Дефіцит вітаміну А сприяє гіперреактивності бронхів у щурів, змінюючи мускариновий рецептор М2

Департамент дослідницької служби у справах ветеранів та управління

Внутрішня медицина та

Департамент дослідницької служби у справах ветеранів та управління

Внутрішня медицина та

Рентгенологія, Медичний коледж Айовського університету, Айова-Сіті, Айова 52242

Департамент дослідницької служби у справах ветеранів та управління

Внутрішня медицина та

Анотація

Тривала гіперреактивність бронхів (БГР) є одним із затяжних наслідків гострої інфекції дихальних шляхів. Це особливо важливо для осіб з астмою, але це також очевидно для осіб, які не страждають астмою (49). BHR може переслідувати інфекцію нижніх дихальних шляхів (бронхіоліт, викликаний респіраторно-синцитіальним вірусом), або риніт та фарингіт, що продукуються риновірусом. Ми припускаємо, що VAD може сприяти надмірній захворюваності та смертності від інфекції дихальних шляхів, посилюючи або продовжуючи BHR. Щоб почати розглядати цю гіпотезу, ми досліджували щурів з ВАД, за відсутності респіраторної інфекції, щоб визначити, чи пов'язаний сам ВАД з БГР.

Інші продемонстрували, що зниження функції мускаринових рецепторів сприяє BHR під час реакції на сенсибілізуючий антиген або після вірусної респіраторної інфекції (1). Мускариновий рецептор М2 (M2R) є важливим регулятором опору дихальних шляхів, і його функція змінюється різними запальними станами. M2R діють як авторецептори та пригнічують мускаринову сигналізацію після опосередкованого холінергією скорочення гладкої мускулатури дихальних шляхів, зменшуючи вивільнення ацетилхоліну з попередніх везикул у гладкій мускулатурі (9). Це обмежує доступність ацетилхоліну, який може стимулювати пост'юнкційні мускаринові рецептори М3 (M3R) на клітинах гладкої мускулатури бронхів і викликати скорочення гладких м'язів дихальних шляхів. Функція M2R знижується при астмі, що призводить до зменшення калібру базальних дихальних шляхів та гіперреактивності на бронхоконстриктори (14).

Наступні дослідження демонструють, що щури з ВАД більш чутливі до метахоліну, мускаринового агоніста, ніж щури, які підтримували дієту, достатню для вітаміну А (VAS). Відповідно до цього висновку, щури з VAD демонструють зниження бронхіального білка M2R та функції.

Підготовка щурів VAD.

Аналіз BHR.

Відстань від повітряного простору Tc-DTPA 99 м.

Гістологічний аналіз товщини стінок дихальних шляхів.

Під час евтаназії ліву легеню промивали та надували 4% параформальдегіду в 0,1 М фосфаті натрію, рН 7,0, протягом 6 годин. Зафіксовані легені сагітально нарізали біля хілуму на 3-міліметрові ділянки, зневоднювали та вкладали у парафін. Парафінові блоки розділяли з інтервалом 3,5 мкм і фарбували гематоксиліном та еозином. Спочатку зрізи фотографували за допомогою мікроскопа Olympus BX40, а 35-мм діапозитиви готували та сканували за допомогою сканера Nikon. Оцифровані зображення аналізували за допомогою програми Image-Pro Plus (Media Cybernetics, Silver Spring, MD). Бронхи, які представляли замкнене коло або овальний профіль, були обрані для кількісної оцінки товщини стінки бронхів (2). Периметри, визначені субепітеліальною базальною мембраною та периферійною межею зовнішньої стінки адвентиції, простежувались електронним способом. Загальну площу бронхіальної стінки розраховували як різницю між площею, визначеною адвентиціальним периметром, та площею, визначеною просвітнім периметром (33). Цей аналітичний інструмент коригує мінливість товщини стінки в межах певного перерізу. Площа стінки була розділена на окружність субепітеліальної базальної мембрани, щоб нормалізуватися для зміни розмірів дихальних шляхів (6).

Фізіологічна оцінка функції M2R.

Імуноблотинг для M2R та M3R.

Щоб продемонструвати, що антитіла специфічні для передбачуваних білкових мішеней, використовували блокуючі пептиди. Їх інкубували з відповідними антитілами до того, як антитіло було додано до іммобілізованих бронхіальних білків. Пептиди були унікальними для M2R або M3R і являли собою імунізуючі пептиди, які використовувались для отримання антитіл проти M2R та анти-M3R відповідно. Умови для SDS-PAGE та імуноблотингу були ідентичними описаним вище.

Статистичний аналіз.

Значення є середніми ± SE. Пен при кожній концентрації метахоліну або зміна опору дихальних шляхів при кожній дозі пілокарпіну порівнювали у щурів VAS та VAD за допомогою одностороннього дисперсійного аналізу (ANOVA). Рівень кількості білків M2R та M3R у бронхіальній тканині або ретиноїдів у плазмі та печінці щурів VAS та VAD порівнювали за допомогою Стьюдентат-тест на неспарені змінні. Відмінності вважалися суттєвими, коли

Таблиця 1. Ретиноїди у плазмі та печінці щурів Льюїса

Значення є середніми значеннями ± SE кількості щурів у дужках. ВАД, дефіцит вітаміну А; VAS, вітаміну А достатньо.

BHR у знеболених тварин.

Оцінка BHR у не анестезованих тварин дозволяє оцінити реакцію на метахолін у щурів, яка також може бути використана для досліджень кліренсу 99m Tc-DTPA. Інші використовували Penh для оцінки обструкції дихальних шляхів і є точним та корисним інструментом для оцінки послідовних змін у функції дихальних шляхів під час протоколу бронхіального ураження у дрібних тварин (11, 12, 35). Наші дані вказують на те, що цей параметр збільшується після введення метахоліну залежно від концентрації. Показані результати досліджень на щурах Sprague-Dawley (рис. 1) та Льюїса (рис. 2), які в обох випадках демонструють, що Пен збільшується більшою мірою при меншій концентрації метахоліну у VAD, ніж у щурів VAS. Відмінності суттєві (односторонній тест ANOVA та студентський тест Ньюмана-Кельса). Результати є репрезентативними для трьох досліджень, проведених з використанням щурів Спрег-Доулі, та трьох досліджень із використанням щурів Льюїса.