Гомеостаз вітаміну D порушений через збільшення екскреції сечі з сечею

Департамент харчової науки та харчування людини

Міжвідомча вища програма з харчових наук, Університет штату Айова, Еймс, Айова

Департамент харчової науки та харчування людини

Міжвідомча вища програма з харчових наук, Університет штату Айова, Еймс, Айова

Адреса для запитів на передрук та іншої кореспонденції: М. Дж. Роулінг, департамент харчової науки та харчування людей, Університет штату Айова, 220 Маккей-Холл, Еймс, IA 50011 ([електронна пошта захищена]).

Анотація

Оптимальний статус вітаміну d пов’язаний із поліпшенням довгострокових наслідків для здоров’я при серцево-судинних захворюваннях та раку, ускладненнях, що виникають із більшою частотою у осіб з неінсулінозалежним цукровим діабетом (NIDDM). Погана функція нирок, що також є наслідком погано контрольованого діабету 2 типу, призводить до гіпертонії, збільшення пошкодження епітеліальних клітин та збільшення ризику серцево-судинних захворювань (3, 11). На додаток до даних контрольних досліджень, які вказують на те, що підтримка оптимальних концентрацій 25-гідроксихолекальциферолу (25D3) у сироватці крові (> 90 нмоль/л) є профілактикою проти багатьох видів раку, дослідження показали, що оптимальний рівень вітаміну D може захищати від гіпертонії і пошкодження нефрону через придушення вироблення реніну в нирках (13, 36). Крім того, клінічні та епідеміологічні дослідження показали, що діабетики 2 типу та особи з хронічними захворюваннями нирок частіше потрапляють у те, що вважається неоптимальним діапазоном (

Рис. 1.Підтвердження інсулінонезалежного діабету (NIDDM) у цукерських цукрових щурів Цукера (ZDF). ZDF та нежирних щурів отримували у віці 6 тижнів та годували комерційною високоенергетичною дієтою для гризунів (дієта Purina Formulab 5008) для індукції діабетичного стану та евтаназували через 14 тижнів. Щоб підтвердити наявність діабету у щурів ZDF, глюкометр вимірювали глюкометром під час евтаназії. Інсулін у сироватці крові аналізували за допомогою ІФА, специфічного для інсуліну щурів. Дані виражаються як середні значення ± SE ( = 6). ***

Експресія гена мегаліну, кубіліну та Dab2.

Щоб визначити, чи втрата комплексу 25D3-DBP в сечі зумовлена зниженою нирковою абсорбцією, використовували цілі ниркові лізати для вимірювання експресії мегаліну, кубіліну та мРНК Dab2 за допомогою ПЛР у реальному часі. Ми виявили, що експресія як мегаліну, так і Dab2 була знижена у тварин із ZDF порівняно з худими контрольними тваринами (∼50 та ∼80% відповідно; Рис. 2 A і ), тоді як ми не виявили відмінностей у експресії мРНК кубіліну (дані не наведені). Подібним чином ми виявили, що імуногістохімічне фарбування зрізів тканин виявило, що експресія білка мегаліну та Dab2 знижена в проксимальних канальцях нирок у цих тварин (рис. 3). Більше того, з наших гістологічних спостережень за тканиною нирок у щурів ZDF, виявилося, що некроз присутній у проксимальних канальцях нирок, що може пояснити, принаймні частково, зменшене фарбування мегаліну та Dab2 у зрізах нирок.

Рис.2.Знижена експресія мегаліну та інвалідів-2 (Dab2) та ниркова реабсорбція білка, що зв’язує вітамін D (DBP), та альбуміну у щурів ZDF. Ниркову тканину та сечу збирали у тих самих тварин, як описано на рис. 1. A і : мегалін та мРНК Dab2 аналізували, як описано в матеріалах та методах . A: кількість мРНК мегаліну (визначається ПЛР у реальному часі) у ZDF та худих щурів. : Рядок мРНК Dab2 (визначається за допомогою ПЛР у реальному часі) у ZDF та худих щурів. C. і D: DBP сечі та альбумін аналізували, як описано в матеріалах та методах . A: концентрація DBP у сечі від ZDF та худих щурів. : концентрація альбуміну в сечі від ZDF та худих щурів. Дані виражаються як середні значення ± SE ( = 6). *

Рис.3.Морфологія нирок та імуногістохімічний аналіз експресії мегаліну та Dab2 у нирках худих щурів та ZDF. Нирки висікали з тих самих тварин, як описано на рис. 1, обробляли та розрізали для фарбування гематоксиліном та еозином (Н & Е) для рутинної гістологічної оцінки (зверху) або піддають імуногістохімічному фарбуванню на мегалін і Dab2, як описано в матеріалах і методах. Мегалін- (середній) та Dab2-позитивні клітини (знизу) виглядають темно-коричневими на тлі синього гематоксилінового протікання.

Креатинін сироватки крові.

Функцію нирок оцінювали шляхом вимірювання рівня креатиніну в сироватці крові. Рівень креатиніну в сироватці крові був підвищений на 80% у тварин із ZDF порівняно з худими контролями, що вказує на те, що функція нирок порушена у тварин із ZDF (рис. 4).

Рис.4.Оцінка функції нирок у щурів ZDF. Сироватку, зібрану у тих самих тварин, як описано на рис. 1, використовували для вимірювання рівня креатиніну в сироватці крові. Дані виражаються як середні значення ± SE ( = 6). *

Альбумінурія та збільшення екскреції DBP у щурів ZDF.

Ми вимірювали альбумін у сечі для двох цілей. 1) альбумін, як і DBP, є відомим лігандом мегаліну (30), і 2) важка альбумінурія є біологічним маркером нефропатії (8, 30, 31). Ми виявили, що помітна альбумінурія була присутня у тварин ZDF, які виводили в 20 разів більшу кількість альбуміну порівняно з нежирними контрольними тваринами. Подібним чином, щури ZDF виводили велику кількість DBP із сечею (8,9 мкг/мл; рис. 2, C. і D). Навпаки, DBP був практично неможливим у сечі худого контрольного тварини, що вказує на те, що здатність тварин ZDF реабсорбувати комплекс 25D3-DBP була помітно порушена.