suplimentarea

  • abstract
  • scopul:
  • proiecta:
  • Subiecte și metode:
  • rezultatele:
  • concluzie:
  • introducere
  • Subiecte și metode
  • obiecte
  • Proiectare experimentală
  • Raport de testare
  • Analiza biochimică a 25 (OH) D, hormonului paratiroidian (PTH) și calciu
  • Detectarea activității telomerazei utilizând un protocol de re-amplificare telomerică
  • analize statistice
  • Rezultatul
  • Răspunsul telomerazei serice 25 (OH) D și PBMC la suplimentarea cu vitamina D3
  • discuţie

abstract

Ne-am concentrat pe cercetarea dacă suplimentarea cu vitamina D modulează activitatea telomerazei cu celule mononucleare din sânge periferic (PBMC) la afro-americani supraponderali.

proiecta:

Recent a fost efectuat un studiu clinic dublu-orb, randomizat, controlat cu placebo (# NCT01141192).

Subiecte și metode:

Adulții afro-americani au fost repartizați aleatoriu în grupul placebo sau în grupul cu vitamina D (60.000 UI pe lună (corespunzător la to 2.000 UI pe zi) suplimentarea orală cu vitamina D3). PBMC proaspete au fost colectate de la 37 de subiecți (18 în grupul placebo și 19 în grupul cu vitamina D), la momentul inițial și după 16 săptămâni. Activitatea telomerazei PBMC a fost măsurată utilizând un protocol de re-amplificare telomerică.

rezultatele:

Nivelurile serice de hidroxivitamină D 25 au crescut de la 40,7 ± 15,7 inițiale la 48,1 ± 17,5 nmol 1-1 în primul test (P = 0,004) în grupul placebo și de la 35,4 ± 11,3 la valorile inițiale de 103, 7 ± 31, 5 nmol 1 –1 în alte teste (P 1, 2, 3, 4 Telomeraza este o enzimă esențială care menține lungimea telomerilor și potențialul de replicare celulară. Activitatea susținută a telomerazei stabilizează lungimea telomerilor și întârzie/previne senescența de replicare a celulelor T.5, 6 Este important ca activitatea crescută a telomerazei să nu afecteze doar telomerii și potențialul proliferativ, ci și să păstreze funcția imună sănătoasă celulară și pe termen lung.7, 8. 9, 10, 11, 12 afectează metabolismul glucozei și secreția de insulină.

Activitatea telomerazei măsurată în probe de celule mononucleare din sânge periferic (PBMC) este un parametru relativ nou, care a fost măsurat doar în câteva studii umane până în prezent. De exemplu, activitatea telomerazei PBMC în repaus este crescută în depresia majoră și prezice reacții antidepresive. Activitatea scăzută a telomerazei PBMC a fost asociată cu factori de risc cardiovascular crescuți la 62 de femei sănătoase, sugerând că activitatea scăzută a leucocitelor telomerazei este un marker precoce al riscului cardiovascular. 15

Studii recente indică efectele benefice ale modificărilor pozitive ale stilului de viață asupra procesului de îmbătrânire celulară asociat cu degradarea telomerazei/telomerazei. Farzaneh-Far și colab. 16 au arătat recent că persoanele din cea mai mică quartilă a acizilor grași omega-3 (acid docosahexaenoic și acid eicosapentaenoic) au experimentat cea mai rapidă scurtare a telomerilor, în timp ce cei din cea mai înaltă quartilă au experimentat cea mai lentă scurtare a telomerilor din ultimii 5 ani. Un studiu cuprinzător de intervenție asupra stilului de viață, realizat de Ornish și colab. 17 au arătat că activitatea telomerazei PBMC a crescut cu 29% la sfârșitul unei intervenții de stil de viață de trei luni la 24 de pacienți cu cancer de prostată malign.

Se crede că vitamina D joacă un rol important într-o gamă largă de funcții corporale, altele decât sănătatea oaselor, inclusiv funcția imună și sănătatea cardiovasculară. 18, 19, 20 Deficitul de vitamina D, care este frecvent la obezi și afro-americani, 21 este asociat cu o varietate de boli legate de vârstă, inclusiv hipertensiune, diabet de tip 2, boli cardiovasculare și mortalitate de toate cauzele. 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26 Am arătat recent că suplimentarea cu vitamina D a îmbunătățit rigiditatea arterială 27 și funcția endotelială 28 la afro-americani. Un studiu transversal sugerează că niveluri mai ridicate de hidroxivitamină D (25 (OH) D) în serul 25 sunt asociate cu lungimi mai mari de telomeri leucocitari la 2160 caucazieni. 29 Prin urmare, ne-am concentrat pe examinarea ipotezei conform căreia suplimentarea cu vitamina D crește activitatea telomerazică a PBMC la om.

Subiecte și metode

obiecte

Un total de 70 de subiecți afro-americani (cu vârste cuprinse între 19-50 de ani) au fost raportați la Georgia Prevention Institute pentru screening la fața locului. Doar bărbații și femeile afro-americane aparent sănătoși cu antecedente de boli cardiovasculare, pulmonare sau metabolice au fost incluși în studiu. Subiecții au fost excluși dacă (1) au prezentat semne de diabet (hemoglobină A1c - screening 6,5%) sau tulburări gastro-intestinale/malabsorbție, (2) au luat medicamente cunoscute că afectează metabolismul calciului și/sau vitaminei D, (3) au luat medicamentele vasoactive (4) luau suplimente de vitamine, minerale sau plante, (5) comprimatele nu puteau fi înghițite și (6) erau însărcinate. Dintre cei 70 de subiecți inspectați, 57 s-au dovedit a fi eligibili și ulterior randomizați la studiu. Toți subiecții au oferit consimțământul scris în scris înainte de începerea studiului. Protocolul a fost aprobat de Comitetul pentru Drepturile Omului al Universității Georgiene de Științe ale Sănătății. 28

Proiectare experimentală

A fost efectuat un studiu clinic dublu-orb, randomizat, controlat cu placebo (# NCT01141192). După screening, toți indivizii eligibili au fost repartizați aleatoriu în grupul cu vitamina D sau în grupul placebo folosind farmacia de cercetare clinică a Universității Georgia Health Sciences. În urma evaluării inițiale, tuturor subiecților li s-au administrat doze sub supravegherea unui investigator în timpul vizitelor lor la Institutul de Prevenire din Georgia la fiecare 4 săptămâni pentru un total de 16 săptămâni. Dozele au fost emise de o farmacie de cercetare clinică de la Universitatea de Științe ale Sănătății din Georgia. Pentru fiecare vizită de dozare, grupul experimental a primit o tabletă orală de vitamina D3 de 60.000 UI corespunzătoare a 2.000 UI zilnic (Bio-Tech Pharmacal Inc., Fayetteville, AR, SUA), în timp ce grupul de control a primit o pastilă placebo identică, aparent, cu aspect anumiți producători (celuloză microcristalină, silice fumurată). O doză de 2.000 UI pe zi de vitamina D3, recunoscută anterior ca o limită superioară tolerabilă a aportului, nu a fost considerată dăunătoare pentru sănătate. 30

Raport de testare

Testele la momentul inițial și 16 săptămâni au inclus evaluarea antropometrică a înălțimii, greutății și indicelui de masă corporală (IMC). Tensiunea arterială de repaus a fost evaluată la toți subiecții folosind protocoale stabilite. 31 Colesterolul total, lipoproteinele cu densitate mare, lipoproteinele cu densitate mică (LDL) și trigliceridele au fost obținute folosind un instrument Cardiochek (Polymer Technology Systems, Indianapolis, IN, SUA). Hemoglobina glicocilată (hemoglobina A1c) a fost determinată folosind un dispozitiv Bayer A1cNow + de îngrijire a locului (Bayer HealthCare LLC, Sunnyvale, CA, SUA).

Analiza biochimică a 25 (OH) D, hormon paratiroidian (PTH) și calciu

Serul 25 (OH) D, PTH seric intact, calciu seric (Ca 2+) și urină Ca 2+ au fost măsurate la momentul inițial și la 16 săptămâni. Concentrațiile serice de 25 (OH) D au fost determinate prin test imunoenzimatic (sisteme de imunodiagnostic, Fountain Hills, AZ, SUA) conform instrucțiunilor producătorului. Fiabilitatea analitică a testelor 25 (OH) D a fost monitorizată prin participarea la DEQAS (Vitamina D External Quality Assessment Scheme) și a fost considerată acceptabilă. Coeficientul de variație (CV) pentru serul 25 (OH) D a fost de 5,9% și respectiv 6,6%. PTH intact bioactiv a fost determinat în ser de ELISA (Immutopics, Inc., San Clemente, CA, SUA) conform instrucțiunilor producătorului. CV-ul intra-CV pentru PTH seric a fost de 5,7%. Serul și urina Ca 2+ au fost determinate folosind kitul de testare a calcului ColoVetric BioVision (Biovision, Mountain View, CA, SUA) conform instrucțiunilor producătorului. Valorile CV serice pentru calciu seric au fost de 5,9% și respectiv 6,6%.

Detectarea activității telomerazei utilizând un protocol de re-amplificare telomerică

PBMC-urile au fost izolate din sânge integral prin centrifugare cu gradient Ficoll-Pague Premium (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, SUA) în decurs de 1 oră după recoltarea sângelui. PBMC izolate au fost depozitate în mediu de crioconservare compus din RPMI-1640, 10% dimetil sulfoxid și 10% ser fetal bovin într-un rezervor de azot lichid până la prelucrare ulterioară.

analize statistice

Efectul suplimentării cu placebo sau vitamina D3 timp de 16 săptămâni asupra 25 hidroxivitaminei D (25 (OH) D) (medie ± se). * Semnificativ de la momentul inițial.

Imagine la dimensiune completă

Activitatea telomerazei PBMC nu a diferit între valoarea inițială. A fost observată o interacțiune semnificativă de grup x timp (F 1, 36 = 13, 3; P = 0,001). Activitatea telomerazei PBMC a crescut semnificativ cu 19,2% în grupul cu vitamina D de la valoarea inițială 1,56 ± 0,29 UA până la cea mai timpurie 1,86 ± 0,42 UA (F 1, 18 = 20, 0; P

Efectul suplimentului de 16 săptămâni cu placebo sau vitamina D3 asupra activității telomerazei PBMC (medie ± se). * Semnificativ de la momentul inițial.

Imagine la dimensiune completă

De asemenea, am găsit o corelație semnificativă între gradul de creștere a activității telomerazei și nivelurile serice de vitamina D după tratament la fiecare individ, chiar și după ajustarea în funcție de vârstă, sex și IMC (r = 0,421, P = 0,013).

discuţie

Recent am efectuat un studiu clinic dublu-orb, randomizat, de 16 săptămâni, cu supliment de vitamina D3, placebo versus 60.000 UI pe lună (echivalent cu 2.000 UI pe zi) la adulții afro-americani supraponderali. Principala constatare a acestui studiu este că suplimentarea cu vitamina D3 a crescut semnificativ activitatea telomerazei PBMC cu 19,2% în timpul intervenției de 16 săptămâni. Datele noastre sugerează că vitamina D poate îmbunătăți întreținerea telomerilor și poate preveni îmbătrânirea celulelor.

Din câte știm, studiul nostru este primul studiu clinic randomizat, controlat cu placebo, pentru a evalua efectul suplimentării orale de vitamina D3 asupra activității telomerazei PBMC la oameni, în special afro-americani supraponderali, cu risc mai mare de deficit de vitamina D și boli cardiovasculare. Un studiu de pionierat de Ornish și colab. 17 a arătat că o intervenție de trei luni a stilului de viață, inclusiv nutriția și modificarea activității fizice, a crescut activitatea telomerazei PBMC cu 29% la 24 de pacienți cu risc scăzut de prostată. Studiul nostru clinic randomizat a arătat că suplimentarea orală cu vitamina D3 cu administrare orală de vitamina D3 la o doză de 60.000 UI pe lună (2.000 UI pe zi) a putut crește afinitatea americanilor adulți supraponderali cu 19,2%. Descoperirile noastre susțin observația secțiunii transversale menționate anterior, conform căreia nivelurile serice mai ridicate de 25 (OH) D sunt asociate cu o lungime mai mare a telomerului leucocitar 29, care poate fi atins prin creșterea activității telomerazei. Funcția anticelulară a îmbătrânirii vitaminei D se poate datora efectelor sale antiinflamatorii, efectelor stresului antioxidant 32, 33, 34 sau prin activarea nongenomică a căii de supraviețuire VDR/PI3K/Akt. 35, 36, 37, 38

PBMC sunt componente critice ale sistemului imunitar implicat în citotoxicitate și producția de citokine și chemokine. Activitatea telomerazei este un factor determinant important al lungimii telomerilor și poate fi un predictor mai devreme al viabilității celulare pe termen lung sau al stabilității genomice decât lungimea telomerilor. Creșterea activității telomerazei nu numai că afectează telomerii și potențialul proliferativ, ci și menține funcțiile celulare sănătoase și funcția imună pe termen lung. 7, 8 Noi dovezi indică faptul că telomeraza contribuie la fiziologia celulară independent de capacitatea sa de a alungi telomerii. Telomeraza promovează proliferarea celulelor stem în repaus, 39 acționează ca un coactivator transcripțional în semnalizarea Wnt, 40 și reglează funcția mitocondrială. 41 Telomeraza oferă protecție celulară, în special în legătură cu telomerii mai scurți. 42 Persoanele obeze tind să aibă telomeri mai scurți. 1, 2, 3, 4 Creșterea activității telomerazei PBMC prezentată în studiul nostru sugerează că suplimentarea cu vitamina D ar putea ajuta la contracararea accelerării îmbătrânirii celulelor imune induse de obezitate și la îmbunătățirea funcției celulelor imune.

Vitamina D are efecte imunomodulatoare asupra unei game largi de celule imune, inclusiv limfocite CD4 + și CD8 +, limfocite B, macrofage, precum și celule dendritice, care sunt componente majore ale 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 Mai multe studii in vitro au arătat că 1,25 (OH) 2D3 crește procentul de celule T CD4 + reglatoare, 44, 45, 46 și poate reduce procentul de celule T CD8 +. 47 În plus, există diferențe în dinamica telomerazei între celulele T CD4 și 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 Prin urmare, nu putem exclude posibilitatea ca creșterea activității telomerazei PBMC indusă de vitamina D se datorează creșterii anumitor tipuri de celule în PBMC cu activitate mai mare de telomerază, deoarece nu am clasificat subtipurile de PBMC în momentul colectării și măsurării telomerazelor. Studiile viitoare pentru clarificarea problemei sunt justificate.

S-a demonstrat că suplimentarea cu vitamina D are multe beneficii pozitive pentru sănătate, inclusiv sănătatea cardiovasculară. 49, 50 Am realizat recent două studii clinice randomizate de 16 săptămâni suplimentate cu 2.000 UI de vitamina D3 zilnic și am demonstrat o rigiditate arterială îmbunătățită la adolescenții afro-americani27 și o funcție endotelială îmbunătățită la adulții supraponderali la afro-americani. Aceste rezultate sugerează că vitamina D ar putea încetini procesul de îmbătrânire vasculară. Recent, Jaskelioff și colab. 51 au arătat că la șoarecii vechi cu deficit de telomerază, reactivarea telomerazei poate inversa degenerarea tisulară. Efectul vitaminei D asupra îmbătrânirii celulelor la afro-americani supraponderali demonstrat în acest studiu contribuie la o listă tot mai mare de efecte pozitive ale vitaminei D.

Am observat o diferență semnificativă în nivelurile LDL între placebo și grupul cu vitamina D la momentul inițial. Recunoaștem că LDL ridicat poate afecta activitatea telomerazei leucocitelor într-o măsură mai mică prin creșterea cantității de LDL oxidat în ser, afectând astfel creșterea celulară și producția de citokine. Tsirpanlis și colab. 52 au găsit o corelație inversă între LDL oxidat și activitatea telomerazei PBMC la pacienții cu hemodializă (vârsta medie de 51 de ani) care trăiesc în Atena, Grecia. Cu toate acestea, în populația noastră de studiu afro-americană tânără și relativ sănătoasă, nu am găsit nicio corelație semnificativă între activitatea LDL și telomeraza atât la momentul inițial, cât și după tratament. Ajustarea ulterioară a LDL împreună cu vârsta, sexul și IMC nu a modificat rezultatul.

Principalele puncte forte ale acestui studiu includ: (1) un studiu clinic randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, poate depăși problema confuză care există în studiile observaționale; (2) Conformitatea 100% obținută prin administrarea dozei supravegheate de investigator ajută la depășirea unui dezavantaj major în studiile clinice.

Cu toate acestea, limitările și preocupările sunt remarcabile. În primul rând, dimensiunea eșantionului din acest studiu este relativ mică. Prin urmare, constatările noastre justifică replicarea într-un studiu mai amplu. În al doilea rând, rezultatele noastre au fost observate după 16 săptămâni de suplimentare, sunt necesare studii clinice pe termen lung (de exemplu, 12 luni) pentru a demonstra sustenabilitatea efectelor suplimentării cu vitamina D3 asupra activității telomerazei și a lungimii telomerilor. În al treilea rând, la momentul eșantionării, nu am clasificat subtipurile PBMC. Prin urmare, nu putem exclude posibilitatea ca creșterea activității telomerazei PBMC induse de vitamina D să fie cauzată de o creștere a anumitor tipuri de celule în PBMC cu activitate telomerazică mai mare. În al patrulea rând, este necesar să se determine dacă datele noastre obținute la adulții afro-americani sunt generalizabile pentru o altă populație. În cele din urmă, este necesar să investigăm în continuare mecanismele celulare de bază ale constatărilor noastre.

În cele din urmă, am demonstrat pentru prima dată că suplimentarea cu vitamina D a crescut activitatea telomerazei PBMC la afro-americani supraponderali, sugerând că vitamina D poate avea îmbătrânire anticelulitară. Sunt necesare studii clinice independente extinse, cu supliment de vitamina D pe termen lung, la doze diferite și în diferite grupuri rasiale/etnice.