Le nuove ricerche scientifiche sull' Attivazione polmonare della vitamina D 3 e l'effetto preventivo contro la polmonite interstiziale.
Fonte: PubMed
Ichiro Tsujino , 1 Ryoko Ushikoshi-Nakayama , 2 Tomoe Yamazaki , 2 Naoyuki Matsumoto , 2 e Ichiro Saito 2, *
Nella polmonite interstiziale, le pareti
alveolari diventano ispessite e fibrotiche a causa dell'infiammazione,
presumibilmente a causa dell'attivazione di fibroblasti che producono actina
del muscolo α-liscio (αSMA) e collagene di tipo I. La polmonite
interstiziale è una complicazione della sindrome di Sjӧgren e il livello di
vitamina D nel sangue è più basso nei pazienti con Sjӧgren rispetto alle
persone sane, quindi è stato suggerito che la polmonite interstiziale può
essere associata a carenza di vitamina D.
La vitamina D è una vitamina liposolubile
che facilita l'assorbimento di calcio e fosforo dal tratto intestinale,
promuove la produzione e la secrezione dell'ormone paratiroideo e attiva il
rimodellamento osseo da parte degli osteoblasti. Recentemente è stato
riferito che la carenza di vitamina D non riguarda solo il metabolismo osseo,
ma ha anche un ruolo nelle malattie legate allo stile di vita, tra cui malattie
cardiache, diabete e cancro, e che la vitamina D può prevenire le infezioni.
La forma fisiologicamente attiva della
vitamina D è il calcitriolo che viene utilizzato per trattare
l'osteoporosi. Tuttavia, l'emivita del calcitriolo è di soli 15 ore e il
mantenimento di un livello ematico stabile è difficile, pertanto l'efficacia
prevista potrebbe non essere raggiunta. Il colecalciferolo (VD 3 )
viene prodotto nella pelle dopo l'esposizione alla luce solare o può essere
assunto per via orale e viene sottoposto a metabolismo / isomerizzazione
epatica per diventare calcidiolo [25 (OH) VD 3 ], una
forma circolante di vitamina D con una lunga emivita di 15 giorni. Quindi
25 (OH) VD 3 viene attivato localmente in vari tessuti per
mostrare i suoi effetti fisiologici.
La lesione polmonare causata
dall'inalazione di lipopolisaccaride è più grave nei topi con knockout del
recettore della vitamina D (VDR) rispetto ai topi wild-type e la gravità
di tale lesione polmonare nei topi è correlata al livello ematico di 25 (OH)
VD 3 . Precedenti studi sulla fibrosi polmonare
hanno valutato gli effetti anti-infiammatori e anti-fibrotici di 1,25
(OH) 2 D 3 sui fibroblasti
polmonari, e l'effetto preventivo di 1,25 (OH) 2 D 3 somministrato
per via orale in un modello murino di fibrosi polmonare indotta da
bleomicina. Tuttavia, pochi studi hanno valutato l'influenza dell'elevato
apporto dietetico di VD 3 sulla fibrosi polmonare.
Pertanto, abbiamo la scienza ha condotto
uno studio in vitro usando linee cellulari di fibroblasti
polmonari umani e abbiamo anche impiegato topi con fibrosi polmonare indotta da
bleomicina per valutare se il VD 3 dietetico fosse
metabolizzato in 1,25 (OH) 2 D 3 attivo nei
polmoni e se impediva polmonite interstiziale.
Studio in vivo
Animali
Topi maschi C57BL / 6JJcl di cinque
settimane ( n = 15) (CLEA Japan, Inc., Tokyo, Giappone)
sono stati alloggiati in specifiche condizioni prive di agenti patogeni ad una
temperatura di 23 ± 2 ° C e un'umidità del 60 ± 15% con un ciclo luce-buio di
12 ore, e hanno avuto il libero accesso all'acqua e una dieta speciale AIN-93G
contenente VD 3 (200 UI / 100 g).
Dieta ricca di vitamina D e induzione
della fibrosi polmonare da bleomicina
A 6 settimane, i topi sono stati assegnati
ai seguenti tre gruppi ( n = 5 ciascuno): un gruppo
trattato con bleomicina e dato un alto VD 3 dieta (alto
VD 3 + gruppo bleomicina), un gruppo trattato con
bleomicina che è rimasto sulla dieta basale (gruppo bleomicina) e un gruppo di
controllo non trattato che è rimasto sulla dieta basale (gruppo di
controllo). Nel gruppo con bleomicina VD 3 + alta ,
i topi hanno ricevuto una dieta con 1.000 UI / 100 g di VD 3 vs
200 UI / 100 g negli altri gruppi. Dal giorno 4 sulla dieta assegnata, la
bleomicina (10 mg / kg) è stata iniettata nella vena della coda una volta al
giorno per cinque giorni nel VD 3 elevato + gruppo
bleomicina e gruppo bleomicina, mentre la PBS è stata somministrata al gruppo
controllo. A quattro giorni dalla fine della somministrazione, i topi sono
stati sacrificati umanamente in anestesia con sevoflurano profondo e sono stati
raccolti i polmoni.
Sono state seguite tutte le linee guida
internazionali, nazionali e / o istituzionali applicabili per la cura e l'uso
degli animali. Tutte le procedure eseguite negli studi sugli animali erano
conformi agli standard etici dell'istituzione o della pratica in cui gli studi
erano condotti. L'esperimento sugli animali è stato approvato dal comitato
per gli esperimenti sugli animali presso la Tsurumi University (Numero di
autorizzazione: 29A043).
Analisi istopatologiche della fibrosi
I polmoni di topo sono stati fissati in
paraformaldeide al 4% in PBS, tagliati in due pezzi (sezione coronale) e
incorporati in paraffina. Quindi i blocchi sono stati tagliati in sezioni
di 4 µm che sono state colorate con ematossilina ed eosina (HE) per la
microscopia ottica e le fotografie digitali sono state scattate con un
obiettivo 20 ×. Le fotografie sono state analizzate con il software Image
J, ( 13 ) e l'ispessimento della
parete alveolare è stato valutato dall'area percentuale del tessuto macchiato
di HE nel campo complessivo. Altre sezioni sono state colorate con Sirius
rosso / verde rapido (Sirius Red / Fast Green Staining Staining Kit, Condrex,
Inc., Redmond, WA) e la gravità della fibrosi polmonare (incluso il contenuto
di collagene) è stata valutata con la scala modificata di Ashcroft secondo il
metodo di Hübner et al. ( 14) In breve, sono state osservate
sezioni con ingrandimento di 200 × e l'estensione della fibrosi polmonare in
ciascun campo è stata valutata da 0 (normale) a 8 (fibrosi completa), dopo di
che il punteggio medio è stato calcolato dai punteggi per tutte le sezioni di
ciascun campione. La persona che eseguiva la valutazione istologica era
accecata dalle informazioni sui campioni.
Analisi dell'espressione genica nel
tessuto polmonare del topo
L'RNA totale è stato estratto dai tessuti
polmonari di topo e il cDNA è stato sintetizzato come menzionato
sopra. Quindi RT-PCR è stata eseguita utilizzando questo cDNA e i primer
mostrati nella Tabella 1 , dopo di che sono
stati determinati i livelli di espressione mRNA di TGF-β1, SPP1, IL1-β e
β-actina. Le intensità di banda dei prodotti PCR su gel di agarosio sono
state convertite in dati numerici utilizzando il software Image Studio e
l'espressione genica è stata confrontata tra i gruppi.
analisi statistica
Nello studio in vivo ,
i valori medi dei parametri sono stati confrontati tra i gruppi mediante
il test t o il test U di Mann-Whitney ,
a seconda dei casi, e l'entità delle modifiche è stata valutata mediante il
calcolo del d di Cohen .
In conclusione, gli esperimenti con linee
cellulari e un modello murino hanno suggerito che la vitamina D potrebbe essere
attivata nei polmoni e che l'assunzione di vitamina D potrebbe prevenire la
polmonite interstiziale sopprimendo la fibrosi polmonare. L'assunzione
orale di vitamina D può essere utile per la prevenzione o il trattamento di
varie malattie.
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