«Исследователи давно задаются вопросом, что делает некоторых людей более восприимчивыми к развитию симптомов астмы, чем другие, при воздействии одного и того же раздражителя», — сказал д-р Кардосо, старший автор, директор нового Колумбийского центра человеческого развития и преподаватель отдела. медицины легочной аллергии. «Наше исследование предполагает, что наличие структурных и функциональных аномалий в легких из-за дефицита витамина А во время развития является важным и недооцененным фактором этой восприимчивости».«В более общем плане, — сказал доктор Кардосо, — наши результаты подчеркивают тот момент, который часто упускается из виду в медицине взрослых, а именно то, что неблагоприятное воздействие на плод, вызывающее тонкие изменения в развивающихся органах, может иметь последствия на всю жизнь».Предыдущие исследования показали, что ретиноевая кислота (РА) — активный метаболит витамина А — необходима для нормального развития легких. Однако до сих пор было мало известно о влиянии пренатальной недостаточности РА на постнатальную функцию дыхательных путей.
В более раннем исследовании Фелисия Чен, доктор медицины, член команды доктора Кардозу и первый автор настоящей статьи, определила ряд генов, регулируемых передачей сигналов RA в развитии легких плода. Дополнительный анализ показал аномальное присутствие генов, участвующих в формировании гладкой мускулатуры, когда передача сигналов RA была нарушена. Это открытие побудило исследователей внимательнее изучить влияние дефицита витамина А на развитие гладких мышц, окружающих дыхательные пути, по мере того, как они продолжали формироваться и разветвляться.Исследователи использовали модель на мышах, с помощью которой они могли контролировать, когда и в каком количестве витамин А попадет к развивающемуся плоду с питанием матери. «Мы приурочили дефицит витамина А к середине беременности, совпадающей с периодом формирования дерева дыхательных путей у плода», — сказал доктор Кардосо.
Было обнаружено, что у плодов, лишенных витамина А, в дыхательных путях наблюдается избыток гладкой мускулатуры по сравнению с контрольной группой.В последующем эксперименте мышей снова лишали витамина А на той же стадии развития, но после этой стадии и до взрослого возраста они возвращались к нормальной диете. «Когда животные достигли совершеннолетия, они выглядели нормальными, то есть у них не было проблем, обычно связанных с дефицитом витамина А», — сказал доктор Кардосо. «Однако тесты функции легких показали, что их легкие явно ненормальные». Когда мышам вводили метахолин, химическое вещество, которое вызывает сокращение дыхательных путей, их реакция была значительно более серьезной, чем у контрольной группы.
Дополнительные эксперименты показали, что во время развития использование RA в основном происходит там, где разветвляются бронхи с образованием новых поколений дыхательных путей. По мере формирования каждой новой трубки она окружается гладкой мускулатурой. По словам исследователей, передача сигналов RA временно подавляет развитие гладких мышц в дыхательных путях, которые все еще разветвляются, предотвращая преждевременное и чрезмерное образование этих клеток. «Если животное лишено витамина А, передача сигналов RA нарушается и гладкие мышцы развиваются чрезмерно», — сказал доктор Кардосо.Наконец, исследование показало, что структурные и функциональные изменения дыхательных путей происходили в отсутствие воспаления. «Это не означает, что воспаление не является важным компонентом легочных заболеваний, характеризующихся гиперреактивностью, таких как астма», — сказал доктор Кардосо. "Но это напоминает нам о многофакторном происхождении астмы и указывает на дополнительный структурный компонент, который нельзя упускать из виду.
Полученные данные подчеркивают важность достаточного количества витамина А в рационе, что остается серьезной проблемой в развивающихся странах. Исследование также имеет потенциальное клиническое значение для развитых стран. «Большинство беременных женщин в США, вероятно, получают достаточно витамина А с пищей, но возможно, что их дети не используют его должным образом», — сказал доктор Кардосо. «В организме есть очень сложная система переработки витамина А, и эта система подвержена влиянию внешних факторов, таких как сигаретный дым и алкоголь. Нам необходимо более точно понять, как раннее воздействие на плод неблагоприятных факторов окружающей среды может повлиять на важные механизмы развития, такие как тот, который мы обнаружили, связывая витамин А со структурой и функцией дыхательных путей ».