Nedostatek vitaminu D3 a bakteriální infekce (10/2011) díl 4.

Zdroj: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3194221/

Datum zveřejnění: 10/2011

Překlad: Google + já.

Kontrola překladu: bude provedena

Odkazy: odstraněny

Počet dílů: 5

Obrázky: Pro vyšší rozlišení obrázků najeďte na výše uvedený zdroj, dá se na to kliknout.

Předchozí díly

díl 3. Lymfocyty vitaminu D3 a B

díl 2. Vitamin D3 a imunitní buňky

díl 1. Vitamin D3: Užitečný imunomodulátor

Protizánětlivá role vitaminu D byla dokumentována u různých bakteriálních infekcí. V 80. letech bylo prokázáno, že vitamin D zvyšuje baktericidní aktivitu lidských makrofágů proti M. tuberculosis , původci tuberkulózy. Tento objev vedl k nové éře zájmu o roli 1,25(OH)₂D₃ při určování patogeneze a imunitní odpovědi na bakteriální patogeny. Je zajímavé, že Liu a kol. navrhl klíčový mechanismus, jak může vitamin D zvýšit vrozenou imunitu. Nedávné studie poskytly nový pohled na zapojení vitaminu D do TLR vyvolávajícího antimikrobiální reakci na infekce. Jak již bylo uvedeno dříve, patogeny, jako je M. tuberculosis, jsou fagocytovány monocyty / makrofágy, které spouštějí detekci patogenů prostřednictvím komplexu TLR2 / 1, který naopak reguluje expresi jak VDR, tak CYP27B1. Tímto způsobem se 25-hydroxyvitamin D (25OHD) v oběhu vázaný na protein vázající vitamin D uvolňuje do monocytů / makrofágů a převádí se na 1,25(OH)₂D₃ v mitochondriích (Obr). Intracelulární 1,25(OH)₂D₃ generován když účinek CYP27B1 potom interaguje s VDR a transkripčně vede k indukci cathelicidin, s multifunkčními role v obraně hostitele, a zabíjení intracelulární M. tuberculosis , prostřednictvím VDRE v genu HCAP promotér. Souvislost mezi antimikrobiální aktivitou spouštěnou vitaminem D v monocytech / makrofágech a katelicidinem byla potvrzena použitím malé inhibice RNA interferencí 1,25(OH)₂D₃ ve zvýšeném růstu mykobakterií. Kromě AMP, také gen kódující antimikrobiální peptid, defensinu β₂ další antimikrobiální peptid s více efektorových funkcí v rámci imunitního systému, byl identifikován jako přímý cíl pro 1,25(OH)₂D₃. Vystavení působení 1,25(OH)₂D₃ vede k silné indukci těchto peptidů, což přímo vede ke zvýšené antimikrobiální aktivitě v různých typech buněk, včetně myeloidních buněk, keratinocytů, neutrofilů a buněk bronchiálního epitelu.  Antimikrobiální protein β-defensin 4 (DEFB4) také vykazuje genový promotor VDRE, ale vyžaduje ko-stimulaci aktivátory NF-kB, jako je signalizace IL-1 prostřednictvím receptoru IL-1, aby podporoval transkripci nahoru -regulace DEFB4. Byly také navrženy další signální dráhy, které se účastní anti-mykobakteriálních aktivit 1,25(OH)₂D₃. Například bylo zjištěno, že PI3-kináza reguluje antimykobakteriální aktivitu 1,25(OH)₂D₃ zvýšením tvorby reaktivních forem kyslíku v monocytech a makrofágech, čímž zvyšuje další univerzální mechanismus zabíjení bakterií. Indukce DEFB i hCAP podporuje usmrcování bakterií ve výsledné generaci autolysozomů (Obr). Důležité je, že Yuk a kol. nedávno prokázalo schopnost vitaminu D indukovat autofagii a zprostředkovat společnou lokalizaci M. tuberculosis a antimikrobiálních peptidů v autofagolysozomech , což usnadňuje destrukci těchto bakterií. Byla popsána nová imunomodulační role 1,25(OH)₂D₃ při infekci M. tuberculosis v její roli při modulaci exprese MMP, jako jsou MMP-7, MMP-9 a MMP-10, pomocí PBMC, zatímco indukuje sekrece IL-10 a prostaglandinu E ₂ .

Po nedostatku vitaminu D infikované makrofágy nejsou schopny produkovat dostatečné množství 1,25- (OH) ₂ D3 k regulaci produkce khelicicidinu. Nedávné výzkumy ukazují, že indukce kathelicidinu stimulovaná 1,25- (OH) ₂ D3 v bronchiálních epitelových buňkách cystické fibrózy způsobuje zvýšenou antibakteriální aktivitu proti běžným patogenům dýchacích cest s cystickou fibrózou, jako jsou Pseudomonas aeruginosa a Bordetella bronchiseptica . Na základě těchto výsledků se spekulovalo, že cílené použití inhalovaného 1,25- (OH) ₂ D3 by mohlo zvýšit expresi katehelidinu na slizničním povrchu bronchiálního epitelu. Endoskopické studie u lidí prokázaly, že β-defensin je vylučován v žaludeční sliznici po infekci Helicobacter pylori a může proto představovat hlavní aspekt imunitní obrany proti tomuto bakteriálnímu patogenu na povrchu sliznice. Studie polymorfismů VDR u lidí podporují hypotézu, že variabilita stavu vitaminu D a hostitelských genů kódujících prvky reagující na vitamin D ovlivňují imunitní odpověď na jiné bakteriální patogeny než M. tuberculosis . Proto mnoho z toho, co je známo z interakce mezi stavem vitaminu D hostitele a infekcí M. tuberculosis, může zlepšit naše porozumění imunomodulačním vlastnostem vitaminu D u jiných bakteriálních onemocnění, ačkoli je zapotřebí dalšího výzkumu, který by pomohl zobecnit tyto informace na jiné klinické nastavení.

Vitamin D3 a virová infekce

Optimální stav vitaminu D u hostitele může přispívat ke klíčovým imunoregulačním funkcím v prostředí virové respirační infekce snížením nadměrné, a tedy toxické, odpovědi na cytokiny, přičemž umožňuje zlepšení clearance různých mikrobiálních druhů. Výskyt virových infekcí obvykle vrcholí v zimních měsících, kdy je kožní syntéza vitaminu D přirozeně oslabena. Na rozdíl od údajů od dospělých subjektů jsou infekce pozorované u dětí s nedostatečnými zásobami vitaminu D častěji hlášeny jako virové. Několik studií poukázalo na to, že adekvátní koncentrace vitaminu D hrají potenciální roli při ochraně před infekcemi horních a dolních dýchacích cest. Jedna z prvních stop důležitosti stavu vitaminu D pro výskyt virové infekce vycházela z důkazů, že u dětí dochází k náchylnosti k infekci dříve, než se projeví zjevné projevy výživové křivice. Kromě toho riziko získání infekce vyžadující hospitalizaci také odráží spíše stav nedostatku vitaminu D než sekundární projev závažnějšího deficitu vitaminu D, který je typicky dokumentován v případech výživové křivice. Dráhy spojené s vitaminem D byly studovány z hlediska jejich zapojení do imunitní odpovědi hostitele na virové respirační infekce, jako je chřipka.

Dalším příkladem infekce, kde klinické a genetické důkazy společně naznačují, že vitamin D může hrát roli v náchylnosti k infekci a její kontrole, je HIV. Ačkoli byla hlášena zvýšená prevalence deficitu vitaminu D u pacientů infikovaných HIV ve srovnání s neinfikovanými hostiteli, zůstávají tyto údaje rozporuplné. Laboratorní modely infekce HIV prokázaly, že předběžné ošetření lidských monocytů a makrofágů s 1,25-(OH)₂D zabraňuje HIV infekce u některých buněčných linií, ale zvyšuje replikaci viru HIV v jiných. Další nedávná studie prokázala, že kathelicidin, který je částečně regulován vitaminem D, může přímo inhibovat replikaci HIV. Pacienti s AIDS s abnormálně nízkým obsahem séra-1,25 D měli také kratší dobu přežití než ostatní pacienti s AIDS. Tyto výsledky naznačují, že sérum-1,25 D koreluje se stupněm imunodeficience při infekci HIV. Nízká 1,25 D je spojena se zvýšeným výskytem případů AIDS a zkrácením doby přežití. V jedné studii však HIV pozitivní pacienti doplnění vitaminem D prokázali pozitivní dopad na počet CD4 ⁺ T-buněk. Další výzkum týkající se souvislosti mezi vitaminem D a HIV stále probíhá a zahrnuje studie o úloze signalizace vitaminu D a VDR při infekci HIV. Studie polymorfismů genu VDR také podporují souvislost mezi vitaminem D a jinými infekčními chorobami. Nedávno se objevila významná souvislost mezi genetickou náchylností k bronchiolitidě respiračního syncyciálního viru a několika jednonukleotidovými polymorfismy genů souvisejících s vrozenou imunitní funkcí, včetně VDR. Děti s genotypem ff VDR měly zvýšené riziko vzniku akutní infekce dolních cest dýchacích, zejména virové bronchiolitidy. Jiné polymorfismy jednotlivých nukleotidů v tomto genu byly spojeny s náchylností k tuberkulóze, a VDR se podílí na down-regulaci produkce IL-12 a IFN-y.

Další díl

díl 5. Vitamín D3: Závěr