Витамин d значение для иммунитета
Аутоиммунные заболевания и витамин D
В настоящее время известно, что витамин D3 играет важную роль в поддержании нормальной работы иммунной системы в дополнение к своему классическому действию на обмен кальция и кости 1 .
Дефицит витамина D, обусловленный его низким поступлением с пищей или низким воздействием солнечного света, является фактором риска аутоиммунных и инфекционных заболеваний 1 .
Системы метаболизма витамина D есть практически во всех клетках врожденного и приобретенного иммунитета: макрофагах, дендритных клетках, активированных B- и T-клетках 1 .
Инфекции дыхательных путей и витамин D
Витамин D участвует в борьбе с вирусными и бактериальными инфекциями через различные механизмы. С одной стороны, он непосредственно влияет на выработку антимикробных веществ, с другой, он может влиять на цитокиновые профили во время инфекции через врожденный и приобретенный иммунитет. Связь дефицита витамина D и инфекций была показана для заболеваний вирусной и бактериальной природы, например, для туберкулеза, гриппа и простуды 1 .
Существуют данные о связи дефицита витамина D с некоторыми аутоиммунными заболеваниями: сахарный диабет 1 типа, рассеянный склероз, системная красная волчанка, ревматоидный артрит 1 .
Витамин D: защита от рака
Витамин D с самого рождения участвует в поддержании противоопухолевого иммунитета. Противоопухолевый эффект витамина D связан с участием этого витамина в жизненном цикле клеток, их делении, дифференциации и апоптозе (программируемой гибели клетки) 2 .
Имеющиеся данные доказательной медицины свидетельствуют, что долговременный прием витамина D в дозировках не менее 800 МЕ/сут достоверно снижает риск рака молочной железы, толстого кишечника и смертность от других форм рака 2 .
С целью профилактики и лечении онкологических заболеваний витамин D рекомендуется принимать в дозах не менее 800 МЕ, лучше в интервале 1000–2000 МЕ/сут в течение достаточно длительных периодов времени (не менее 3 лет). Особенно важен регулярный ежедневный прием витамина D (2000 МЕ/сут) в период с октября по май 2 .
Определить потребность в приеме витамина D в каждом конкретном случае может только специалист после проведения необходимых диагностических процедур.
Источник
Витамин d значение для иммунитета
Cтатьи. Работа с контентом
Поиск
Витамин D и иммунитет
С.В. МАЛЬЦЕВ 1 , Н.В. РЫЛОВА 2
1 Казанская государственная медицинская академия, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 36
2 Казанский государственный медицинский университет, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49
Мальцев Станислав Викторович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой педиатрии с курсом поликлинической педиатрии, тел. (843) 236-20-84, e-mail: [email protected]
Рылова Наталья Викторовна — доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной педиатрии с курсами ПП и ПДО, тел. +7-917-039-733-93, e-mail: [email protected]
В статье представлены современные отечественные и зарубежные исследования, посвященные витамину D. Последние годы в оценке роли витамина D для профилактики и течения целого ряда широко распространенных заболеваний современного человека получены исключительно новые данные. Рассматриваются особенности его метаболизма и функции, влияние на иммунную систему. Имеющиеся на сегодняшний день данные показывают, что витамин D ингибирует адаптивный иммунитет, но способствует врожденному. Он подавляет пролиферацию клеток, при этом стимулирует клеточную дифференциацию. Однако механизмы действия витамина D на иммунную систему и его терапевтический потенциал при патологии требуют дальнейшего изучения.
Ключевые слова: витамин Д и его функции, рецепторы витамина Д, иммунитет.
S.V. MALTSEV 1 , N.V. RYLOVA 2
1 Kazan State Medical Academy, 36 Butlerov St., Kazan, Russian Federation, 420012
2 Kazan State Medical University, 49 Butlerov St., Kazan, Russian Federation, 420012
Vitamin D and immunity
Maltsev S.V. — D. Med. Sc., Professor, Head of the Department of Pediatrics with the course of outpatient pediatrics, tel. (843) 236-20-84, e-mail: [email protected]
Rylova N.V. — D. Med. Sc., Professor of the Department of hospital pediatrics with courses of postgraduate education and further vocational education, tel. +7-917-039-733-93, e-mail: [email protected]
This article presents the current domestic and foreign studies of vitamin D. In recent years there were received new data on assessing the role of vitamin D for the prevention and the course of a number of common diseases of a modern man. In this article consideration is given to peculiarities of its metabolism and function, the effect on the immune system. The present data indicate that vitamin D inhibits adaptive immunity, but contributes to innate. This vitamin inhibits cell proliferation, herewith stimulates cell differentiation. However, the mechanisms of action of vitamin D on the immune system and its therapeutic potential in case of pathology require further investigation.
Key words: vitamin D and its functions, vitamin D receptors, immunity.
…трудно избавиться от впечатления, что солнце является не только творцом и источником жизни на Земле, но и верховным регулятором, осуществляющим через гормональную систему продуцируемого им в коже витамина D постоянный контроль всех жизненно важных биохимических и физиологических процессов в организме человека.
Последние годы в изучении значения витамина Д для профилактики и течения целого ряда широко распространенных заболеваний современного человека получены исключительно важные данные. С момента открытия двумя американскими учеными Гектором Де Лука и Антони Норманом гормонально активной формы — 1,25-диоксивитамина Д (табл. 1) — представления о его функциях кардинально изменились. «До сих пор вся история витамина D сводилась к изучению механизмов регуляции усвоения кальция и фосфора в костях. Но в последнее время мы обнаружили рецепторы, реагирующие на витамин D во множестве других тканей нашего организма. И теперь мы можем утверждать, что этот витамин участвует также в производстве инсулина, в регуляции иммунной и сердечно-сосудистой систем, развитии мускулатуры» — Энтони Норман.
Таблица 1.
История открытия витамина D*
| Год исследования | Авторы | Предмет открытия |
| Начало ХХ века (1913) | Мак-Коллум и его соавт. | Обнаружение «жирорастворимого фактора роста», способного оказывать антирахитическое действие, который впоследствии был назван витамином D |
| 1924 | Альфред Гесс | Некоторые виды пищи, облученные ультрафиолетовыми лучами, излечивают от рахита, это привело к возникновению теории существования провитамина — вещества, которое под действием УФО превращается в витамин; анализ облученных таким образом продуктов питания показал, что провитаминами являются стерины |
| 1927 | Гесс и Виндаус | Открытие эргостерина — витамина D1, представляющего собой смесь кальциферола и других стеринов. Чистый витамин — витамин D2, или кальциферол, — был получен при воздействии на эргостерин ультрафиолетового облучения |
| 1932 | Виндаус и соавт. | Провитамином является еще одно соединение — 7-дегидрохолестерин, названное витамином D3 (это имело самое большое значение, поскольку стерин образовывался естественным путем в организмах животных и человека) |
| 60–80-х гг. ХХ века | Г. де Лука и соавт. | Детальное изучение метаболизма витамина D и описание его обменно-активных форм |
Примечание: *По данным [1]
Витамин D всегда относился к группе жирорастворимых витаминов. Но в отличие от всех витаминов он не является собственно витамином в классическом смысле этого термина, поскольку витамин D [2]:
- биологически неактивен;
- не является кофактором ферментов в отличие от большинства витаминов;
- может самостоятельно синтезироваться в организме, причем синтез его происходит из ацетата и холестерина подобно всем стероидным гормонам;
- путем метаболизации в организме превращается в активную — гормональную форму, при этом его биологическое действие проявляется вдали от места своего непосредственного образования;
- оказывает многообразные биологические эффекты за счет взаимодействия со специфическими рецепторами, располагающимися на тканях-мишенях [1, 3].
Рецепторы витамина D (VDR) функционируют минимум в 38 органах и тканях нашего организма. В этих органах-мишенях VDR работает в клеточных ядрах — в качестве фактора, влияющего на транскрипцию около 3% всего человеческого генома и в плазматических мембранах — как модулятор экспрессии генов и интенсивности целого ряда важнейших биохимических процессов [4]. Опосредованно, через свой рецептор, гормонально активная форма витамина D может вызывать целый каскад биологических эффектов, которые в своей совокупности благотворно влияют на здоровье человека [5]. В табл. 2 [4] представлены основные воздействия 1,25(ОН)2D3 на физиологические системы организма.
Таблица 2.
Физиологические системы и процессы, реагирующие на гормонально активную форму витамина D, и характер вызываемых ими ответов [4]
| Физиологические системы | Физиологические процессы и влияние на них 1,25(ОН)2D3 | Нарушения и болезни, связанные с дефицитом витамина D |
| Гомеостаз кальция | Всасывание кальция в кишечнике, ремоделиро-вание костей скелета | Рахит, остеомаляция, остеопороз |
| Все клетки организма | Регуляция клеточного цикла | Повышается риск рака простаты, молочной железы, прямой кишки, лейкемии и других видов рака |
| Иммунная система | Стимуляция функции макрофагов и синтеза антимикробных пептидов | Повышенная частота инфекционных заболеваний, в т.ч. туберкулеза, а также аутоиммунных заболеваний, в частности сахарного диабета 1-го типа, рассеянного склероза, псориаза |
| β-клетки поджелудочной железы | Секреция инсулина | Нарушение секреции инсулина, толерантности к глюкозе, сахарный диабет |
| Сердечно-сосудистая система | Регуляция ренин-ангиотензиновой системы, свертывание крови, фибринолиз, функционирование сердечной мышцы | Высоко-рениновая (почечная) гипертония; повышенный тромбогенез; повышений риск сердечно-сосудистых заболеваний, инфаркта миокарда |
| Мышечная система | Развитие скелетной мускулатуры | Повышенная частота миопатий |
| Мозг | Наличие рецептора витамина D и 1α-гидроксилазы витамина D в тканях мозга человека | Недостаток витамина D в период внутриутробного развития приводит к нарушениям поведенческих реакций во взрослом состоянии (исследования на мышах); у взрослых и пожилых людей повышает риск болезни Паркинсона и умственной деградации |
Изменения и заболевания, описанные в таблице, могут быть связаны как с недостатком витамина Д (VD), так и с дефектами образования или рецепции его гормональной формы. 25(ОН)D3 конвертируется в 1,25(ОН)2D3 с помощью изофермента цитохрома Р-450 CYP27A1 и митохондриального энзима CYP27В1, который находится не только в клетках проксимальных почечных канальцев, но и в других клетках организма — иммунных, эпителиальных, костной ткани, паратиреоидных желез (рис. 1) [6].
Рисунок 1.
Метаболизм витамина D [6]
Витамин D участвует в регуляции пролиферации и дифференцировки клеток всех органов и тканей, в том числе и иммунокомпетентных клеток. Макрофаги и эпителиальные клетки имеют CYP27В1 и при наличии субстрата — 25(ОН)D — синтезируют 1,25(ОН)2D. Открытие рецепторов к кальцитриолу во многих клетках иммунной системы (на активированных Т-лимфоцитах, макрофагах, на незрелых лимфоцитах тимуса и зрелых CD8-клетках) явилось доказательством участия витамина D в функционировании иммунной системы 9.
Витамин D оказывает оптимизирующее влияние на функционирование неспецифических механизмов защиты и адаптивного иммунитета. 1,25(ОН)2D непосредственно модулирует пролиферацию Т-лимфоцитов, подавляет развитие Th17-клеток, замедляет дифференцировку В-клеток-предшественников в плазматические клетки, ингибирует продукцию Th1-ассоциированных цитокинов и молекул (CD40, CD80 и CD86), стимулирует продукцию Th2-ассоциированных цитокинов и др. (рис. 2) [10].
Рисунок 2.
Влияние витамина D на адаптивный врожденный иммунитет [10]
Исследования, заложившие научные основы рассмотренных выше представлений, опубликованы в последнее десятилетие. В этих публикациях представлен большой объем данных, свидетельствующих, что недостаточная обеспеченность витамином D, характерна для основной массы населения умеренных географических широт (рис. 3) [11].
Рисунок 3.
*Географическая зона дефицита витамина D [11]
*С ноября по февраль вся область мира выше 42°N находится в зоне повышенного риска заболеваний, вызванных нехваткой витамина D
Отсутствие достаточного солнечного облучения существенно повышает риск целого ряда заболеваний, укорачивающих жизнь человека: онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных, аутоиммунных, сахарного диабета и ряда других [5]. Согласно проведенным исследованиям, недостаточность VD зарегистрирована у половины населения мира [12].
На рис. 4 [13] схематично изображен метаболизм витамина D в условиях его достаточного поступления.
Рисунок 4.
*Метаболизм витамина D в условиях его достаточного поступления [13]
*Уровень синей «жидкости» в сосудах отражает относительную концентрацию каждого метаболита, изображенного на схеме
Если в организм поступает достаточное количество витамина D — его использование периферическими тканями не нарушается. Метаболизм витамина D в условиях его низкого поступления представлен на рис. 5 [13].
Рисунок 5.
Метаболизм витамина D в условиях его дефицита [13]
Для оценки содержания витамина D в организме человека служит 25(OH)-D3. Исследование только биохимических показателей кальций-фосфорного обмена не позволяет оценить недостаточность витамина D. Определение уровня активного метаболита витамина D-1,25(OH)2-D3 не имеет диагностического значения, поскольку он обладает весьма коротким периодом полувыведения, а у 25(OH)-D3 он составляет 2-3 недели.
Витамин Д предотвращает слишком сильное воспаление, блокируя взаимодействие иммунных клеток посредством цитокинов. Иммуносупрессия VD открыла новые возможности терапевтического применения данного вещества и его аналогов для контроля аутоиммунных заболеваний, предположительно связанных с гиперпродукцией цитокинов. Дефицит витамина D повышает риск развития аутоиммунных болезней и среди них сахарный диабет 1-го типа, рассеянный склероз, системная красная волчанка, ревматоидный артрит, хронические воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта. Антипролиферативная и стимулирующая дифференцировку активность VD позволила предположить роль этого гормона в подавлении неопластических процессов (рак толстой кишки, молочной железы, легких, поджелудочной железы, яичников, простаты).
В последние годы ученые сканировали участки генома человека, опосредующие действие витамина D. Открыто множество генов, работа которых регулируется данным витамином. Эти участки, названные VDRE (vitamin D response elements), примыкают к генам, активируемым белковым комплексом-VDR. Это гены, кодирующие пептиды кателицидин и дефензин. Данные вещества обладают широкой противомикробной активностью (рис. 6) [14].
Рисунок 6.
Геномные механизмы, опосредующие действие витамина D [14]
По существу, это природные антибиотики активны в отношении многих бактерий, вирусов и грибов. Бета-клетки поджелудочной железы также имеют рецепторы к VD. Витамин D необходим для нормального производства и секреции инсулина. Влияние 1,25(OH)2D3 на бета-клетки способствовало подавлению секреции хемокинов, которые обладают деструктивным влиянием на бета-клетки. Обследование 129 детей и подростков с сахарным диабетом 1-го типа, проведенное в Швейцарии, показало, что у 87% из них уровень 25(ОН)D был ниже 75 нмоль/л (30 нг/мл), в то время как у 60,5% он оказался ниже 50 нмоль/л (20 нг/мл) [15].
Следует отметить, что в клетках, находящихся в очаге воспаления, в сравнении со здоровыми клетками того же органа, отмечается местное повышение концентрации активных метаболитов витамина D, что имеет выраженный протективный характер. Витамин D является иммуномодулятором: моноциты и макрофаги, представляющие липополисахариды или микобактерии туберкулеза, находятся под регуляцией генов VDR и α1-гидроксилазы. Повышение продукции 1,25(ОН)2-витамина D приводит к синтезу кателицидина. Когда уровень 25(ОН)-витамина D менее 20 нг/мл, данный иммунный ответ не инициируется.
Убедительные доказательства, полученные на основании эпидемиологических данных и результатах лабораторных исследований, а также исследований на животных, свидетельствуют, что витамин D играет важную физиологическую роль в нормальном функционировании иммунной системы. Имеющиеся на сегодняшний день данные показывают, что витамин D ингибирует адаптивный иммунитет, но способствует врожденному. VD подавляет пролиферацию клеток, при этом стимулирует клеточную дифференциацию. Однако механизмы действия VD на иммунную систему и его терапевтический потенциал при патологии требуют дальнейшего изучения. Профилактика дефицита витамина D способствует не только оптимизации минерального обмена, но и снижению риска формирования многих хронических заболеваний.
Источник