- absztrakt
- a cél:
- tervezés:
- Tantárgyak és módszerek:
- az eredmények:
- következtetés:
- bevezetés
- Tantárgyak és módszerek
- elemeket
- Kísérleti terv
- Vizsgálati jelentés
- 25 (OH) D, mellékpajzsmirigy hormon (PTH) és kalcium biokémiai elemzése
- Telomeráz aktivitás detektálása telomer újra-amplifikációs protokoll segítségével
- Statisztikai analízis
- az eredmény
- A szérum 25 (OH) D és a PBMC telomeráz-válasza a D3-vitamin pótlására
- vita
absztrakt
Arra a kutatásra összpontosítottunk, hogy a D-vitamin-kiegészítés modulálja-e a perifériás vér mononukleáris sejt (PBMC) telomeráz aktivitását a túlsúlyos afroamerikaiaknál.
tervezés:
A közelmúltban kettős-vak, randomizált, placebo-kontrollos klinikai vizsgálatot végeztek (# NCT01141192).
Tantárgyak és módszerek:
Az afroamerikai felnőtteket véletlenszerűen a placebo csoportba vagy a D-vitamin csoportba sorolták (havi 60 000 NE (napi 2000 NE-nek felel meg) orális D3-vitamin-kiegészítés). A friss PBMC-ket 37 alanyból gyűjtöttük össze (18 a placebo csoportban és 19 a D-vitamin csoportban), kiinduláskor és 16 hét után. A PBMC telomeráz aktivitását telomer újra-amplifikációs protokoll alkalmazásával mértük.
az eredmények:
A szérum 25 hidroxi-D-vitamin szintje a legkorábbi tesztben (P = 0,004) a kezdeti 40,7 ± 15,7-ről 48,1 ± 17,5 nmol 1-re nőtt (P = 0,004) a placebo csoportban és 35,4 ± 11, 3-ról a kiindulási értékeknél 103, 7 ± 31, 5 nmol 1 –1 más vizsgálatokban (P 1, 2, 3, 4 A telomeráz egy esszenciális enzim, amely fenntartja a telomer hosszát és a sejtek replikációs potenciálját. A tartós telomeráz aktivitás stabilizálja a telomer hosszát és késlelteti/megakadályozza a T sejtek replikációs öregedését. 5, 6 Fontos, hogy a megnövekedett telomeráz-aktivitás ne csak a telomereket és a proliferációs potenciált befolyásolja, hanem megőrizze az egészséges sejtes és hosszú távú immunfunkciókat. 7, 8 Továbbá, egérmodellekből származó bizonyítékok arra utalnak, hogy a telomeráz-hiány a szív- és érrendszeri betegségek fokozott kockázatával jár, A 9., 10., 11., 12. rontja a glükóz anyagcseréjét és az inzulin szekrécióját.
A perifériás vér mononukleáris sejt (PBMC) mintáiban mért telomeráz-aktivitás egy viszonylag új paraméter, amelyet eddig csak néhány humán vizsgálatban mértek. Például a nyugalmi PBMC telomeráz aktivitása fokozódik súlyos depresszió esetén, és megjósolja az antidepresszáns reakciókat. Az alacsony PBMC telomeráz aktivitás 62 egészséges nőnél fokozott kardiovaszkuláris rizikófaktorokkal járt, ami arra utal, hogy az alacsony telomeráz leukocita aktivitás a kardiovaszkuláris kockázat korai jelzője. 15
A legújabb tanulmányok rámutatnak a pozitív életmódbeli változások jótékony hatására a sejtek öregedési folyamatában a telomeráz/telomeráz lebomlásával kapcsolatban. Farzaneh-Far és mtsai. 16 nemrégiben kimutatta, hogy az omega-3 zsírsavak (dokozahexaénsav és eikozapentaénsav) legalacsonyabb kvartilisében lévő egyéneknél a telomer rövidülés a leggyorsabb, míg a legmagasabb kvartilisben lévő telomerek rövidülése az elmúlt 5 évben. Úttörő, átfogó életmódbeli beavatkozási tanulmány, Ornish és mtsai. 17 azt mutatta, hogy a PBMC telomeráz aktivitása 29% -kal nőtt a három hónapos életmódbeli beavatkozás végén 24 rosszindulatú prosztatarákban szenvedő betegnél.
Úgy gondolják, hogy a D-vitamin fontos szerepet játszik a csontok egészségén kívüli egyéb testi funkciók széles körében, ideértve az immunrendszer működését és a szív- és érrendszeri egészséget is. 18, 19, 20 Az elhízott és afroamerikai amerikaiaknál gyakori D-vitamin-hiány, 21 az életkorral összefüggő különféle betegségekhez kapcsolódik, beleértve a magas vérnyomást, a 2-es típusú cukorbetegséget, a szív- és érrendszeri betegségeket és a minden okból eredő halálozást. 19., 20., 22., 23., 24., 25., 26. Nemrégiben kimutattuk, hogy a D-vitamin-kiegészítés javította az artériás merevséget 27 és az endotheliális funkciót 28 afrikai amerikaiaknál. Egy keresztmetszeti tanulmány azt sugallja, hogy a D-hidroxi-D-vitamin (25 (OH) D) magasabb szintje a 25-es szérumban hosszabb leukocita telomer hosszúsággal jár együtt 2160 kaukázusi embernél. 29 Ezért arra a hipotézisre összpontosítottunk, hogy a D-vitamin-kiegészítés növeli az emberek PBMC-k telomeráz aktivitását.
Tantárgyak és módszerek
elemeket
Összesen 70 afroamerikai alanyról (19-50 év) érkeztek a Georgia Prevention Institute helyszíni szűrés céljából. Csak látszólag egészséges afroamerikai férfiak és nők vettek részt a szív- és érrendszeri, tüdő- vagy anyagcsere-betegségben. Az alanyokat kizártuk, ha (1) cukorbetegség (hemoglobin A1c - 6,5% szűrés) vagy gyomor-bélrendszeri rendellenességek/malabszorpció jeleit mutatták, (2) olyan gyógyszereket szedtek, amelyekről ismert, hogy befolyásolják a kalcium- és/vagy D-vitamin-anyagcserét, (3) bármilyen vazoaktív gyógyszerek (4) vitamint, ásványi anyagokat vagy növényi kiegészítőket szedtek, (5) a tablettákat nem lehetett lenyelni, és (6) terhesek voltak. A 70 vizsgált alany közül 57-et találtak alkalmasnak, majd véletlenszerűen randomizálták a vizsgálatba. A vizsgálat megkezdése előtt minden alany írásbeli beleegyező nyilatkozatot adott. A protokollt a Grúz Egészségtudományi Egyetem Emberi Jogi Bizottsága hagyta jóvá. 28.
Kísérleti terv
Kettős-vak, randomizált, placebo-kontrollos klinikai vizsgálatot végeztek (# NCT01141192). A szűrést követően az összes alkalmas egyént véletlenszerűen a D-vitamin vagy a placebo csoportba sorolták a Georgia Health Sciences University klinikai kutatópatika segítségével. Az alapértékelést követően minden alanynak dózist adtak be egy nyomozó felügyelete alatt, a grúziai Prevenciós Intézetben 4 hetente, összesen 16 héten keresztül tett látogatásuk során. Az adagokat a Georgia Health Sciences University klinikai kutatópatikája adta ki. Minden adagolási látogatás alkalmával a kísérleti csoport 60 000 NE orális D3-vitamin tablettát kapott, amely napi 2000 NE-nek felel meg (Bio-Tech Pharmacal Inc., Fayetteville, AR, USA), míg a kontrollcsoport azonos, látszólag kinéző placebo tablettát kapott. bizonyos gyártó (mikrokristályos cellulóz, füstölt szilícium-dioxid). A napi 2000 NE D3-vitamin dózist, amelyet korábban a bevitel tolerálható felső határaként ismertek el, nem tartották károsnak az egészségre. 30
Vizsgálati jelentés
A kiindulási és a 16. héten végzett vizsgálatok magukban foglalták a magasság, a súly és a testtömeg-index (BMI) antropometriai értékelését. A nyugalmi vérnyomást minden alanyban megállapított protokollok alkalmazásával értékeltük. 31 Az összes koleszterint, a nagy sűrűségű lipoproteineket, az alacsony sűrűségű lipoproteineket (LDL) és a triglicerideket Cardiochek eszköz (Polymer Technology Systems, Indianapolis, IN, USA) segítségével nyertük. A glikocilezett hemoglobint (hemoglobin A1c) egy Bayer A1cNow + helyápoló eszközzel határoztuk meg (Bayer HealthCare LLC, Sunnyvale, Kalifornia, USA).
25 (OH) D, mellékpajzsmirigy hormon (PTH) és kalcium biokémiai elemzése
A szérum 25 (OH) D-t, a szérum intakt PTH-ját, a szérum kalciumot (Ca 2+) és a vizelet Ca 2+ -át mértük a kiinduláskor és a 16. héten. A szérum 25 (OH) D koncentrációit enzim immunvizsgálattal (Immunodiagnostic Systems, Fountain Hills, AZ, USA) határoztuk meg a gyártó utasításainak megfelelően. A 25 (OH) D teszt analitikai megbízhatóságát a DEQAS-ban (D-vitamin külső minőségértékelési rendszer) való részvétellel ellenőriztük, és elfogadhatónak tekintettük. A szérum 25 (OH) D variációs együtthatója (CV) 5,9%, illetve 6,6% volt. A bioaktív intakt PTH-t a szérumban az ELISA-val (Immutopics, Inc., San Clemente, CA, USA) határoztuk meg a gyártó utasításainak megfelelően. A szérum PTH intra-CV CV értéke 5,7% volt. A szérumot és a vizelet Ca 2+ -ot a ColoVetric Calcium Assay Kit BioVision (Biovision, Mountain View, CA, USA) segítségével határoztuk meg a gyártó utasításainak megfelelően. A szérum kalcium szérum CV értékei 5,9%, illetve 6,6% voltak.
Telomeráz aktivitás detektálása telomer újra-amplifikációs protokoll segítségével
A PBMC-ket a teljes vérből Ficoll-Pague Premium gradiens centrifugálással (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) izoláltuk a vérvétel után 1 órán belül. Az izolált PBMC-ket RPMI-1640, 10% dimetil-szulfoxid és 10% szarvasmarha-magzat szérumból álló krioprezerváló közegben tároltuk folyékony nitrogéntartályban a további feldolgozásig.
Statisztikai analízis
A 16 héten át végzett placebo vagy D3-vitamin-kiegészítés hatása 25 hidroxi-D-vitaminra (25 (OH) D) (átlag ± se). * Jelentős a kiindulási értékhez képest.
Teljes méretű kép
A PBMC telomeráz aktivitása nem különbözött a kiindulási értéktől. Jelentős csoport x idő interakciót figyeltünk meg (F 1, 36 = 13, 3; P = 0,001). A PBMC telomeráz aktivitása szignifikánsan, 19,2% -kal növekedett a D-vitamin csoportban a kiindulási értéktől 1,56 ± 0,29 AU-ig, legkorábban 1,86 ± 0,42 AU-ig (F 1, 18 = 20, 0; P
A 16 hetes placebo- vagy D3-vitamin-kiegészítés hatása a PBMC telomeráz aktivitására (átlag ± se). * Jelentős a kiindulási értékhez képest.
Teljes méretű kép
Szintén szignifikáns összefüggést találtunk a telomeráz aktivitás növekedése és a szérum D-vitamin szintje között a kezelés után, még az életkor, a nem és a BMI alapján is (r = 0,421, P = 0,013).
vita
Nemrégiben elvégeztünk egy 16 hetes, kettős-vak, randomizált klinikai vizsgálatot D3-vitamin kiegészítéssel, placebóval szemben havi 60 000 NE-vel (napi 2000 NE-vel egyenértékű) túlsúlyos afroamerikai felnőtteknél. 28 A vizsgálat fő megállapítása az, hogy a D3-vitamin-kiegészítés jelentősen, 19,2% -kal növelte a PBMC telomeráz aktivitását a 16 hetes beavatkozás során. Adataink szerint a D-vitamin javíthatja a telomer karbantartását és megakadályozhatja a sejtek öregedését.
Tudomásunk szerint tanulmányunk az első randomizált, placebo-kontrollos klinikai vizsgálat, amely az orális D3-vitamin-kiegészítés hatását értékeli a PBMC telomeráz aktivitására emberekben, különösen a túlsúlyos afrikai amerikaiaknál, akiknél nagyobb a D-vitamin-hiány és a szív- és érrendszeri betegségek kockázata. Ornish és munkatársai úttörő tanulmánya. 17 azt mutatta, hogy egy három hónapos életmódbeli beavatkozás, beleértve a táplálkozást és a fizikai aktivitás módosítását, 24% -kal alacsony kockázatú prosztatarákos betegeknél 29% -kal növelte a PBMC telomeráz aktivitását. Randomizált klinikai vizsgálatunk kimutatta, hogy a D3-vitamin szájon át történő adagolása D3-vitamin szájon át történő beadásával havi 60 000 NE (napi 2000 NE) dózisban 19,2% -kal növelheti a túlsúlyos felnőtt amerikaiak affinitását. Eredményeink alátámasztják a fent említett keresztmetszeti megfigyelést, miszerint a magasabb 25 (OH) D szérumszint a hosszabb leukocita telomer 29 hosszúságával van összefüggésben, ami a telomeráz aktivitásának fokozásával érhető el. A D-vitamin öregedésének anti-celluláris funkciója gyulladáscsökkentő hatásának, a 32, 33, 34 antioxidáns stressz hatásainak vagy a VDR/PI3K/Akt túlélési út nongenomikus aktiválásának köszönhető. 35, 36, 37, 38
A PBMC-k az immunrendszer kritikus elemei, amelyek részt vesznek a citotoxicitásban, valamint a citokinek és kemokinek termelésében. A telomeráz aktivitás fontos meghatározója a telomer hosszúságának, és korábban előre jelezheti a sejtek hosszú távú életképességét vagy genomi stabilitását, mint a telomer hossza. A növekvő telomeráz aktivitás nemcsak a telomereket és a proliferációs potenciált befolyásolja, hanem egészséges sejtfunkciókat és hosszú távú immunfunkciókat is fenntart. 7, 8 Új bizonyíték azt mutatja, hogy a telomeráz hozzájárul a sejtfiziológiához, függetlenül attól, hogy képes-e megnyújtani a telomereket. A telomeráz elősegíti a nyugalmi őssejtek szaporodását, a 39 transzkripciós koaktivátorként működik a Wnt jelátvitelben, 40 és szabályozza a mitokondriális funkciót. 41 A telomeráz sejtvédelmet nyújt, különösen a rövidebb telomerek vonatkozásában. 42 Az elhízott egyének általában rövidebb telomerekkel rendelkeznek. 1, 2, 3, 4 A vizsgálatunkban bemutatott PBMC-telomeráz aktivitás növekedése arra utal, hogy a D-vitamin-kiegészítés ellensúlyozhatja az elhízás által kiváltott immunsejt-öregedés gyorsulását és javíthatja az immunsejtek működését.
A D-vitamin immunmoduláló hatással rendelkezik az immunsejtek széles körére, beleértve a CD4 + és CD8 + limfocitákat, a B limfocitákat, a makrofágokat, valamint a dendritikus sejteket, amelyek a PBMC fő alkotóelemei. 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, Számos in vitro vizsgálat kimutatta, hogy az 1,25 (OH) 2D3 növeli a szabályozó CD4 + T-sejtek százalékos arányát, 44, 45, 46, és csökkentheti a CD8 + T-sejtek százalékos arányát. 47 Ezenkívül különbségek vannak a telomeráz dinamikájában a CD4 és CD8 T sejtek között. 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 Ezért nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy a PBMC telomeráz aktivitásának növekedése A D-vitamin a magasabb telomeráz aktivitású PBMC-kben bizonyos sejttípusok növekedésének tudható be, mivel a telomeráz gyűjtése és mérése idején nem osztályoztuk a PBMC altípusokat. A probléma tisztázására irányuló jövőbeni tanulmányok indokoltak.
Kimutatták, hogy a D-vitamin-kiegészítésnek számos pozitív egészségügyi előnye van, beleértve a szív- és érrendszeri egészséget is. 49, 50 Nemrégiben két 16 hetes randomizált klinikai vizsgálatot hajtottunk végre, napi 2000 NE D3-vitaminnal kiegészítve, és afrikai-amerikai serdülőknél javított artériás merevséget, 27 afrikai amerikaiaknál pedig túlsúlyos felnőtteknél javítottuk az endotheliális funkciókat. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a D-vitamin lelassíthatja az érrendszer öregedését. Nemrégiben Jaskelioff et al. 51 azt mutatták, hogy régi telomerázhiányos egereknél a telomeráz reaktivációja megfordíthatja a szövetek degenerációját. A D-vitamin hatása a sejtek öregedésére a túlsúlyos afrikai amerikaiaknál, amelyet ebben a tanulmányban kimutattak, hozzájárul a D-vitamin pozitív hatásainak egyre növekvő listájához.
Jelentős különbséget figyeltünk meg az LDL-szintek között a placebo és a D-vitamin csoport között a kiinduláskor. Felismertük, hogy a magas LDL kisebb mértékben befolyásolhatja a leukocita telomeráz aktivitását azáltal, hogy növeli az oxidált LDL mennyiségét a szérumban, ezáltal befolyásolja a sejtek növekedését és a citokin termelést. Tsirpanlis és mtsai. 52 fordított összefüggést talált az oxidált LDL és a PBMC telomeráz aktivitása között a görögországi Athénban élő hemodializált betegeknél (átlagéletkor 51 év). Fiatal és viszonylag egészséges afroamerikai vizsgálati populációnkban azonban nem találtunk szignifikáns összefüggést az LDL aktivitás és a telomeráz között mind a kiinduláskor, mind a kezelés után. Az LDL további beállítása az életkor, a nem és a BMI mellett nem változtatta meg az eredményt.
A vizsgálat fő erősségei a következők: (1) egy randomizált, kettős-vak, placebo-kontrollos klinikai vizsgálat leküzdheti a megfigyelési vizsgálatokban fennálló zavaros problémát; (2) A kutató által felügyelt adagolással elért 100% -os megfelelés segít leküzdeni a klinikai vizsgálatok egyik fő hátrányát.
A korlátozások és aggodalmak azonban figyelemre méltóak. Először is, a vizsgálatból származó minta mérete viszonylag kicsi. Eredményeink tehát egy nagyobb vizsgálatban igazolják a replikációt. Másodszor, eredményeinket 16 hetes kiegészítés után figyeltük meg, hosszú távú (például 12 hónapos) klinikai vizsgálatokra van szükség a D3-vitamin-kiegészítés telomeráz-aktivitásra és telomer-hosszra gyakorolt hatásának fenntarthatóságának bemutatásához. Harmadszor, a mintavétel idején nem osztályoztuk a PBMC altípusokat. Ezért nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy a D-vitamin által kiváltott PBMC telomeráz aktivitás a nagyobb telomeráz aktivitású PBMC-k bizonyos sejttípusainak növekedéséből adódik. Negyedszer meg kell határozni, hogy az afroamerikai felnőtteknél kapott adataink általánosíthatók-e egy másik populációra. Végül tovább kell vizsgálni eredményeink alapvető sejtmechanizmusait.
Végül először mutattuk be, hogy a D-vitamin-kiegészítés növeli a PBMC telomeráz aktivitását a túlsúlyos afroamerikaiaknál, ami arra utal, hogy a D-vitamin sejtellenes öregedést okozhat. Széles körű, független klinikai vizsgálatokra van szükség hosszú távú D-vitamin-kiegészítéssel, különböző dózisokban és különböző faji/etnikai csoportok között.