Запасы витамина А важны для здоровья легких

Ученым известно о связи между ретиноидами (витамином А, его метаболитами и синтетическими аналогами) и физиологией и патологией легких. Ретиноиды — транскрипционные регуляторы, которые управляют экспрессией более 500 генов, в том числе вовлеченных в пролиферацию и дифференцировку. Регуляторную активность ретиноидов обуславливает метаболит полностью транс-ретиноевая кислота (ATRA) и три ее ядерных рецептора. Их активность важна для нескольких типов клеток легких, в том числе для альвеолярных клеток.

Мало известно о том, как ретиноиды попадают в клетки легких и накапливаются там. Американские исследователи использовали хорошо охарактеризованную мышиную модель острого повреждения легких, чтобы изучить этот вопрос. Они предположили, что эндотелиальные клетки сосудов играют значительную роль в поглощении и метаболизме витамина А.

Сначала авторы показали, что запасы ретиноидов хранятся в легких и при повреждении используются в первую очередь. Для этого они проанализировали концентрации двух видов ретиноидов, присутствующих в легких — эфиров ретинила и полностью транс-ретинола — до повреждения и после введения липополисахаридов. Оба ретиноида изначально присутствовали в легких в относительно больших количествах. В течение семи дней после введения липополисахаридов концентрация эфиров снизилась на 80%, а полностью транс-ретинола — на 40%. При этом уровень ретиноидов в печени значительно не снижался. Уровень ретиноидов плазмы снизился на 60%. Однако дальнейший анализ позволил предположить, что снижение содержания ретиноидов в плазме не было связано с повышенным их потреблением воспаленными тканями, а ассоциировано с уменьшением их секреции из печени.

Исследователи проанализировали роль местных и периферических источников ретиноидов в ответе легких на острое воспаление. Для этого они использовали две мышиные модели: одни мыши не могут накапливать ретиноиды ни в легких, ни в печени (Lrat^−/− мыши), другие не имеют ретиноидов в плазме и не могут мобилизовывать их запасы из печени (Rbp4^−/− мыши).

Всем мышам вводили липополисахариды. У мышей дикого типа семидневная выживаемость составила 80%, у мышей Rbp4^−/− — 80%, а у мышей Lrat^−/− — 15%. Таким образом, именно местные запасы ретиноидов были важны для выживаемости мышей при остром повреждении легких.

Авторы узнали, в каких клетках легких накапливаются ретиноиды. Неожиданно, они накапливались не только в легочных фибробластах, но и в эндотелиальных, эпителиальных и миелоидных клетках. Эти клетки экспрессировали гены, необходимые для метаболизма ретиноидов, причем профиль экспрессии зависел от типа клеток. Эти клетки пополняют свои запасы из липопротеинов.

Подробнее проанализировав эффект, который липополисахариды оказывают на мышей Lrat^−/−, авторы показали, что у них усиливается инфильтрация воспалительных клеток. В результате целостность альвеол нарушается. Также авторы продемонстрировали на молекулярном уровне, как повреждение легких приводит к мобилизации местных запасов ретиноидов и их переводу в транскрипционно активную ATRA. У мышей Lrat^−/− уровень ATRA оставался низким, поскольку запасов ретиноидов у них нет. Однако выживаемость таких мышей повышается до 50%, если ретинол им давать с пищей. 

Витамины D2 и D3 по-разному влияют на иммунную систему человека