Zinc deficiency primes the lung for ventilator-induced injury

Francis Boudreault, Miguel Pinilla-Vera, Joshua A Englert, Alvin T Kho, Colleen Isabelle, Antonio J Arciniegas, Diana Barragan-Bradford, Carolina Quintana, Diana Amador-Munoz, Jiazhen Guan, Kyoung Moo Choi, Lynette Sholl, Shelley Hurwitz, Daniel J Tschumperlin, Rebecca M Baron, MICU Registry

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Resumen

La ventilación mecánica es necesaria para apoyar a los pacientes con lesión pulmonar aguda, pero también exacerba la lesión a través de las vías de señalización activadas por estrés mecánico. Demostramos que el estiramiento aplicado a las células humanas cultivadas, y a los pulmones de los ratones in vivo, induce la expresión robusta de la metalothioneína, una potente molécula antioxidante y citoprotectora crítica para la homeostasis celular del zinc. Además, la deficiencia genética de los genes de la metalotionina murina exacerbó la lesión pulmonar causada por la ventilación mecánica de alto volumen tidal, identificando un papel adaptativo para estos genes en la limitación de la lesión pulmonar. La inducción del estiramiento de la metalothioneína requería zinc y el factor de transcripción de unión del zinc MTF1. Además, se muestra que la deficiencia de zinc en la dieta de los ratones potencia la lesión pulmonar inducida por el ventilador y que los niveles de zinc en plasma se reducen significativamente en los pacientes humanos que desarrollan el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) en comparación con los controles de las unidades de cuidados intensivos (UCI) sanas y no sanas (UCI), así como con otros pacientes de la UCI sin SDRA. En conjunto, nuestros hallazgos identifican una respuesta adaptativa potencialmente novedosa del pulmón al estiramiento y un papel crítico para el zinc en la definición de la tolerancia del pulmón a la ventilación mecánica. Estos resultados demuestran que el fracaso de las respuestas de adaptación al estiramiento juega un papel importante en la exacerbación de la lesión pulmonar inducida por el ventilador mecánico, e identifican el cinc y la metalotioneína como dianas para las intervenciones de protección pulmonar en pacientes que requieren ventilación mecánica.
Idioma originalInglés estadounidense
PublicaciónAfrica Insight
Volumen2
N.º11
DOI
EstadoPublicada - jun 2 2017
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Boudreault, F., Pinilla-Vera, M., Englert, J. A., Kho, A. T., Isabelle, C., Arciniegas, A. J., Barragan-Bradford, D., Quintana, C., Amador-Munoz, D., Guan, J., Choi, K. M., Sholl, L., Hurwitz, S., Tschumperlin, D. J., Baron, R. M., & MICU Registry (2017). Zinc deficiency primes the lung for ventilator-induced injury. Africa Insight, 2(11). https://doi.org/10.1172/jci.insight.86507