ЛЕГКИЕ КАК МИШЕНЬ ДЛЯ ВИТАМИНА D И ФОСФАТОНИНОВ

  • Наталия Николаевна Смирнова Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова. 197022, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8 http://orcid.org/0000-0002-0581-7285
  • Наталья Борисовна Куприенко Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова. 197022, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8
  • Татьяна Ивановна Никольская Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова. 197022, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8
  • Александр Зиновьевич Печиборщ Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова. 197022, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8
Ключевые слова: витамин D, дыхательная система, фактор роста фибробластов — FGF, белок klotho, фосфатонины

Аннотация

Ось «витамин D — фактор роста фибробластов 23 (fi broblast growth factor, FGF23) — белок klotho»  играет важную роль в онтогенезе и функционировании дыхательной системы. Приведены доказательства связи витамина D с фосфатонинами — комплексом фосфатурических субстанций, стимулирующим вывод фосфатов через почки. Рецептор витамина D (ВДР) на моделях животных обнаружен практически во всех типах клеток легкого. В клетках эпителия дыхательных путей существует не только ВДР, но и ферменты, осуществляющие активацию и деградацию его метаболитов. Доказано участие витамина D и основных компонентов комплекса фосфатонинов в воспалительных заболеваниях дыхательной системы. Изучение действий системы «1,25(OH)2 — FGF23 — белок klotho» и возможностей управления этой системой является ключом к разработке новых терапевтических вмешательств в пульмонологии.

Литература

Portales-Castillo I., Simic P. PTH, FGF-23, Klotho and Vitamin D as regulators of calcium and phosphorus: Genetics, epigenetics and beyond. Front Endocrinol (Lausanne). 2022; 13: 992666. DOI: 10.3389/fendo.2022.992666.

Gayan-Ramirez G. Vitamin D Actions: The Lung Is a Major Target for Vitamin D, FGF23, and Klotho JBMR Plus. 2021; 512: e10569. DOI: 10.1002/jbm4.10569.

Белых Н.А., Пизнюр И.В. Современные представления о роли витамина D в патогенезе бронхиальной астмы у детей. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2020; 8(4): 617–28. DOI: 10.23888/HMJ202084617-628.

Аверина И.А., Сергиенко Д.Ф. Влияние витамина D на течение хронических заболеваний легких у детей. Фарматека. 2020; 27(14): 81–6. DOI: 10.18565/pharmateca.2020.14.81-86. EDN LISQVX.

Аверина И.А., Сергиенко Д.Ф. Изменения показателей сывороточного 25(ОН)D у детей с муковисцидозом. Актуальные вопросы современной медицины: материалы III Международной конференции Прикаспийских государств, Астрахань, 4–5 октября 2018 года. Астрахань: Астраханский государственный медицинский университет. 2018: 12–3. EDN YYLNJJ.

Bui D.S., Burgess J.A., Lowe A.J. et al. Childhood lung function predicts adult chronic obstructive pulmonary disease and asthma-chronic obstructive pulmonary disease overlap syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 196: 39–46. DOI: 10.1164/rccm.201606-1272OC.

Limketkai B.N., Mullin G.E., Limsui D., Parian A.M. Role of Vitamin D in inflammatory bo­wel disease. Nutr Clin Pract. 2017; 32: 337–45. DOI: 10.1177/0884533616674492.

Kritmetapak K., Kumar R. Phosphatonins: From Discovery to Therapeutics. Endocr Pract. 2023; 29(1): 69–79. DOI: 10.1016/j.eprac.2022.09.007.

Olauson H., Mencke R., Hillebrands J.L., Larsson T.E. Tissue expression and source of circula­ting αKlotho. Bone. 2017; 100: 19–35. DOI: 10.1016/j.bone.2017.03.043.

Ho B.B., Bergwitz C. FGF23 signaling and physiology. J Mol Endocrinol. 2021; 66: R23eR32.

Masanobu Kawai. The FGF23/Klotho axis in the regulation of mineral and metabolic homeostasis. Horm Mol Biol Clin Investig. 2016; 28(1): 55–67. DOI: 10.1515/hmbci-2015-006.

Gayan-Ramirez G. Vitamin D Actions: The Lung Is a Major Target for Vitamin D, FGF23, and Klotho JBMR Plus. 2021; 5(12): e10569. DOI: 10.1002/jbm4.10569.

Bresler D., Bruder J., Mohnike K. et al. Serum MEPE-ASARMpeptides are elevated in X-linked ri­ckets (HYP): implications for phosphaturia and ri­ckets. J Endocrinol. 2004; 183: R1eR9.

Kittrawee Kritmetapak, Rajiv Kumar Phosphatonins: From Discovery to Therapeutics. Endocrine Practice journal homepage: www.endocrinepractice.org, https://doi.org/10.1016/j.eprac.2022.09.007.

Whyte M.P., Zhang F., Wenkert D. et al. Hyperphosphatemia with low FGF7 and normal FGF23 and sFRP4 levels in the circulation characterizes pediatric hypophosphatasia. Bone. 2020; 134: 115300.

Gayan-Ramirez G., Janssens W. Vitamin D Actions: The Lung Is a Major Target for Vitamin D, FGF23, and Klotho. JBMR Plus. 2021; 5(12): e10569. DOI: 10.1002/jbm4.10569.

Mathyssen C., Aelbrecht C., Serré J. et al. Local expression profiles of vitamin D-related genes in airways of COPD patients. Respir Res. 2020; 21(1): 137. DOI: 10.1186/s12931-020-01405-0.

Аверина И.А., Сергиенко Д.Ф. Течение хронических заболеваний легких у детей в призме полиморфизма FokI гена VDR. Фарматека. 2020; 27(9): 81–5. DOI 10.18565/pharmateca.2020.9.81-85. EDN VESEEH.

Krick S., Grabner A., Baumlin N. et al. Fibroblast growth factor 23 and Klotho contribute to airway inflammation. Eur Respir J. 2018; 52: 1800236. DOI: 10.1183/13993003.00236-2018.

Barnes J.W., Duncan D., Helton S. et al. Role of fibroblast growth factor 23 and klotho cross talk in idiopathic pulmonary fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2019; 317: L141–54. DOI: 10.1152/ajplung.00246.2018.

Gao W., Yuan C., Zhang J. et al. Klotho expression is reduced in COPD airway epithelial cells: effects on inflammation and oxidant injury. Clin Sci (Lond). 2015; 129: 1011–23.

Zhang J., Cao K., Pastor J.V. et al. Alpha‐Klotho, a critical protein for lung health, is not expressed in normal lung. FASEB Bio Advances. 2019; 1: 675–87. DOI: 10.1096/fba.2019-00016.

Ashley B. et al. Placental uptake and metabolism of 25(OH) vitamin D determine its activity within the fetoplacental unit. eLife. 2022. DOI: 10.7554/eLife.71094.

Mandell E., Seedorf G.J., Ryan S. et al. Antenatal endotoxin disrupts lung vitamin D receptor and 25‐hydroxyvitamin D 1α‐hydroxylase expression in the developing rat. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015; 309: L1018–26.

Hart P.H., Lucas R.M., Walsh J.P. et al. Vitamin D in fetal development: findings from a birth cohort study. Pediatrics. 2015; 135: e167–73.

Feng H., Xun P., Pike K. et al. In utero exposure to 25 hydroxyvitamin D and risk of childhood asthma, wheeze, and respiratory tract infections: a meta-analysis of birth cohort studies. J Allergy Clin Immunol. 2017; 139: 1508–17.

Augusto A Litonjua, Vincent J Carey, Nancy Laranjo et al. Six-Year Follow-up of a Trial of Antenatal Vitamin D for Asthma Reduction. N Engl J Med. 2020; 382(6): 525–33 DOI: 10.1056/NEJMoa1906137.

Журавлева Л.Н., Новикова В.И. Витамин Д и антимикробные пептиды при врожденной пневмонии у недоношенных новорожденных. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2021; 1: 13–9. DOI: 10.14427/jipai.2021.1.13. EDN ASHJTU.

Britt RDJ., Faksh A., Vogel E.R. et al. Vitamin D atte­nuates cytokine‐induced remodeling in human fetal airway smooth muscle cells. J Cell Physiol. 2015; 230: 1189–98. DOI: 10.1002/jcp.24953.

Zhang J., Cao K., Pastor J.V. et al. Alpha‐Klotho, a critical protein for lung health, is not expressed in normal lung. FASEB BioAdvances. 2019; 1: 675–87. DOI: 10.1096/fba.2019-00016.

Li P., Xu X., Cao E. et al. Vitamin D deficiency cau­ses defective resistance to Aspergillus fumigates in mice via aggravated and sustained inflammation. PLoS One. 2014; 9: e99805. DOI: 10.1371/journal.pone.0099805.

Heulens N., Korf H., Cielen N. et al. Vitamin D deficiency exacerbates COPD‐like characteristics in the lungs of cigarette smoke‐exposed mice. Respir Res. 2015; 16: 110. DOI: 10.1186/s12931-015.

Krick S., Baumlin N., Aller S.P. et al. Klotho inhibits interleukin‐8 secretion from cystic fibrosis airway epithelia. Sci Rep. 2017; 7: 14388. DOI: 10.1038/s41598-017-14811.

Barnes J.W., Duncan D., Helton S.et al. Role of fibroblast growth factor 23 and klotho cross talk in idiopathic pulmonary fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2019; 317: L141–54. DOI: 10.1152/ajplung.00246.2018.

Krick S., Grabner A., Baumlin N. et al. Fibroblast growth factor 23 and Klotho contribute to airway inflammation. Eur Respir J. 2018; 52: 1800236. DOI: 10.1183/13993003.00236-2018.

Shou-En Wu., Wei-Liang Chen Soluble klotho as an effective biomarker to characterize inflammatory states Ann. Med. 2022; 54(1): 1520–9. DOI: 10.1080/07853890.2022.2077428.

Chaeuk Chung, Prashanta Silwal, Insop Kim et al. Vitamin D-Cathelicidin Axis: at the Crossroads bet­ween Protective Immunity and Pathological Inflammation during Infection. Immune Netw. 2020; 20(2): e12. English. Published online Feb 11, 2020. https://doi.org/10.4110/in.2020.20.e12.

Schrumpf J.A., Amatngalim G.D., Veldkamp J.B. et al. Proinflammatory cytokines impair vitamin D-induced host defense in cultured airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 2017; 56: 749–76. DOI: 10.1183/13993003.01009-2017.

Heulens N., Korf H., Mathyssen C. et al. 1,25 Dihydroxyvitamin D modulates antibacterial and inflammatory response in human cigarette smoke exposed macrophages. PLoS One. 2016; 11: e0160482. DOI: 10.1371/journal.pone.0160482.

Wang Z., Zhang H., Sun X., Ren L. The protective role of vitamin D3 in a murine model of asthma via the suppression of TGF‐β/Smad signaling and activation of the Nrf2/HO‐1 pathway. Mol Med Rep. 2016; 14: 2389–96.

Ravikumar P., Ye J., Zhang J. et al. Klotho protects against oxidative damage in pulmonary epithelia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014; 307: L566–75.

Zhang R., Zhao H., Dong H. et al. 1α,25‐Dihydroxy­vitamin D3 counteracts the effects of cigarette smoke in airway epithelial cells. Cell Immunol. 2015; 295: 137–14.

DiFranco K.M., Mulligan J.K., Sumal A.S., Diamond G. Induction of CFTR gene expression by 1,25(OH)2 vitamin D3, 25OH vitamin D3, and vitamin D3 in cultured human airway epithelial cells and in mouse airways. J Steroid Biochem Mol Biol. 2017; 173: 323–32.

Опубликован
2024-03-18
Раздел
Статьи