- реферат
- мета:
- дизайн:
- Предмети та методи:
- результати:
- висновок:
- вступ
- Предмети та методи
- предметів
- Експериментальний дизайн
- Протокол випробування
- Біохімічний аналіз 25 (OH) D, паратиреоїдного гормону (PTH) та кальцію
- Виявлення активності теломерази за допомогою протоколу теломерного повторного посилення
- Статистичний аналіз
- результат
- Реакція теломерази сироватки 25 (OH) D та PBMC на добавки вітаміну D3
- обговорення
реферат
Ми зосередилися на дослідженні того, чи модулює добавки вітаміну D активність теломерази периферичної крові (PBMC) у афроамериканців із надмірною вагою.
дизайн:
Нещодавно було проведено подвійне сліпе, рандомізоване, плацебо-контрольоване клінічне дослідження (# NCT01141192).
Предмети та методи:
Дорослих афроамериканців випадковим чином розподіляли до групи плацебо або групи вітаміну D (60 000 МО на місяць (що відповідає 2 000 МО на день) пероральних добавок вітаміну D3). Свіжі РВМС були зібрані у 37 суб'єктів (18 у групі плацебо та 19 у групі вітаміну D) на початковому рівні та через 16 тижнів. Активність теломерази PBMC вимірювали, використовуючи протокол теломерної повторної ампліфікації.
результати:
Рівні гідроксивітаміну D в сироватці крові збільшилися з 40,7 ± 15,7 базового рівня до 48,1 ± 17,5 нмоль 1-1 в самому ранньому тесті (Р = 0,004) у групі плацебо та з 35,4 ± 11, 3 при вихідних значеннях 103, 7 ± 31, 5 нмоль 1 –1 в інших аналізах (Р 1, 2, 3, 4 Теломераза - важливий фермент, який підтримує довжину теломер та потенціал реплікації клітин. Стійка активність теломерази стабілізує довжину теломери та затримує/запобігає старінню реплікації Т-клітин. 5, 6 Важливо, що підвищена активність теломерази впливає не тільки на теломери та проліферативний потенціал, але і зберігає здорову клітинну та довгострокову імунну функцію.7, 8. Крім того, дані моделей мишей свідчать про те, що дефіцит теломерази пов'язаний із підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань, 9, 10, 11, 12 погіршує метаболізм глюкози та секрецію інсуліну.
Активність теломерази, виміряна у зразках мононуклеарних клітин периферичної крові (PBMC), є відносно новим параметром, який на сьогоднішній день вимірювали лише в кількох дослідженнях на людях. Наприклад, активність теломерази PBMC у стані спокою підвищується при великій депресії та передбачає реакції антидепресантів. Низька активність теломерази PBMC була пов’язана з підвищеними факторами серцево-судинного ризику у 62 здорових жінок, що свідчить про те, що низька активність лейкоцитів теломерази є раннім маркером серцево-судинного ризику. 15
Недавні дослідження вказують на сприятливий вплив позитивних змін способу життя на процес старіння клітин, пов'язаний з деградацією теломерази/теломерази. Farzaneh-Far та ін. 16 нещодавно показали, що особи з найнижчим квартилем омега-3 жирних кислот (докозагексаєнова кислота та ейкозапентаенова кислота) зазнали найшвидшого вкорочення теломер, тоді як у найвищого квартиля відбулося найповільніше скорочення теломер за останні 5 років. Новаторське комплексне дослідження втручання у спосіб життя, проведене Орнішем та співавт. 17 показали, що активність теломерази PBMC зросла на 29% наприкінці тримісячного втручання у спосіб життя у 24 пацієнтів із злоякісним раком простати.
Вважається, що вітамін D відіграє важливу роль у широкому діапазоні функцій організму, крім здоров’я кісток, включаючи імунну функцію та здоров’я серцево-судинної системи. 18, 19, 20 Дефіцит вітаміну D, який часто зустрічається у людей із ожирінням та афроамериканців, 21 пов’язаний з різними віковими захворюваннями, включаючи гіпертонію, діабет 2 типу, серцево-судинні захворювання та смертність від усіх причин. 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26 Нещодавно ми показали, що добавки вітаміну D покращують жорсткість артерій 27 та ендотеліальну функцію 28 у афроамериканців. Поперечне дослідження показує, що більш високі рівні гідроксивітаміну D (25 (OH) D) у сироватці крові 25 пов’язані з більшою довжиною теломер лейкоцитів у 2160 кавказців. 29 Тому ми зосередились на вивченні гіпотези, згідно з якою добавки вітаміну D збільшують активність теломерази PBMC у людини.
Предмети та методи
предметів
Всього про 70 афроамериканських суб'єктів (у віці 19-50 років) було повідомлено в Інститут профілактики штату Джорджія для скринінгу на місці. У дослідження були включені лише мабуть здорові афро-американські чоловіки та жінки з серцево-судинними, легеневими або метаболічними захворюваннями в анамнезі. Суб'єктів виключали, якщо (1) вони мали ознаки діабету (гемоглобін А1с - скринінг 6,5%) або шлунково-кишкові розлади/мальабсорбція, (2) вони приймали препарати, які, як відомо, впливають на метаболізм кальцію та/або вітаміну D, (3) вони приймали будь-які вазоактивні препарати (4) вони приймали вітамінні, мінеральні або рослинні добавки, (5) вони не могли ковтати таблетки і (6) вони були вагітні. З 70 обстежених суб’єктів 57 було визнано придатними та згодом рандомізованими до дослідження. Усі суб’єкти надали письмову інформовану згоду до початку дослідження. Протокол був схвалений Комітетом з прав людини Грузинського університету наук про здоров'я. 28
Експериментальний дизайн
Було проведено подвійне сліпе, рандомізоване, плацебо-контрольоване клінічне дослідження (# NCT01141192). Після скринінгу всі особи, які відповідали вимогам, були випадковим чином віднесені до групи вітаміну D або групи плацебо, використовуючи аптеку клінічних досліджень Університету здоров’я Джорджії. Після базової оцінки всім суб’єктам вводили дози під наглядом дослідника під час їх відвідування Інституту профілактики штату Джорджія кожні 4 тижні протягом загальних 16 тижнів. Дози були видані клінічною дослідницькою аптекою Університету наук про здоров'я Джорджії. За кожне відвідування дози експериментальна група отримувала 60 000 МО таблеток вітаміну D3 для прийому всередину, що відповідало 2 000 МО на день (Bio-Tech Pharmacal Inc., Fayetteville, AR, США), тоді як контрольна група отримувала ідентичну, мабуть, виглядає таблетку плацебо певний виробник (мікрокристалічна целюлоза, димний діоксид кремнію). Доза 2000 МО на день вітаміну D3, раніше визнана допустимою верхньою межею споживання, не вважалася шкідливою для здоров'я. 30
Протокол випробування
Тести на вихідному рівні та 16 тижнів включали антропометричну оцінку зросту, ваги та індексу маси тіла (ІМТ). Кров'яний тиск у стані спокою оцінювали у всіх суб'єктів за встановленими протоколами. 31 Загальний холестерин, ліпопротеїни високої щільності, ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ) та тригліцериди були отримані за допомогою приладу Кардіочека (Polymer Technology Systems, Indianapolis, IN, USA). Глікоцильований гемоглобін (гемоглобін A1c) визначали за допомогою пристрою Bayer A1cNow + для догляду за сайтом (Bayer HealthCare LLC, Саннівейл, Каліфорнія, США).
Біохімічний аналіз 25 (OH) D, паратиреоїдного гормону (PTH) та кальцію
Сироватку 25 (OH) D, інтактний ПТГ у сироватці крові, кальцій у сироватці крові (Ca 2+) та Ca 2+ у сечі вимірювали на початковому рівні та 16 тижнів. Концентрації D в сироватці крові 25 (OH) визначали за допомогою імуноферментного аналізу (Immunodiagnostic Systems, Fountain Hills, AZ, США) відповідно до інструкцій виробника. Аналітичну надійність тестів 25 (OH) D контролювали за участю у DEQAS (схема зовнішньої оцінки якості вітаміну D) і вважала прийнятною. Коефіцієнт варіації (CV) для сироватки 25 (OH) D становив 5,9% та 6,6% відповідно. Біоактивний інтактний ПТГ визначали у сироватці крові методом ІФА (Immutopics, Inc., Сан-Клементе, Каліфорнія, США) згідно з інструкціями виробника. Інтра-CV CV для сироваткового ПТГ становив 5,7%. Са 2+ у сироватці та сечі визначали за допомогою набору ColoVetric Calcium Assay Kit BioVision (Biovision, Mountain View, CA, USA) відповідно до інструкцій виробника. Значення CV у сироватці крові для сироваткового кальцію становили 5,9% та 6,6% відповідно.
Виявлення активності теломерази за допомогою протоколу теломерного повторного посилення
PBMC виділяли з цільної крові методом градієнтного центрифугування Ficoll-Pague Premium (Sigma-Aldrich, Сент-Луїс, Міссурі, США) протягом 1 години після забору крові. Ізольовані РВМС зберігали в кріоконсервуючому середовищі, що складається з RPMI-1640, 10% диметилсульфоксиду та 10% плодової бичачої сироватки в резервуарі для рідкого азоту до подальшої обробки.
Статистичний аналіз
Вплив добавок плацебо або вітаміну D3 протягом 16 тижнів на 25 гідроксивітамін D (25 (OH) D) (середнє значення ± se). * Значущий від вихідного рівня.
Повнорозмірне зображення
Активність теломерази PBMC не відрізнялася між вихідними показниками. Спостерігали значну групову х часову взаємодію (F 1, 36 = 13, 3; P = 0,001). Активність теломерази PBMC значно зросла на 19,2% у групі вітаміну D від вихідного рівня 1,56 ± 0,29 а.е. до самого раннього 1,86 ± 0,42 а.е. (F 1, 18 = 20, 0; P
Вплив 16-тижневих добавок плацебо або вітаміну D3 на активність теломерази PBMC (середнє значення ± se). * Значущий від вихідного рівня.
Повнорозмірне зображення
Ми також виявили значну кореляцію між ступенем підвищення активності теломерази та рівня вітаміну D у сироватці крові після лікування у кожної людини, навіть після коригування віку, статі та ІМТ (r = 0,421, P = 0,013).
обговорення
Нещодавно ми провели 16-тижневе подвійне сліпе рандомізоване клінічне випробування з добавкою вітаміну D3, плацебо проти 60000 МО на місяць (що еквівалентно 2000 МО на день) у дорослих афроамериканців із надмірною вагою. 28 Основний висновок цього дослідження полягає в тому, що добавки вітаміну D3 значно збільшили активність теломерази PBMC на 19,2% під час 16-тижневого втручання. Наші дані свідчать про те, що вітамін D може покращити підтримку теломер і запобігти старінню клітин.
Наскільки нам відомо, наше дослідження є першим рандомізованим, контрольованим плацебо клінічним дослідженням для оцінки впливу пероральних добавок вітаміну D3 на активність теломерази PBMC у людей, особливо афроамериканців із надмірною вагою, що мають більший ризик дефіциту вітаміну D та серцево-судинних захворювань. Новаторське дослідження Орніша та співавт. 17 показали, що тримісячне втручання у спосіб життя, включаючи харчування та модифікацію фізичної активності, збільшило активність теломерази PBMC на 29% у 24 хворих на рак простати із низьким ризиком. Наше рандомізоване клінічне дослідження показало, що пероральний прийом вітаміну D3 шляхом перорального прийому вітаміну D3 у дозі 60 000 МО на місяць (2000 МО на день) зміг збільшити спорідненість дорослих американців із надмірною вагою на 19,2%. Наші висновки підтверджують вищезазначене спостереження у поперечному перерізі, що більш високі рівні 25 (OH) D в сироватці крові пов'язані з більшою довжиною теломер лейкоцитів 29, що може бути досягнуто за рахунок збільшення активності теломерази. Антиклітинна функція старіння вітаміну D може бути зумовлена його протизапальною дією, ефектами антиоксидантного стресу 32, 33, 34 або неенномною активацією шляху виживання VDR/PI3K/Akt. 35, 36, 37, 38
PBMC є критично важливими компонентами імунної системи, що беруть участь у цитотоксичності та виробленні цитокінів та хемокінів. Активність теломерази є важливим фактором, що визначає довжину теломер, і може бути попереднім предиктором довгострокової життєздатності клітин або геномної стабільності, ніж довжина теломер. Підвищення активності теломерази не тільки впливає на теломери та проліферативний потенціал, але також підтримує здорові клітинні функції та довготривалу імунну функцію. 7, 8 Нові дані вказують на те, що теломераза сприяє клітинній фізіології незалежно від її здатності подовжувати теломери. Теломераза сприяє розмноженню спокійних стовбурових клітин, 39 діє як транскрипційний коактиватор при передачі сигналів Wnt, 40 і регулює функцію мітохондрій. 41 Теломераза забезпечує захист клітин, особливо у поєднанні з коротшими теломерами. 42 Ожирілі особини, як правило, мають коротші теломери. 1, 2, 3, 4 Збільшення активності теломерази PBMC, показане в нашому дослідженні, свідчить про те, що добавки вітаміну D можуть допомогти протидіяти прискоренню старіння імунних клітин, спричиненого ожирінням, і поліпшити функцію імунних клітин.
Вітамін D має імуномодулюючу дію на широкий спектр імунних клітин, включаючи лімфоцити CD4 + і CD8 +, лімфоцити групи В, макрофаги, а також дендритні клітини, які є основними компонентами PBMC. 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 Кілька досліджень in vitro показали, що 1,25 (OH) 2D3 збільшує відсоток регуляторних CD4 + Т-клітин, 44, 45, 46 і може зменшити відсоток CD8 + T-клітин. 47 Крім того, існують відмінності в динаміці теломерази між Т-клітинами CD4 та CD8. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 Отже, ми не можемо виключити можливість того, що збільшення активності теломерази PBMC, викликане вітамін D зумовлений збільшенням певних типів клітин у PBMC з вищою активністю теломерази, оскільки ми не класифікували підтипи PBMC під час збору та вимірювання теломерази. Подальші дослідження для з’ясування проблеми є виправданими.
Доведено, що добавки вітаміну D мають багато позитивних переваг для здоров’я, включаючи здоров’я серцево-судинної системи. 49, 50 Нещодавно ми провели два 16-тижневі рандомізовані клінічні дослідження, доповнені 2000 МЕ вітаміну D3 щодня, і продемонстрували покращену жорсткість артерій у афроамериканських підлітків 27 та покращену функцію ендотелію у дорослих із зайвою вагою у афроамериканців. Ці результати свідчать про те, що вітамін D може уповільнити процес старіння судин. Нещодавно Jaskelioff та співавт. 51 показали, що у старих мишей з дефіцитом теломерази реактивація теломерази може повернути дегенерацію тканин. Вплив вітаміну D на старіння клітин у афроамериканців із надмірною вагою, продемонстроване в цьому дослідженні, сприяє зростанню списку позитивних ефектів вітаміну D.
Ми спостерігали значну різницю в рівні ЛПНЩ між плацебо та групою вітаміну D на початковому рівні. Ми визнаємо, що високий рівень ЛПНЩ може впливати на активність лейкоцитарної теломерази меншою мірою, збільшуючи кількість окисленого ЛПНЩ у сироватці крові, тим самим впливаючи на ріст клітин та вироблення цитокінів. Цирпанліс та ін. 52 виявили зворотну кореляцію між активністю окисленого ЛПНЩ та PBMC теломерази у пацієнтів на гемодіалізі (середній вік 51 рік), які проживають в Афінах, Греція. Однак у нашій молодій та відносно здоровій афроамериканській досліджуваній популяції ми не виявили значущої кореляції між активністю ЛПНЩ та теломеразою як на початковому рівні, так і після лікування. Подальше коригування ЛПНЩ разом із віком, статтю та ІМТ не змінило результату.
Основними сильними сторонами цього дослідження є: (1) рандомізоване, подвійне сліпе, плацебо-контрольоване клінічне дослідження може подолати заплутану проблему, яка існує в спостережних дослідженнях; (2) 100% відповідність, досягнута дозуванням, яке контролюється дослідником, допомагає подолати основний недолік у клінічних випробуваннях.
Однак обмеження та занепокоєння надзвичайні. По-перше, обсяг вибірки з цього дослідження порівняно невеликий. Отже, наші висновки виправдовують реплікацію в більш масштабному дослідженні. По-друге, наші результати спостерігались після 16 тижнів прийому добавок, необхідні тривалі клінічні дослідження (наприклад, 12 місяців), щоб продемонструвати стійкість впливу добавок вітаміну D3 на активність теломерази та довжину теломери. По-третє, на момент відбору проб ми не класифікували підтипи PBMC. Отже, ми не можемо виключити можливість того, що індуковане вітаміном D підвищення активності теломерази PBMC зумовлене збільшенням певних типів клітин у PBMC з більш високою активністю теломерази. По-четверте, необхідно визначити, чи є наші дані, отримані у дорослих афроамериканців, узагальненими для іншої популяції. Нарешті, необхідно додатково дослідити основні клітинні механізми наших висновків.
Нарешті, ми вперше продемонстрували, що добавки вітаміну D збільшують активність теломерази PBMC у афроамериканців із надмірною вагою, припускаючи, що вітамін D може мати антиклітинне старіння. Потрібні великі незалежні клінічні випробування з довгостроковими добавками вітаміну D у різних дозах та для різних расових/етнічних груп.