A deficiência de vitamina A induz a deficiência sistêmica de ferro e reduz os níveis de transcrito hepático de Hamp, apesar de aumentar os níveis de transcritos de Hfe2 e Bmp6

Abstract

Introdução: As deficiências de vitamina A e ferro são as carências nutricionais mais prevalentes no mundo. Estudos recentes sugerem que existe uma inter-relação entre a vitamina A e o metabolismo do ferro, porém os mecanismos envolvidos ainda não estão esclarecidos. Os retinoides modulam a expressão de diversos genes por meio da ligação aos receptores nucleares, como os receptores de ácido retinoico e receptores de retinoides X. Considerando que a hepcidina é responsável pela regulação sistêmica da homeostase do ferro e tem a sua expressão regulada em parte através da via de sinalização da hemojuvelina-proteína morfogenética do osso 6 - proteínas SMAD, o presente estudo avaliou o efeito da deficiência de vitamina A nos biomarcadores do status de ferro, nos níveis de transcritos de genes envolvidos na via de sinalização HJV-BMP-SMAD, e o possível envolvimento dos receptores nucleares RAR e RXR na manutenção da homeostase de ferro pela vitamina A. Métodos Trinta ratos Wistar machos foram tratados por 59 dias com uma das seguintes dietas: dieta controle; dieta deficiente em vitamina A (VAD); dieta deficiente em ferro (FeD); dieta deficiente em vitamina A e ferro (VAFeD) e dieta com ácido retinoico todo-trans (atRA). Os parâmetros hematológicos foram determinados utilizando kits comerciais. O fígado, intestino e baço foram removidos para determinação da concentração de ferro por espectroscopia de emissão atômica. Os níveis hepáticos de retinol foram quantificados por cromatografia liquida de alta eficiência. No fígado foram determinados os níveis de mRNA da hepcidina (Hamp), hemojuvelina (Hfe2), proteína morfogenêtica do osso 6 (Bmp6), SMAD 7 (Smad7), receptor de ácido retinóico alfa (Rar ∝, receptor de retinoides X beta (Rxrβ), e no intestino os níveis de mRNA do transportador de metal divalente 1 (Dmt1) e ferroportina 1 (Fpn1), por sistema de reação da polimerase em cadeia em tempo-real (qRT-PCR). As comparações entre os grupos de tratamento foram realizadas utilizando teste t-student para amostras independentes e o valor de p < 0,05 foi considerado estatisticamente diferente. Resultados A deficiência de vitamina A (VAD) promoveu a redução dos níveis séricos de ferro e da saturação de transferrina, acúmulo de ferro no baço, aumento dos níveis de mRNA da Bmp6 e Hfe2 e diminuição de Hamp, Smad7 e Rar ∝ no fígado, além da redução dos níveis de mRNA da Fpn1 no intestino. Os ratos tratados com dieta deficiente em ferro (FeD) apresentaram redução dos níveis séricos de ferro, da saturação de transferrina, da concentração de ferro no fígado, intestino e baço e diminuição dos níveis de mRNA de Bmp6, Hfe2, Hamp e Smad7 no fígado. A associação das deficiências de vitamina A e ferro (VAFeD) promoveu a redução dos níveis séricos de ferro, da saturação de transferrina, da concentração de ferro no fígado, intestino e baço e dos níveis hepáticos de mRNA da Hamp e Smad7. A substituição do estér de retinil pelo atRA na dieta promoveu uma redução dos níveis séricos de ferro, aumento da concentração de ferro no fígado e redução no intestino e baço, também apresentaram diminuição dos níveis de mRNA hepáticos de Hamp e aumento de Rar ∝, além de reduzir os níveis de mRNA de Dmt1, Fpn1e aumentar o Bmp6 no intestino. Conclusão Os resultados do presente estudo sugerem que a deficiência dietética de vitamina A promove uma redução da disponibilidade sistêmica de ferro com concomitante acúmulo desse micronutriente no baço. A deficiência sistêmica de ferro promovida pela deficiência de vitamina A, diminui a disponibilidade de ferro para a eritropoiese, sugerindo que o sinal eritróide prevaleça na regulação da expressão de Hamp. Os resultados sugerem ainda que a deficiência de vitamina A modula a transcrição da hepcidina no fígado de maneira indireta, não envolvendo o receptor Rar ∝. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Introduction Vitamin A and iron deficiencies of are the most prevalent nutritional deficiencie in the world. Although recent studies suggest that there is an interrelationship between vitamin A and iron metabolism, the mechanisms involved remain unclear. Retinoids modulate the expression of various genes by binding to nuclear receptors such as the retinoic acid receptors and retinoid X receptors. Whereas hepcidin is responsible for regulating systemic iron homeostasis and its expression is regulated in part through the signaling pathway of hemojuvelin-bone morphogenetic protein 6 - SMAD proteins, the present study evaluated the effect of vitamin A deficiency in iron status biomarkers, the transcript levels of genes involved in signaling pathway HJV-BMP-SMAD, and the possible involvement of nuclear receptors, RAR and RXR in the maintenance of iron homeostasis by vitamin A. Methods Thirty male Wistar rats were treated for 59 days with one of the following diets: control diet; vitamin A deficient diet (VAD); iron deficient diet (FeD); vitamin A and iron deficient diet (VAFeD) and the all-trans retinoic acid diet (atRA). Hematological parameters were obtained using commercial kits. Liver, intestine and spleen were removed for determination of iron concentration by atomic emission spectroscopy. The retinol hepatic levels were obtained by high performance liquid chromatography. Were determined in liver and intestine, the mRNA levels of hepcidin (Hamp), hemojuvelin (Hfe2), bone morphogenetic protein 6 (Bmp6), SMAD 7 (Smad7), retinoic acid receptor alpha (Rar? receiver retinoid X beta (Rxr?), divalent metal transporter 1 (Dmt1) and ferroportin 1 (Fpn1), system by polymerase chain reaction in realtime (qRT-PCR). Comparisons among the test groups were done using independent sample test t-test and in all tests, a value of p < 0.05 was considered statistically significant. Results Vitamin A deficiency (VAD) caused a decrease in serum iron and transferrin saturation, spleen iron accumulation, increased of Bmp6 and Hfe2 mRNA levels and decreased Hamp, Smad7 and Rar ? in liver, and the reduction mRNA levels of Fpn1 in the intestine. The rats treated with iron deficient diet (FeD) decreased serum iron levels, transferrin saturation, iron concentrations in the liver, intestine, and spleen and decreased of Bmp6, Hfe2, Hamp and Smad7 mRNA levels in liver. The association of vitamin A and iron deficiency (VAFeD) also caused a decrease in serum iron, transferrin saturation, iron concentrations in the liver, intestine and spleen, and Hamp and Smad7 mRNA hepatic levels. The replacement of retinyl ester by atRA in diet (atRA) caused a decrease in serum iron levels, increased iron concentrations in the liver and spleen, decreased iron concentrations in the intestine, lower Hamp and increased Rar? hepatic mRNA levels and, reduced Dmt1 and Fpn1 mRNA levels with increased Bmp6 in intestine. Conclusion The results of this study suggest that dietary vitamin A deficiency promotes a reduction in iron systemic availability with concomitant spleen accumulation. Systemic iron deficiency promoted by vitamin A deficiency, reduces the iron availability for erythropoiesis, suggesting that the erythroid signal prevail in the regulation of Hamp transcription. The results suggest that vitamin A deficiency modulates hepcidin expression in the liver in an indirect way, not involving the Rar∝.