jest wolna lub związana z mniejszym powinowactwem do ALB, a także do transtyretyny w przypadku hormonów tarczycy.
dynamikę tych oddziaływań, wielowarstwową równowagę białek, można opisać matematycznie . Z tej perspektywy oczekuje się, że status 25(OH)D (lub dowolny status ligand-of-interest) może być odpowiednio opisany za pomocą trzech wskaźników: (1) suma 25(OH)D; (2) biodostępność 25(OH)D; i (3) wolny 25(OH)D., Wyjątkiem od tego byłby scenariusz, w którym osoby o tym samym całkowitym stężeniu ligandu w badaniu mogłyby mieć bardzo różne poziomy biodostępności i wolnych ligandów, jeśli ich poziomy białka wiążącego Konin różniły się od siebie. W przypadku DBP u zdrowych osób zakres zmienności stężenia DBP jest nieco wąski. W związku z tym całkowite poziomy 25(OH)D mogą być związane w lockstep z biodostępnymi i wolnymi poziomami 25(OH)D. Jednak białka wiążące hormony (CBG, TBG i SHBG) wykazują nieco szerszy zakres stężeń w populacjach(patrz tabela 51.1)., Konsekwencją tego jest to, że całkowite stężenie ligandu może znacznie różnić się od stężeń biodostępnych i wolnych ligandów. Tak więc dla tych hormonów wartości wolne i biodostępne mogą mieć użyteczność kliniczną.
jak wspomniano, poziom DBP u typowo zdrowych osób nie wykazuje dużej zmienności, ale istnieją pewne warunki fizjologiczne (ciąża) i patologiczne (choroba wątroby), w których poziomy DBP są zmieniane . W tych warunkach możliwe jest, że wartości wolne i biodostępne mają użyteczność kliniczną nad całkowitym pomiarem surowicy., Ekstremalny przykład tego scenariusza przedstawiono w modelu Dbp knockout mouse . W tym badaniu myszy Dbp (+/+) porównywano z myszami Dbp (+/−) i Dbp ( − / − ). Zmierzono poziomy 25(OH)D i 1,25 (OH)2D, a myszy z Dbp ( + / + ) miały typowe poziomy dwóch metabolitów witaminy D, z Dbp ( + / − ) o obniżonym poziomie, podczas gdy w Dbp ( − / − ) ilości te były ledwo wykrywalne. Biorąc całkowite stężenie w surowicy jako marker witaminy D oznaczałoby, że Dbp ( + / − ) i Dbp ( − / − ) były odpowiednio zmniejszone i rażąco niedoborowe., Jednak jakość kości u każdego rodzaju zwierzęcia była normalna. Dopiero, gdy zwierzęta przyjmowano na dietę z niedoborem witaminy D, zaobserwowano różnice tak, że Dbp (−/−) wykazywały wtórną nadczynność przytarczyc i anomalie kostne szybciej niż ich Dzikie odpowiedniki. Tak więc, w modelu DBP knockout mouse, całkowite poziomy metabolitów w surowicy nie były dokładnymi biomarkerami o statusie witaminy D.
w innym badaniu na myszach, typu dzikiego (tj.,, DBP ( + / + ) myszy) były karmione dietami zawierającymi wyłącznie witaminę D2 (D2) lub witaminę D3 (D3) od odsadzenia do tygodnia 8 i Tygodnia 16 tak, że ostatecznie wszystkie istotne metabolity u tych myszy były wyłącznie postaci D2 lub D3 . W 8. i 16. tygodniu całkowite stężenie 25(OH)D w surowicy tych myszy było podobne, ale fizycznie mierzone stężenie 25(OH)D u myszy karmionych D2 było wyższe prawdopodobnie z powodu niższego powinowactwa DBP do 25(OH)D2 w porównaniu do 25(OH)D3 ., Co ciekawe, w 16 tygodniu myszy karmione D2 wykazywały znacznie wyższą liczbę BV / TV i beleczkowatych niż myszy karmione dietą witaminy D3. W 8. tygodniu myszy z grupy D2 miały znacznie większą powierzchnię osteoklastów / powierzchnię kości, erozję powierzchni / powierzchni kości oraz współczynnik apozycji minerałów w porównaniu z myszami z grupy D3. Ponadto, w 8. tygodniu, powierzchnia osteoblastów / powierzchnia kości była większa u kobiet z grupy D2, ale nie u mężczyzn z grupy D2 w 8.tygodniu. Wyniki tego badania sugerują, że wolna 25 (OH) D może mieć wpływ na niektóre aspekty funkcji szkieletu i być może lepszy marker statusu witaminy D w tym ustawieniu dla myszy., Pytanie, czy wolny 25 (OH) D jest użytecznym biomarkerem dla zdrowia ludzkiego, zostało omówione w dalszej części tego rozdziału.
Dodaj komentarz