Дефицитът на витамин D може да доведе до автоимунни заболявания

Витамин D е от съществено значение не само за здравето на костите, но и за нормалната имунна функция. Дефицитът на витамин D е свързан с повишен риск от автоимунни заболявания, но механизмите, които стоят в основата на тази връзка, не са добре изучени.

Ново проучване, публикувано в Science Advances, показва, че нарушаването на ключов ензим, участващ в превръщането на витамин D в неговата биологично активна форма, може да повлияе отрицателно върху развитието на Т клетките.

Това води до прекомерно производство на Т клетки, които могат да атакуват собствената тъкан на тялото, феномен, известен като автореактивност.

Проучването - проведено върху мишка - също показа, че това увеличение на автореактивните Т-клетки е медиирано от неблагоприятните ефекти на дефицита на витамин D върху клетките в тимуса, специализираният орган, който влияе върху съзряването на Т-клетките и способността им да разграничават между здрави и инфектирани или чужди клетки.

Авторът на изследването Джон Уайт, д-р, професор по физиология в университета Макгил в Монреал, Канада, каза пред Medical News Today:

"Нашето проучване показа, че витамин D е необходим за нормалното развитие на тимуса, оптималното "отстраняване" на самореактивните Т клетки и дълголетието на тимуса."

Каква роля играят Т-клетките в регулирането на имунната система?

Освен ролята си за здравето на костите, витамин D модулира и функцията на имунната система. Например данните от наблюдения предполагат връзка между дефицита на витамин D и повишения риск от автоимунни заболявания, които включват производството на имунен отговор срещу собствената тъкан на тялото.

Т-клетките, доверен източник, специализиран вид бели кръвни клетки, играят решаваща роля в регулирането на този автоимунен отговор. Т-клетките участват в улесняването на имунния отговор срещу микробите и елиминирането на клетки, които може да са заразени или имат рак.

Тези функции на Т клетките разчитат на способността им да разграничават собствените протеини на тялото, известни като собствени протеини или собствени антигени, от чужди протеини. Способността на Т-клетките да разпознават собствените антигени и да избягват отговор срещу собствената тъкан на тялото е известна като Т-клетъчна толерантност.

Т-клетъчната толерантност се появява по време на съзряването на Т клетки от прогениторни клетки, получени от костен мозък в тимуса, жлеза, разположена в горната част на гърдите.

По-конкретно, Т-клетъчната толерантност включва подбор на Т-клетъчни прекурсори, които произвеждат силна реакция срещу чужди протеини, но не и собствени антигени.

По време на ранните етапи на развитие на Т клетките, положителната селекция на прекурсорни Т клетки, способни да произведат силна реакция срещу чужди антигени, се случва във външната част на тимуса, наречена кора.

Следващите етапи на развитие на Т клетките се случват в централната област на тимуса, наречена медула. Т-клетките, които произвеждат отговор на собствената здрава тъкан на тялото, се елиминират в медулата в процес, наречен отрицателна селекция.

Как витамин D влияе върху функцията на Т-клетките?

Подгрупи от епителни клетки в медулата експресират част от гените в човешкия геном, които заедно експресират повечето гени в генома.

Експресията на почти целия репертоар от собствени протеини в тимуса позволява развитието на толерантност на Т клетките към всички тъкани на тялото.

Рецепторът за активната форма на витамин D се експресира в тимуса, а дефицитът на витамин D е свързан с намален размер на тимуса.

Трябва да се отбележи, че предишната работа на авторите показа, че витамин D може да подобри експресията на гена на автоимунния регулатор и по този начин е от решаващо значение за развитието на Т-клетъчна толерантност и предотвратяване на автоимунен отговор.

Развитието на Т-клетъчната популация в тимуса по време на живота на индивида завършва до момента на пубертета.

Това, заедно с по-силното въздействие на витамин D върху имунната функция в ранния живот, предполага, че витамин D може да повлияе на развитието на Т клетките в тимуса в ранния живот, за да повлияе на толерантността на Т клетките.

Каква е връзката между витамин D и автоимунните заболявания?

В настоящото проучване изследователите изследват пътищата, по които витамин D потенциално модулира функцията на Т клетките в ранния живот и впоследствие риска от автоимунни състояния.

Витамин D се превръща в своята биологично активна форма в тялото чрез ензима Cyp27b1. За да разберат въздействието на витамин D върху имунната функция, изследователите са използвали модел на мишка, генетично конструиран да носи мутация в двете копия на гена, който експресира Cyp27b1, което води до способността да се произвежда активната форма на витамин D.

Тези мишки без биологично активния витамин D показват намален размер на тимуса и по-нисък брой Т клетки в кръвта, което е показателно за по-бързото стареене на тимуса.

Тези мишки също имат по-малка фракция от епителни клетки в медулата, експресиращи гена на автоимунния регулатор, отколкото контролните мишки от див тип.

Освен това, има намаляване на броя на медуларните епителни клетки в тимуса, които представят собствени антигени на развиващите се Т клетки. Предишно проучване Trusted Source показа, че броят на медуларните епителни клетки, представящи определен собствен антиген, е свързан със степента на Т-клетъчна толерантност към този антиген.

Тези промени в тимуса на мишките, неспособни да произвеждат биологично активен витамин D, са придружени от повишаване на маркерите, показващи намалена Т-клетъчна толерантност, тоест увеличаване на Т-клетките, които произвеждат силен отговор към собствените антигени.

И накрая, тези мишки също показват повишени нива на автоантитела в определени тъкани, като белите дробове и слюнчените жлези, в късна зряла възраст. Въпреки това, такива повишени нива на автоантитела липсват в други тъкани.

Може ли дефицитът на витамин D да увеличи риска от диабет тип 1?

По-възрастните мишки, но не и по-младите, без активен витамин D също показват нарушена регулация на глюкозата (кръвната захар).

Обобщавайки тези констатации, Уайт отбелязва, че: "Ние открихме, че развитието на епителни клетъчни популации в тимуса, критично за отрицателна селекция на Т клетки, е нарушено при мутантни мишки. Освен това, самата отрицателна Т-клетъчна селекция беше нарушена.

"Стареещите мутантни мишки също развиха признаци на автоимунитет и в някои случаи диабет тип 1", посочи той. "Също толкова интересно, открихме, че при липса на активната форма на витамин D стареенето на тимуса се ускорява значително", което може допълнително да увеличи риска от автоимунни състояния.