transport och internalisering: fri Hormonhypotes och biotillgänglig Ligand
eftersom 25(OH)D är bosatt på olika bindande proteiner eller är fri och obunden, är nästa övervägande den mekanism genom vilken 25(OH)d internaliseras i målceller och vävnader. I njuren är inträdesvägen genom megalin-medierad endocytos ., Megalin, även känd som lågdensitetslipoproteinrelaterat protein 2, är en stor (600 kDa) transmembranreceptor multiligand uttryckt i epitelceller i flera andra vävnader. När megalin uttrycks tillsammans med dess coreceptor cubilin (460 kDa), är det i stånd att endocytisk internalisering av både DBP och ALB och vitamin D ligander bundna till dem samt ett antal andra proteiner (t.ex. retinolbindande protein, transferrin, apolipoprotein E, epidermal tillväxtfaktor, etc.) ., I denna inställning, och i vilken celltyp som helst med megalin-endocytosmaskineriet och adekvat uttryck för CYP27B1, kan det internaliserade proteinbundet–25(OH)d fungera som substrat för omvandling till 1,25(OH)2D.
i celler utan megalin är den mest sannolika vägen för inträde för D-vitaminmetaboliter genom diffusion av fria former av dessa metaboliter, även om det finns flera rapporter om låga nivåer av icke-megalin-cellförening och upptag av DBP i vissa celler . Experimentellt visades emellertid företräde för den fria metabolitvägen för inträde för 1,25 (OH)2D i keratinocyter ., I ytterligare studier med immunceller minskade ökad DBP i odlingsmedier responsen till 25 (OH)D (där 1,25(OH) 2D producerades lokalt) i vidhäftande monocyter och dendritiska celler som överensstämmer med ”frihormonhypotesen”.
det har också hypoterats att celler, förutom de explicit obundna molekylerna, kan använda D-vitaminmetaboliter bundna med lägre affinitet till ALB. I denna inställning beräknas den ”biotillgängliga” fraktionen av 25(OH)D genom att förutsäga den fraktion som är bunden till ALB plus den fria 25(OH)D (Se Fig. 51.1) ., Denna beräkning för biotillgänglig 25 (OH)D-status, liksom en direkt åtgärd för fri 25(OH)D, har använts i ett antal epidemiologiska associationsstudier, varav några kommer att diskuteras senare i detta kapitel. Idén om biotillgängligt eller fritt hormon har tidigare applicerats på kortisol, sköldkörtel, testosteron och östrogen (Se tabell 51.1). I dessa fall sekvestrerar ett motsvarande högaffinitetsbindande protein, kortisolbindande globulin (CBG), sköldkörtelhormonbindande globulin (TBG) eller könshormonbindande globulin (SHBG) en betydande del av det totala serumcirkulerande hormonet., Återstoden är fri eller bunden med lägre affinitet till ALB och även till transthyretin vid sköldkörtelhormon.
dynamiken i dessa interaktioner, en multiligand multibindande proteinjämvikt, kan beskrivas matematiskt . Ur detta perspektiv är förväntan att 25 (OH)D-status (eller någon ligand-of-interest status) kan beskrivas tillräckligt med tre mätvärden: (1)total 25 (OH) d; (2)biotillgänglig 25 (OH) d; och(3)Fri 25 (OH) D., Undantaget till detta skulle vara scenariot där individer med samma totala ligandkoncentration som studeras kan ha mycket olika biotillgängliga och fria ligandnivåer om deras kognitbindande proteinnivåer skilde sig från varandra. För DBP, hos normala friska individer, är variationen i DBP-koncentrationen något smal. Således kommer totalt 25(OH)D-nivåer sannolikt att associeras i lockstep med biotillgängliga och fria 25 (OH)D-nivåer. De hormonbindande proteinerna (CBG, TBG och SHBG) uppvisar dock ett något bredare koncentrationsintervall i populationer (Se tabell 51.1)., Konsekvensen av detta är att den totala ligandkoncentrationen kan avvika signifikant från biotillgängliga och fria ligandkoncentrationer. Således kan för dessa hormoner fria och biotillgängliga värden ha klinisk nytta.
som nämnts uppvisar DBP-nivåer hos typiskt friska individer inte mycket variation, men det finns vissa fysiologiska (graviditet) och patologiska (leversjukdom) tillstånd där DBP-nivåer ändras . Under dessa förhållanden är det möjligt att fria och biotillgängliga värden har klinisk nytta över totala serummätningar., Det extrema exemplet på detta scenario visas i Dbp knockout-musmodellen . I denna studie jämfördes Dbp (+/+) möss mot Dbp (+/−) och Dbp (−/−) möss. De 25(OH)d-och 1,25 (OH)2D-nivåerna mättes, och Dbp ( + / + ) − mössen hade de typiska nivåerna av de två vitamin D − metaboliterna med Dbp ( + / − ) som hade reducerade nivåer, medan i Dbp ( – / – ) var mängderna knappt detekterbara. Att ta totala serumnivåer som en markör för D-vitaminstatus skulle indikera att Dbp (+/−) och Dbp (−/−) minskade respektive kraftigt bristfällig., Benkvaliteten i varje typ av djur var dock normal. Först när djuren placerades på vitamin D-bristfälliga dieter observerades skillnader så att Dbp (−/−) uppvisade sekundär hyperparatyreoidism och benanomalier snabbare än deras vildtyps motsvarigheter. Således, i DBP knockout musmodell, total serummetabolit nivåer var inte exakta biomarkörer av vitamin D status.
i en annan musstudie, vildtyp (dvs., Dbp ( + / + ) möss) matades dieter som endast innehöll vitamin D2 (D2) eller vitamin D3 (D3) från avvänjning till vecka 8 och vecka 16, så att alla relevanta metaboliter i dessa möss slutligen uteslutande var av antingen D2-eller D3-formerna . Vid vecka 8 och vecka 16 var de totala serum-25(OH)D-nivåerna hos dessa möss likartade, men de fysiskt uppmätta fria 25(OH)D-nivåerna i D2-matade möss var förmodligen högre på grund av den lägre affiniteten hos DBP för 25(OH)D2 i jämförelse med 25(OH)D3 ., Intressant, vid vecka 16 uppvisade D2-matade möss signifikant högre BV / TV och trabekulärt antal än möss som matade Vitamin D3-diet. Vid vecka 8 hade D2-mössen signifikant högre osteoklastyta / benyta, eroderad yta / benyta och mineralappositionshastighet jämfört med D3-mössen. Även i vecka 8 var osteoblastytan / benytan högre hos D2-honor men inte i Vecka 8 D2-hanar. Resultaten av denna studie tyder på att Fri 25 (OH) d kan påverka vissa aspekter av skelettfunktionen och kanske en bättre markör för vitamin D-status i denna inställning för möss., Frågan om free 25 (OH) D är en användbar biomarkör för människors hälsa diskuteras senare i detta kapitel.
Lämna ett svar