Russell W Chesney

1 Departamentul de Pediatrie, Universitatea din Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennesee 38103, SUA

boala

Gail Hedberg

2 San Francisco Zoological Gardens, San Francisco, California 94132, SUA

Supliment

Conferinţă

Abstract

În 1889 Dr. John Bland-Sutton, un proeminent chirurg londonez, a fost consultat cu privire la rahitismul fatal în peste 20 de cuiburi de pui de leu născuți la Grădina Zoologică din Londra. El a evaluat dieta și a constatat că cauza rahitismului este de origine nutrițională. Se recomandă ca carnea de capră cu oase zdrobite și ulei de ficat de cod să fie adăugată la dieta slabă de carne de cal a puiilor și a mamelor acestora. Rahitismul a fost inversat, puii au supraviețuit, iar așternuturile ulterioare au prosperat. Treizeci de ani mai târziu, în studiile clasice controlate efectuate la pui și șobolani tineri, a fost elucidat rolul definitiv al calciului, fosfatului și vitaminei D în prevenirea și terapia rahitismului. Studii suplimentare au condus la identificarea caracteristicilor structurale ale vitaminei D.

Deși dieta Bland-Sutton a furnizat calciu și fosfat din oase și vitaminele A și D din uleiul de ficat de cod, alte beneficii ale acestei diete nu au fost recunoscute. Sărurile biliare conjugate cu taurină, necesare pentru absorbția intestinală a vitaminelor liposolubile, au fost furnizate în uleiul presat la rece din ficatul de cod. Spre deosebire de speciile canine și rozătoare, felinele sunt incapabile să sintetizeze taurina, dar conjugă acizii biliari exclusiv cu taurina; prin urmare, trebuie inclus în dietă. Acum celebrul „experiment al naturii” Bland-Sutton, rahitism fatal la puii de leu, a fost vindecat prin adăugarea de minerale și vitamina D. Sărurile biliare conjugate cu taurină au permis, fără îndoială, absorbția vitaminelor A și D, prevenind astfel apariția bolilor osoase metabolice. și rahitism.

Introducere

Povestea descoperirii cauzei și prevenirii rahitismului este interesantă și reprezintă una dintre cele mai remarcabile realizări medicale ale secolului XX [1]. Prevalența rahitismului la copiii care trăiesc la latitudini nordice a fost uluitoare, până la 60% până la 80% în unele zone [1-4]. O mulțime de lucrări pe o perioadă de 15 ani începând cu 1917 a definit proprietățile biologice ale unei „substanțe” din uleiul de ficat de cod care era antirachitic. Această substanță pare să fie produsă și prin iradiere ultravioletă a pielii [1,4]. Structura acestei substanțe, vitamina D, a fost determinată și a dus la un Premiu Nobel pentru Dr. Adolph Windaus în 1928 [5]. Din punct de vedere istoric, adăugarea ergosterolului iradiat în lapte la 400 UI pe litru, realizată independent de Steenbock și Hess [6-8] a dus la eliminarea virtuală a rahitismului la om. Recunoașterea faptului că vitamina D este un grup de prohormoni care sunt transformați în forma activă (1,25 (OH) 2 D sau calcitriol) printr-o cale sintetică bine reglementată este acum recunoscută și acceptată [9].

Relevanța modelelor animale

Studierea unor modele animale adecvate oferă o înțelegere a acțiunii vitaminei D. Utilitatea modelelor animale a fost evidentă pentru cercetătorii științelor de bază și clinice ale rahitismului, din cauza prevalenței copleșitoare a bolii [1,2,4,10,11]. Deși rahitismul evident a fost văzut mai frecvent în grupurile socio-economice inferioare și în locuințele aglomerate, acesta a fost obișnuit la toate nivelurile societății. Sondajele au arătat că între 60% și 80% dintre copiii care locuiau în zonele urbane din nordul Europei în perioada de migrație urbană și industrializare aveau rahitism clinic evident. Cerul a fost înnegrit de smogul de la arderea cărbunelui, iar dietele erau adesea inadecvate în ceea ce privește conținutul de calciu, fosfați și vitamina D. La mijlocul anilor 1920, existau multe teorii susținute cu privire la cauza rahitismului, bine rezumate de Edwards Park în recenzia sa din 1923 [4]. Cu toate acestea, necesitatea unor studii pe animale atent concepute a fost evidentă.

Un model timpuriu oarecum obscur a apărut din încercarea de a inversa rahitismul la puii de leu la Grădina Zoologică din Londra, în Regent’s Park. În timp ce acest studiu cu intervenție deschisă, necontrolat, a inversat rahitismul fatal la pui, valoarea sa esențială a fost încurajarea altor anchetatori să proiecteze studii care au explorat rolul nutrienților în patogeneza și tratamentul rahitismului și osteomalaciei [1,4].

A fost din studiile a două grupuri (în primul rând, Edward Mellanby și colegii de muncă din Anglia, care au evaluat rolul dietei asupra etiologiei rahitismului la pui și, în al doilea rând, colaborarea lui Elmer V. McCollum, John Howland, Edwards A Park și echipa lor din Baltimore, MD, care au studiat șobolanii hrăniți cu diete restrânse) că s-a discernut că anumite grăsimi (ulei de ficat de cod, unt și lapte) ar putea inversa caracteristicile histologice și clinice osoase ale rahitismului [2,4,9] . Factorul „antirachitic” a fost o substanță în grăsimi, mult mai concentrată în uleiul de ficat de cod decât în ​​unt. McCollum, care în cele din urmă a „descoperit” vitamina D, a reușit să demonstreze că uleiul de ficat de cod oxidat (oxidarea distruge vitamina A) a păstrat încă acest factor antirachitic.

Impactul studiului Bland-Sutton

Pentru a aprecia pe deplin de ce studiile lui Mellanby și McCollum au condus la descoperirea vitaminei D, este adecvată o analiză mai aprofundată a lucrării lui Bland-Sutton cu pui de leu.

Deși uleiul de ficat de cod a vindecat rahitismul la pui și șobolani, povestea la puii de leu este mai complexă și una în care sunt recunoscuți numeroși alți factori. O interpretare evidentă a manipulărilor dietetice ale lui Bland-Sutton este că puii primeau minerale (calciu și fosfor) din oasele caprei și vitamina D din uleiul de ficat de cod. Dieta inițială era carne de cal slabă, care are un raport invers de calciu și fosfor în comparație cu osul și este lipsită de grăsimi. Aportul limitat de lapte, care a constituit principala sursă de calciu și fosfor în raporturi adecvate, a contribuit fără îndoială la submineralizarea oaselor la pui [2]. Astfel, eșecul lactației din partea barajului a fost, de asemenea, o componentă imensă a dezvoltării rahitismului [4].

Cu toate acestea, mai mulți alți factori sunt critici pentru dieta pisicilor mari, cum ar fi leii, tigrii și leoparzii [14]. Pisicile nu sintetizează vitamina D3 în mod adecvat în piele și necesită o sursă dietetică [15-18]. Vitaminele liposolubile funcționează atât sinergic, cât și antagonic, în special dacă sunt dezechilibrate [19]. Felinelor le lipsește, de asemenea, capacitatea de a transforma carotenoizii provitaminici, inclusiv β-carotenul, în vitamina A activă [20]. Vitamina A este importantă pentru integritatea epiteliului căilor respiratorii și digestive. Pisicile mari cărora le lipsește vitamina A pot dezvolta sinuzită, diaree, orbire, conjunctivită și semne neurologice [14]. Semnele clinice ale leilor imaturi deficienți de vitamina A includ incoordonarea, „privirea în stea”, orbirea și convulsiile intermitente [21]. Disfuncția neurologică însoțită de malformații atât ale craniului, cât și ale vertebrelor cervicale a fost descrisă la leii ținuți în captivitate la nivel mondial, iar această disfuncție și malformație au fost cel mai adesea legate de deficiența vitaminei A [22].

Când pisicile mari mănâncă animale întregi sau li se administrează oase, acestea ingerează calciu și fosfor într-un raport de două părți de calciu și o parte de fosfor. Carnea slabă din bucăți are un raport calciu: fosfor de 1:15 la 1:30. Pisicile mari cu deficit de aport de calciu pot dezvolta osteomalacie; astfel, dietele lor ar trebui fortificate cu calciu [14]. Este mai ușor pentru pui să mestece oase mai moi, cum ar fi cele de capre, mai degrabă decât oasele tari ale cailor [4].

Uleiul de ficat de cod este plin de vitamina A și D, cu o valoare convențională de 4000 până la 5000 UI de A și 400 până la 500 UI de D pe linguriță (5 ml) [23]. Cu toate acestea, pentru a fi utilizate, aceste vitamine liposolubile trebuie absorbite din intestin. Sărurile biliare sunt esențiale în acest fenomen biologic. Uleiul de ficat de cod conține acizi biliari și, într-adevăr, unele săruri biliare. Conjugarea acizilor biliari, în special a celor din hering [24] și cod [25], și a pisicilor mari, depinde de disponibilitatea taurinei [23,24]. Datorită modului în care este procesat uleiul de ficat de cod (extras din ficatul de pește la 82 ° F sub abur și apoi presat la rece pentru a preveni emulsificarea), se păstrează atât taurina, cât și acizii biliari [26]. Acest supliment (sau medicament) conține nu numai vitaminele, ci și compușii care descompun micelele lipidice și permit absorbția grăsimilor intestinale [26,27]. Mai mult, codul, la fel ca majoritatea peștilor sau elasmobranchilor marini, folosește taurina ca osmolit, care este esențial pentru reglarea volumului celular [27,28]. Codul tipic din supermarket conține 90 mg taurină la 100 g de pește crud [29]. Acizii biliari primari ai codului, la fel ca la majoritatea peștilor, sunt acidul colic și într-un grad mai mic acidul chenodeoxicolic [30].

Pisicile mari, asemănătoare cu verii lor domestici, sunt carnivore obligatorii. Felinele au cantități limitate de acid cisteinesulfinic decarboxilază, o enzimă care limitează rata în sinteza taurinei din metionină și cisteină, prin urmare taurina este un aminoacid esențial la pisici. Pisicile hrănite cu o dietă cu proteine ​​vegetale necesită taurină pentru a preveni degenerarea retinei și orbirea [31,32]. Un studiu recent a arătat că dieta cu bucăți de carne de cal a felinelor exotice conține concentrații scăzute de taurină [33].

Acidul colic este, de asemenea, de departe acidul biliar dominant al leilor [34]. Conjugarea cu taurină a acizilor biliari este obligatorie, iar conjugarea cu glicină nu are loc nici la cod, nici la lei [27,30,32,34]. Prin urmare, oferind ulei de ficat de cod puiilor de leu, Bland-Sutton și-a crescut aportul alimentar de acizi biliari și taurină. Acest lucru a favorizat absorbția vitaminelor liposolubile [2,9].

De interes, capra poate sintetiza taurina, are o circulație enterohepatică rapidă a acizilor biliari, iar mușchii săi conțin abundentă taurină [35]. Astfel, carnea de capră a fost, de asemenea, o sursă bună de taurină. De asemenea, taurina este cel mai abundent aminoacid liber din laptele de capră [36].

Ce s-a întâmplat cu John Bland-Sutton, stimat chirurg și consultant în grădina zoologică? A fost fiul unui tăbăcitor și al îngrășătorului de vite care a crescut într-o mică fermă din Londra. Știa foarte multe și avea un interes real pentru animale. Departe de a fi un academician înfundat, el vorbea cu un accent Cockney înfrumusețat ocazional. El a fost, de asemenea, un prieten apropiat al lui Rudyard Kipling. A fost numit cavaler pentru munca chirurgicală de pionierat (în special pentru operațiile ginecologice și a vezicii biliare) și pentru serviciul său către familia regală. În mod ironic, Bland-Sutton a fost unul dintre primii chirurgi care au efectuat o paratiroidectomie [41]. A fost numit șef de chirurgie la Spitalul Middlesex, lângă grădina zoologică din Londra din Regents Park, unde puii de leu mureau. Fără îndoială, era familiarizat cu poveștile și folclorul soțiilor vechi despre utilizarea uleiului de ficat de cod pentru rahitism. Modelul său experimental animal de rahitism, tulburarea endocrină de calciu - vitamina D prin excelență, a modificat interesul lui Mellanby. Bland-Sutton a trăit până în 1936, mult după ce vitamina D a fost adăugată în lapte.

Mellanby a ales cu înțelepciune pui, iar McCollum, un alt băiat de fermă, a ales șobolani, care erau mult mai ușor de studiat. În încercarea de a salva puii de leu rahitici, Bland-Sutton ajunsese într-o specie care avea nevoie să roască oase și avea o capacitate sintetică redusă pentru taurină și pentru care taurina este un aminoacid esențial. Uleiul din ficat de cod a furnizat atât vitaminele necesare, cât și taurina necesară pentru conjugarea acizilor biliari pentru absorbția vitaminelor liposolubile intestinale. Bland-Sutton a avut norocul în alegerea suplimentelor alimentare.

Interese concurente

Autorii declară că nu au interese concurente.