Плацента активно транспортирует витамин D от матери к плоду

Витамин D (кальциферол) не синтезируется в организме плода, он и его биологически значимые метаболиты 25-гидроксивитамин D (25(OH)D) и 1,25-дигидроксивитамин D (1,25(OH)2D) поступают через плаценту. Ранее была установлена связь между концентрацией кальциферола и его метаболитов в организме матери и успешным развитием костной ткани у плода, а также нормальным набором веса в постнатальном периоде. Однако до сих пор неясно, как именно витамин D транспортируется от матери к плоду; предполагалось, что происходит его пассивная диффузия через плаценту, а гидроксилируется до 1,25(OH)2D он лишь в организме плода. В таком случае снабжение витамином растущего организма зависит в основном от его концентрации в крови матери.

В новом исследовании ученые из Саутгемптонского университета (Великобритания) вместе с коллегами из других научных центров Великобритании и США попытались ответить на основные вопросы о механизме трансплацентарного переноса витаминов группы D и их влиянии на протеом и транскриптом плаценты. Они предлагают альтернативный механизм: плацента поглощает витамин D путем эндоцитоза, после чего фермент 24-гидроксилаза (CYP24A1) превращает его в 25(OH)D и 1,25(OH) 2D. В плаценте человека этот фермент локализован в синцитиотрофобласте — первичном барьере, через который происходит обмен между матерью и плодом.

Чтобы подтвердить свои догадки об активном транспорте витамина, ученые в течение 5 часов моделировали процесс кровообращения на фрагментах 5 плацент, полученных после успешных родов, и оценивали степень поглощения ими ¹³C-меченого 25(OH)D₃ с помощью тандемной масс-спектрометрии. Эксперимент с искусственной плацентарной перфузией показал существенные потери меченого витамина из «материнской крови»: его концентрация снизилась 27,4% ± 6,3% за счет поглощения плацентой. Около 5% высвободилось в «кровоток плода». Сходная динамика активного поглощения витамина наблюдается в почках.

Также оценивали экспрессию гена 24-гидроксилазы в ворсинках плаценты после инкубации с 25(OH)D и альбумином. Количественная ПЦР выявила значительное увеличение экспрессии гена CYP24A1, причем, если инкубация проводилась только с 25(OH)D, без альбумина, увеличение не было таким сильным. Известно, что витамин D в сыворотке крови образует комплекс с альбумином и специфическим α-глобулином — витамин-D-связывающим белком (VDBP). По-видимому, альбумин может способствовать поглощению витамина. Поглощение 25(OH)D и альбумина предотвращалось ингибированием эндоцитоза.

Авторы провели качественный протеомный анализ ворсинок плаценты, обработанных в течение нескольких часов буфером с 25(OH)D₃, а также исследовали транскриптом методом ChIP-seq. Выяснилось, что даже кратковременное воздействие витамина D влияет и на набор молекул мРНК (транскриптом), и на белки (протеом), экспрессируемые плацентой. Таким образом, поглощение витамина влияет и на физиологию самой плаценты. В том числе это влияние затронуло ключевые факторы транскрипции. Кроме того, кратковременное воздействие витамина D повлияло на эпигенетический ландшафт ворсинок плаценты, что, в свою очередь, может изменять транскрипционный ответ.

Дальнейшее изучение роли плаценты в переносе витамина, механизмов, регулирующих этот транспорт, позволит найти новые стратегии предотвращения дефицита витамина D у новорожденных, отмечают авторы.