https://www.evolutamente.it/wp-content/ ... on1994.pdf
"
The Role of Vitamin D in Toxic Metal Absorption: Przegląd
Jim Moon, PhD, FACN
National College of Naturopathic Medicine, Portland, Oregon
Słowa kluczowe: witamina D, toksyczność metali, ołów, kadm, aluminium, izotopy radioaktywne
Witamina D zwiększa jelitowe wchłanianie wapnia i fosforanów. Nie jest jednak tak dobrze znane, że
witamina D stymuluje wchłanianie innych niezbędnych minerałów, takich jak magnez, żelazo i cynk; toksycznych
metali, w tym ołowiu, kadmu, aluminium i kobaltu; oraz radioaktywnych izotopów, takich jak
89,,stront i 137cesium. Witamina D może przyczyniać się do patologii wywołanych przez metale toksyczne poprzez zwiększenie ich
absorpcję i retencję. Wzajemnie, ołów, kadm, aluminium i stront zaburzają prawidłowy
metabolizm witaminy D poprzez blokowanie nerkowej syntezy 1,25-dihydroksywitaminy D. Jest to pierwszy przegląd
roli układu endokrynnego witaminy D w toksykologii metali.
Kluczowe punkty nauczania:
- Witamina D zwiększa wchłanianie kilku toksycznych metali, w tym ołowiu, kadmu, aluminium i kobaltu.
- Witamina D zwiększa wchłanianie radioaktywnych izotopów strontu i cezu.
- Ołów, kadm, aluminium i stront zakłócają normalny metabolizm witaminy D.
- Efekty te powinny być brane pod uwagę przy ustalaniu przepisów dotyczących stosowania witaminy D.
WPROWADZENIE
Rola witaminy D w gospodarce wapniowej (Ca2+) i fosforanowej (HP04 2_) jest znana od czasu odkrycia witaminy przeciw krzywicy na początku lat 20. XX wieku. Od 1930 r, znacznie szersza rola systemu endokrynnego witaminy D w równowadze mineralnej i toksykologii metali zaczęła się rozwijać. W 1932 r. Shelling [1] wykazał, że napromieniowany ergosterol (witamina D2 lub ergokalcyferol) zwiększał wchłanianie ołowiu (Pb2+) wchłanianie u szczurów. Sobel [2] potwierdził to i obszernie badał związek pomiędzy spożyciem witaminy D a wchłanianiem Pb2+ i ΗΡ04 2 ~ absorpcją. Greenberg [3] wykazał, że witamina D zwiększa stabilny stront (ST2 *) absorpcję u kurcząt i szczurów. Zostało to rozszerzone na. radioaktywne izotopy strontu (^""Sr2 " 1 ") przez Mraza i Bacon [4]. Worker i Migicovsky [5] podali pobór wszystkich pierwiastków grupy IIA (Ca2+
, Be2+ , Mg2+ , ST2 *, Ba2+) z dawki doustnej było znacząco zwiększone u kurcząt przez witaminą D3; nie zaobserwowano żadnego efektu po podaniu podskórnym nie zaobserwowano wpływu podskórnej dawki minerałów, co prowadzi do wniosku, że wpływ witaminy D na te pierwiastki jest spowodowany zwiększonym wchłaniania jelitowego, a nie z bezpośredniego wpływu witaminy D na kości. Worker i Migicovsky [6] badali m.in. wpływ witaminy D3 na wchłanianie pierwiastków grupy IIB pierwiastków u kurcząt, stwierdzając, że cynk (Zn2+) i kadm (Cd2+) wzrosły w kościach po podaniu doustnym, ale nie po wstrzyknięciu podskórnym, podczas gdy absorpcja rtęci (Hg2+) nie została zakłócona przez leczenie witaminą D. Masuhara i Migicovsky [7] wykazali, że wywołana witaminą D absorpcja Fe2+ i Co2+ jest zwiększone, gdy zawartość Ca2+ w diecie jest niska. w diecie, co sugeruje wspólny mechanizm absorpcji dla tych pierwiastków. Po odkryciu indukowanej przez witaminę D absorpcji Ca2+ - Wasserman i Corradino [8] wykazali właściwości wiążące tego białka dla różnych kationów z grupy IIA w kolejności: Ca2+ > ST2 * > Ba2+ > Mg2 .
Rola białka wiążącego Ca2+ w absorpcji kationów nadal nie jest jasna. Niemniej jednak, badania te stworzyły podstawy do obecnego zrozumienia
wyłaniającej się roli systemu endokrynnego witaminy D w homeostazie mineralnej i toksykologii metali.
Dodatkowo do wpływu układu endokrynnego witaminy D na wchłanianie kationów, szereg kationów (Pb2+ , Cd2+ , ST2 *, Al3+) wpływa niekorzystnie na nerkową produkcję 1,25-dihydroksywitaminy D ( 1,25(OH)2D), co skutkuje metaboliczną chorobą kości.choroby kości. W niniejszym artykule przedstawiono aktualną wiedzę na temat interakcji układu endokrynnego witaminy D z Pb2+ , Cd2+ , Al3+ , ST2 *, Fe2+ , l37Cs+ oraz pluton (239Pu4+). Wpływ układu endokrynnego witaminy D na Ca2+ , Mg2+ , i HP04 2 ~ zostały zweryfikowane przez innych [10-13], i nie będą uwzględnione w niniejszej dyskusji.
Nie przeprowadzono badań dotyczących możliwej roli witaminy D na wchłanianie wanadu lub arsenu, chociaż jako wanadan i arsenian mogą one być wchłaniane w sposób sposób podobny do absorpcji fosforanów.
ROLA WITAMINY D W AKUMULACJI METALI TOKSYCZNYCH
Podawanie witaminy D zwiększa wchłanianie Pb2+
Absorpcja
Pierwsi badacze wykazali letnie ogniska pediatryczne zatrucia Pb2+ na długo przed odkryciem witaminy D. Po odkryciu witaminy D, obserwacja ta
doprowadziły do sugestii, że słoneczna synteza witaminy D jest czynnikiem przyczyniającym się do zwiększonego zatrucia Pb2+ zatrucia, które
występuje w miesiącach letnich [14]. Sobel i wsp [2] stwierdzili. że normalne dawki witaminy D2 powodują wzrosbsorpcja
Pierwsi badacze wykazali letnie ogniska pediatryczne zatrucia Pb2+ na długo przed odkryciem witaminy D. Po odkryciu witaminy D, obserwacja ta
doprowadziły do sugestii, że słoneczna synteza witaminy D jest czynnikiem przyczyniającym się do zwiększonego zatrucia Pb2+ zatrucia, które
występuje w miesiącach letnich [14]. Sobel i wsp [2] stwierdzili. że normalne dawki witaminy D2t zawartości Pb2+ w popiele kostnym i krwi szczurów zatrutych rachitycznym Pb2+. szczurów, oraz że na biochemiczne zachowanie Pb2+ jest pod wpływem witaminy D, Ca2+ i HP04 2_. Zostało to potwierdzone i rozszerzone przez Sobela i jego różnych współpracowników [15-18]. Przed 1980 rokiem wzajemne zależności pomiędzy Pb2+, Ca2+, HPO42 "i Fe2+ zostały rozpoznane [19-23], ale rola rola układu hormonalnego witaminy D we wchłanianiu Pb2+ wchłanianie
i retencji pozostaje w dużej mierze niezbadana.
Jednym z efektów działania witaminy D jest indukcja białka wiążącego Ca2+ przez komórki jelitowe. przez komórki jelitowe. Chociaż związek pomiędzy białkiem wiążącym Ca2+ indukowanym przez witaminę D a Pb2+ nie został w pełni ustalony, Edelstein i wsp. [24] wykazali, że wzrost białka wiążącego Ca2+ może być zaangażowany. Wzrost absorpcji Pb2+ u kurcząt które były utrzymywane na witaminie D3 i karmione dietą o niskiej zawartości Ca2+ był związany ze wzrostem jelitowego białka wiążącego Ca2+. białko. Jednakże, gdy kurczęta były utrzymywane na
l,25(OH)2D3 jako jedyne źródło witaminy D i karmione dietą o niskim Ca2+ nie stwierdzono wzrostu jelitowego białka wiążącego Ca2+ lub
w absorpcji Pb2+ nie zaobserwowano. Chociaż te pozornie sprzeczne wyniki nie zostały do końca wyjaśnione, Edelstein i wsp [24] doszli do wniosku, że wzrost białek wiążących wapń jest niezbędny do zwiększenia absorpcji Pb2+. absorpcji.
Fullmer i wsp. [25] badali właściwości wiążące Pb2+ jelitowego białka wiążącego Ca2+. Białko wiążące wapń u kurcząt Ca2+-. wiąże 4 atomy Ca2+
z wysokim powinowactwem (kaCa2 " 1 " = 2 x IO6 M4 ). Ca2+ badania przemieszczeń wskazują na wyższe powinowactwo do Pb2+ niż do Ca2+, z wiązaniem stałej wiązania wynoszącej (k,Pb2+ = 1.6 x 107 NT')- Ponieważ białko wiążące Ca2+ białko wiążące Ca2+ wiąże również Sr2+, Ba2+, Pb2+, i Cd2+ w sposób najwyraźniej związanym z ich promieniami jonowymi [9]. Fullmer i wsp. [25] sugerują, że białko wiążące Ca2+ może być podstawowe dla absorpcji wszystkich tych kationów. Kalmodulina, troponina C i onkomodulina również wiążą Pb2+ z dużym powinowactwem
i w preferencji do Ca2+, co sugeruje, że wiązanie Pb2+ jest ogólną właściwością białek należących do nadrodziny troponiny C nadrodziny białek wiążących Ca2+ [25].
Pod koniec lat 70. XX wieku rosnące skażenie środowiska naturalnego przez Pb2+ wzbudziło zainteresowanie związkiem pomiędzy Pb2+
a witaminą D. Smith i wsp. [26] oraz Mahaffey i wsp. [27] wykazali, że u szczurów (stosując zarówno systemy in vivo, jak i in vitro) witamina D w znacznym stopniu wpływa na zdrowie. in vitro) witamina D znacznie zwiększała wchłanianie Pb2+.
Mahaffey i wsp. [27] podali, że wchłanianie in vivo Pb2+ octanu (0,01 mM) wynosiło u szczurów około 16% przy Wzrosło ono do 31% po podaniu 6,25 μg/dzień witaminy D3., a 49% przy 25 Mg/dzień. Największe wzmocnienie obserwowane było w dystalnym jelicie cienkim,które jest miejscem minimalnej stymulacji Ca2+ przez witaminę D. wchłaniania. Tak więc, chociaż dieta o wysokiej zawartości Ca2+ dieta zmniejsza wchłanianie Pb2 absorpcję, absorpcja tych dwóch kationów może nie być kontrolowane przez ten sam mechanizm absorpcyjny. Smith i wsp. [26] zwrócili uwagę, że witamina D również stymuluje HP04 2_ szczególnie w dystalnym odcinku jelita cienkiego, co sugeruje, że że Pb2+ może być w jakiś sposób związany z transportem HP04 2_ wchłanianiem. Fizjologiczne dawki witaminy D mogą zwiększać wchłanianie Pb2+ wchłanianie w takim samym stopniu jak wysokie dawki [26]. Hart i Smith [28,29] [28,29] wykazali, że u młodych, rosnących szczurów leczenie wit. D3 zwiększa jelitowe wchłanianie Pb2+ oraz odkładanie w nerkach i kościach, konkludując, że tkankowe odkładanie Pb2+ jest pierwotnym efektem działania witaminy D i nie jest
wtórne do zwiększonego wchłaniania Pb2+ wchłaniania. Mykkänen i Wasserman [30,31] wykazali, że u rachitycznych kurcząt, szybkość wchłaniania Pb2+ jest większe w dystalnych niż w proksymalnych odcinkach jelita, natomiast po uzupełnieniu witaminy D stopień wchłaniania we wszystkich segmentach jest podobny. Przy ostrym dawkowaniu z l,25(OH)2D3, zarówno Pb2+ i Ca2+ wzrastała absorpcja, ale przebieg czasowy i wzorce absorpcji różniły się, co ponownie sugeruje odrębne mechanizmy absorpcyjne. Barton i wsp. [32] stwierdzili, że że niedobór i uzupełnienie witaminy D w diecie spowodowało zwiększoną absorpcję Pb2+ u nienaruszonych szczurów, prawdopodobnie z powodu wydłużonego czasu przejścia przez przewód pokarmowy, ponieważ manipulacja zawartością witaminy D w diecie nie miała wpływu na wchłanianie Pb2+. wchłanianie Pb2+ z izolowanych pętli jelitowych. Andrushaite i wsp. [33,34] wykazali podwojenie w 2l0Pb 72 godziny po podaniu 500 IU witaminy D3 rachitycznym kurczętom. Wśród szczurów, spożycie 0,82% Pb2+ obniżyło poziom l,25(OH)2D w osoczu krwi przy niskim poziomie fosforu lub niskim poziomie Ca2.
diecie o niskiej zawartości fosforu lub niskiej zawartości Ca2+ i blokował jelitowy transport Ca2+ na witaminę D3, 25-hydroksywitaminę D3 (25-OHD3) i l,25(OH)2D3 [35]. Zatem Wydaje się, że spożycie witaminy D zwiększa wchłanianie Pb2+ wchłanianie, a Pb2+ zaburza funkcje witaminy D. Dzieci z wysokim stężeniem we krwi Pb2+ (> 60 ^g/dL) mają niskie Poziomy krążącego 25-OHD, które mogą być spowodowane zmniejszonym spożycie witaminy D, ponieważ upośledzenie apetytu jest subtelnym objawem klinicznym zatrucia Pb2+ [36,37]. [36,37]. Istnieje występuje spadek stężenia l,25(OH)2D3 u dzieci z podwyższonym Pb2+ w związku z działaniem jonu Pb2+ który upośledza nerkową hydroksylację 25-OHD [38]. Istotna
ujemną korelację (r = -0,88) zaobserwowano pomiędzy l,25(OH)2D3 a stężeniem Pb2+ we krwi u 177 osób w wieku od 1 do 2 lat.
u 177 osób w wieku od 1 do 16 lat w całym zakresie stężeń we krwi Pb2+ levels(12-120 μ$) [39]. Tak więc niskie stężenie l,25(OH)2D3 w surowicy krwi wydaje się być czułym wskaźnikiem toksyczności Pb2+ toksyczności.
Podawanie witaminy D zwiększa wchłanianie Cd2+.
Absorpcja
Wasserman [9] wykazał, że białko wiążące Ca2+wiąże Cd2+ jak również większość innych kationów dwuwartościowych. Pracownik i Migicovsky [6] wykazali, że witamina D3 powoduje wzrost w Cd2+ wśród kurcząt. Zostało to potwierdzone i i rozszerzone przez Koo i wsp. [40], którzy stwierdzili brak korelacji pomiędzy wchłanianiem Cd2+ a białkiem wiążącym Ca2+ i i stwierdzili, że zależne od witaminy D białko wiążące Ca2+ nie było bezpośrednio zaangażowane w absorpcję Cd2+.absorpcji. Na stronie z drugiej strony Washko i Cousins [41], używając samców szczurów,
wykazali wzrost białka wiążącego Ca2+ i Cd2+ na dietach o niskiej zawartości Ca2+ i stwierdzili, że Białko wiążące Ca2+ jest odpowiedzialne za wchłanianie Cd2+. absorpcję.Cd2+ koncentruje się w nerkach i kościach, dwóch narządach o podstawowym znaczeniu dla
Podstawowe znaczenie w metabolizmie i funkcjonowaniu witaminy D.
Wpływ Cd2+ na nerkową biosyntezę 1,25(OH)2D można się zatem spodziewać. Potwierdzeniem tego jest m.in. obserwacja, że osteomalacja jest indukowana przez Cd2+ [42,43]. Feldman i Cousins [44] stwierdzili, że Cd2+ blokuje nerkową \-hydroksylację 25-OHD3, co może tłumaczyć
indukcję osteomalacji przez ten kation. Ando i wsp [45] wykazali hamowanie przez Cd2+ stymulowanego przez witaminę D
Ca2+ u szczurów, co przypisano również zmniejszeniu nerkowego produkcji l,25(OH)2D3 przez nerki. Z drugiej strony Kawashima i wsp. [46] nie znaleźli dowodów na supresję produkcji l,25(OH)2D3 u małp, którym podawano Cd2+ przez 9 lat. Dalsze badania dotyczące Cd2+ i witaminy D
potrzebne.
Podawanie witaminy D zwiększa poziom Al3
*
Absorpcja
Osteomalacja wywołana Al3+ wynikająca z osteodystrofii dializacyjnej znana jest od kilku lat [47,48]. Obecność Al3+ w kości uniemożliwia odpowiedź kości na witaminę D [49]. Oprócz szkodliwego wpływu Al3+ na metabolizm mineralny kości, ostatnie zainteresowanie skupia się na Al3+
jako neurotoksyny, która może być zaangażowana w rozwój choroby Alzheimera [50-52]. demencji starczej [50-52]. Z tych powodów obserwuje się
zwiększone zainteresowanie rolą układu endokrynnego witaminy D w toksykologii Al3+ w toksykologii w ciągu ostatnich kilku lat.
Colussi i wsp. [53] zidentyfikowali l,25(OH)2D3 jako czynnik ryzyka w toksyczności kostnej Al3+ toksyczności kostnej, ponieważ pacjent leczony
l,25(OH)2D3 z powodu nadczynności przytarczyc niespodziewanie rozwinęła się osteomalacja związana z Al3+ na wcześniejsze osteitis fibrosa. U przewlekle moczących się szczurów otrzymujących doustną suplementację Al3+ Driieke i wsp. [54] odnotowali spadek zawartości Al3+ w wątrobie, któremu towarzyszył wzrost zawartości Al3+ w wątrobie. w wątrobie, któremu towarzyszył wzrost Al3+ w surowicy po leczeniu l,25(OH)2D3. Al3+-.
osteomalację u szczurów przypisano przewlekłej niewydolnością nerek [55]. W osteomalacji wywołanej Al3+ u psów, stwierdzono obniżone poziomy l,25(OH)2D3 [56], ale nie potwierdzone [57]. Adler i Berlyne [58] badali dwunastnicze wchłanianie Al3+ w dwunastnicy u szczurów, stosując technikę izolowanego segmentu jelita in vivo. techniką izolowanego segmentu jelita, stwierdzając, że Al3+ jest wchłaniany zarówno przez nieosiągalny mechanizm, jak i zależny od witaminy D saturacyjny mechanizm, o który może konkurować z Ca2+. W przeglądzie wchłaniania Al3+ w przewodzie pokarmowym. Ihle i Becker [59] wymieniają hormon przytarczyc (PTH) i metabolity witaminy D jako czynniki zwiększające wchłanianie Al3+
wchłanianie. Podwyższony poziom PTH może tłumaczyć, dlaczego niektórzy pacjenci osiągają wysoki poziom Al3+ w surowicy
na niskich dawkach Al3+. Mayor i wsp. [60,61] wykazali u szczurów, że witamina D i jej metabolity zwiększają tkankowe obciążenia Al3+
niezależnie od PTH. Gruczoły przytarczyczne mają tendencję do koncentracji Al3+, a zatem zawierały znacznie więcej Al3+
na jednostkę masy niż tarczyce czy mięśnie szyjne [62]. Anthony i wsp [64] stwierdzili wzrost poziomu Al3+ w mięśniach i sercu szczurów po podaniu witaminy D3.
Podawanie witaminy D zwiększa obciążenie organizmu nuklidami promieniotwórczymi
Mraz i Bacon [4] wykazali wzrost poziomu tkanek''Sr2 * u szczurów karmionych ''Sr2 * i nadmiarem witaminy D, potwierdzając wcześniejsze doniesienie Greenberga [3]. Worker i Migicovsky [6] oraz Wasserman i Corradino [9] również stwierdzili zwiększone wchłanianie Sr2 * pod wpływem witaminy D. Jak również, Sr2 * zakłóca wchłanianie i wykorzystanie Ca2+, powodując krzywicę wywołaną Sr^ u zwierząt laboratoryjnych [65]. Wywołana Sr2 " 1 "- nie reaguje na leczenie witaminą D, ale zwiększone dietetyczne Ca2+ odwraca zmiany. Uważa się, że to działanie Sr2 * jest pośredniczone przez blokowanie nerkowej
syntezy nerkowej 1,25(OH)2D3 [65]. Giza i wsp. [66] donieśli, że krzywica wywołana radioaktywnymi izotopami Sr2+ u szczurów nie jest odwracalna przez leczenie witaminą D2, co sugeruje, że może istnieć związek między 89. 90Sr2+ poziomami w kości a krzywicą oporną na działanie witaminy D. Spencer i wsp [67]
podsumowali wzajemne powiązania 90Sr2+-Ca2+. Oprócz zwiększenia obciążenia organizmu 89,90Sr2+, witamina D zwiększa wchłanianie jelitowe i odkładanie kostne 137Cs+ [9]. W unikalnym badaniu wpływu witaminy D na szkieletowe poziomy 239Pu4+ u myszy, Battacharyya i Peterson [69] próbowano usunąć szkieletowo zdeponowany 239Pu4+ z dużymi dużych dawek witaminy D3, ale nie byli w stanie wykazać wzrost uwalniania
239Pu4+ z miejsc jego deponowania w szkielecie.
WNIOSKI
Oprócz tradycyjnej roli, jaką pełni w Ca2+ i HP04 2 " metabohsm, układ endokrynny witaminy D jest ważny we wchłanianiu i równowadze innych niezbędnych minerałów (Mg2+, Fe2+, Zn2+). Ponadto, wchłanianie kilku toksycznych metali (Pb2+, Cd2+, Al3+, Co2+, ^Sr 2 *, 137Cs+ ) jest zwiększone pod wpływem witaminy D. Odwrotnie, metale te wywierają niekorzystny wpływ na witaminę D. metale wywierają niekorzystny wpływ na metabohizm witaminy D co skutkuje upośledzeniem nerkowej produkcji 1,25(OH)2D3 i metaboliczną chorobą kości. Chociaż znaczenie
tych informacji pozostaje do wyjaśnienia, efekty te powinny być brane pod uwagę przy ustalaniu przepisów dotyczących stosowania witaminy D.
PODZIĘKOWANIA
Dziękuję Allanowi Davisonowi, PhD i Brianowi Bandy, PhD,
Bioenergetics Research Laboratory, Simon Fraser University, Burnaby, BC za pomocne sugestie.
REFERENCJE "