Пилотное исследование по изучению влияния добавок витамина D на митохондриальную биоэнергетику у пожилых людей

За последние два десятилетия роль витамина D вышла за рамки здоровья костей, охватив широкий спектр биологической активности, важной для мышечной функции у пожилых людей. Низкие концентрации 25-гидроксивитамина D (25[OH]D) (<30 нг/мл) связаны со слабостью мышц нижних конечностей, ухудшением физической работоспособности и более медленной скоростью ходьбы (1–8) — известными факторами риска инвалидности (9). -15) Низкие концентрации 25(OH)D у пожилых людей также связаны с слабостью, а также с отдельными компонентами слабости, включая мышечную слабость, медленную скорость ходьбы и истощение/усталость (16-18). Клинические признаки дефицита витамина D (25(OH)D <12 нг/мл) включают слабость проксимальных мышц, мышечную боль и нарушение походки, которые часто исчезают при приеме добавок витамина D (19; 20). Однако влияние витамина D на механизмы, лежащие в основе мышечной функции, изучено недостаточно. Недавние данные подтверждают роль витамина D в митохондриальном метаболизме скелетных мышц. Используя визуализацию 31P-MRS, сообщалось об увеличении максимального митохондриального окислительного фосфорилирования (OXPHOS) после приема витамина D (21). Таким образом, мы предполагаем, что мышечная слабость и медленная скорость ходьбы у людей с низкой концентрацией 25(OH)D могут быть частично связаны со сниженной активностью OXPHOS и более низким образованием АТФ в митохондриях скелетных мышц.

Недостаточность витамина D часто встречается у пожилых людей, примерно от одной трети до трех четвертей проживающих по месту жительства взрослых в возрасте ≥70 лет, в зависимости от используемой точки отсечения (25(OH)D <20 нг/мл или <30 нг). /мл соответственно) (22;23). Точно так же биоэнергетическое снижение широко связано с увеличением возраста. (24) Таким образом, изучение связи между витамином D и митохондриальной биоэнергетикой может улучшить наше понимание основных механизмов и ряда потенциальных преимуществ восстановления низких концентраций 25(OH)D у пожилых людей.

Целью исследования является получение предварительных данных о влиянии повышения концентрации 25(OH)D среди пожилых людей с недостаточностью витамина D до ≥30 нг/мл за счет приема витамина D3 на 1) биоэнергетические профили множественных популяций клеток крови, скелета мышечные митохондрии и мышечные волокна и 2) митохондриальная масса скелетных мышц и биогенез.

Гипотеза 1: Биоэнергетическая емкость, а также дыхательный контроль в мышечных митохондриях, мышечных волокнах и клетках крови улучшатся после 4 месяцев приема витамина D3.

Гипотеза 2: Экспрессия ключевых митохондриальных белков (VDAC/Porin и COX4) и регуляторов биогенеза митохондрий (PGC1a, SIRT1, SIRT3 и TFAM) будет выше после 4 месяцев приема витамина D3.

Мы планируем набирать людей только из тех, кто не прошел скрининг исследования EVIDENCE (IRB00022395). В исследовании EVIDENCE принимают участие 200 участников, у которых концентрация 25(OH)D составляет 18-<30 нг/мл. Тем, чьи концентрации составляют 12–<18 нг/мл во время скринингового визита EVIDENCE, будет предложено принять участие в этом пилотном исследовании. Мы будем использовать скрининг ДОКАЗАТЕЛЬСТВ, потому что это пилотное исследование с ограниченным финансированием, лаборатории для скрининга (25(OH)D) дороги, а количество, необходимое для скрининга, было бы непомерно дорогим в пилотном исследовании, и эти два исследования работать в одной клинике с тем же персоналом. Все меры скрининга будут проводиться во время исследования EVIDENCE, а меры для этого исследования начнутся при исходном посещении.

Все лица, которые не прошли скрининг EVIDENCE с концентрацией 25(OH)D 12-<18 нг/мл, будут проинформированы о том, что они не подходят для участия в исследовании EVIDENCE, и будут вызваны с этими результатами. Если они соответствуют всем тем же критериям приемлемости для этого исследования, которые исключают участников с состояниями, которые могут повлиять на их способность безопасно выполнять тесты нервно-мышечной функции, принимать добавки с витамином D или проходить биопсию мышц, эти люди будут проинформированы о том, что у нас есть другое исследование для тех, чей уровень витамина D недостаточен. Если они заинтересованы, их попросят прийти на базовый визит (при условии, что этот визит может состояться в течение 2 месяцев после визита для скрининга EVIDENCE). Те лица, которые прошли скрининг исследования EVIDENCE более 2 месяцев назад, не будут допущены к участию в этом исследовании, поскольку лабораторные исследования и другие проведенные тесты могут быть неточными.