ვიტამინი D, როგორც ენდოკრინული ჰორმონი: როგორ არეგულირებს ერთი მოლეკულა იმუნურ სისტემას, ძვლების ჯანმრთელობასა

ვიტამინი D არა მხოლოდ მიკროელემენტია, არამედ პლეოტროპული ჰორმონი, რომელიც რეგულირებს მინიმუმ 200 განსხვავებულ ფიზიოლოგიურ პროცესს, რაც ენდოკრინოლოგიური კვლევებით დადასტურებულია ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში. კანის ულტრაიისფერი B (UVB) გამოსხივების ან საკვები მიღების საშუალებით შეწოვის შემდეგ, მოლეკულა გადის თანმიმდევრულ ჰიდროქსილაციას ღვიძლში და თირკმლებში, რაც საბოლოოდ წარმოქმნის 1,25-დიჰიდროქსივიტამინ D3-ს — აქტიურ ჰორმონალურ ფორმას, რომელიც ვიტამინი D რეცეპტორებს (VDR) უკავშირდება, რომლებიც თითქმის ყველა უჯრედის ტიპშია ადამიანის სხეულში.

მნიშვნელოვანი პუნქტები

ვიტამინი D ფუნქციონირებს როგორც სტეროიდული ჰორმონი და არა მხოლოდ ვიტამინი, რომელიც მართავს 200-ზე მეტ გენეს რეცეპტორ-მედირებული სიგნალიზაციის მეშვეობით

მოლეკულა რეგულირებს იმუნურ პასუხს, კალციუმის ჰომეოსტაზს, ძვლის მინერალიზაციას, კუნთების ფუნქციას და უჯრედული გამრავლების პროცესს მრავალ ორგანო სისტემაში კოორდინირებული მოქმედებით

ვიტამინი D-ის დეფიციტი დაკავშირებულია იმუნური ფუნქციის დარღვევასთან, ძვლის სწრაფი დაკარგვასთან, ანთების ზრდასთან და კიბოსგან დამცავი გზების ცვლილებასთან ქსოვილებში, როგორიცაა მკერდი, პროსტატა და ნაწლავი

იმუნური უჯრედები დამოუკიდებლად ააქტიურებენ ვიტამინ D-ს, ქმნიან ადგილობრივ ავტოკრინულ და პარაკრინულ სიგნალიზაციის ქსელს, რომელიც სისტემურ ენდოკრინულ რეგულაციას არ ემორჩილება

მოლეკულური კასკადი: მზის შუქიდან სისტემურ ჰორმონამდე

ვიტამინი D-ის აქტივაციის გზა იწყება, როდესაც 290–315 ნანომეტრის სიგრძის UVB გამოსხივება ხვდება გახსნილ კანს, რაც იწყებს 7-დეჰიდროქოლესტეროლის ფოტოქიმიურ გარდაქმნას პრევიტამინ D3-ად. ეს ნაბიჯი ბიოქიმიურად განსხვავებულია საკვები ვიტამინი D-ის შეწოვისგან და ხდება მხოლოდ განსაზღვრულ მზის ზენიტის კუთხეებზე — მიზეზი, რის გამოც სინთეზი გეოგრაფიულად და სეზონურად ცვალებადია.

ღვიძლში, პრევიტამინი D3 გადის პირველადი ჰიდროქსილაციას 25-პოზიციაზე ფერმენტ 25-ჰიდროქსილაზის (CYP2R1 და CYP27A1) მიერ, რაც წარმოქმნის 25-ჰიდროქსივიტამინ D [25(OH)D]-ს — ძირითად ცირკულირებად ფორმას, რომელსაც ექიმები ზომავენ ვიტამინი D-ის სტატუსის შესაფასებლად. ეს შუალედური ფორმა ცირკულირებს სისხლში დაახლოებით 15 დღის ნახევარგამოწურვის პერიოდით, რაც მას მოსახლეობის დონეზე შეფასებისათვის სასურველ ბიომარკერად აქცევს, ენდოკრინული საზოგადოების მიერ გამოქვეყნებული სახელმძღვანელოების მიხედვით.

თირკმელი შემდეგ ასრულებს კრიტიკულ მეორე ჰიდროქსილაციას 1-ალფა პოზიციაზე 1-ალფა-ჰიდროქსილაზის (CYP27B1) მეშვეობით, რაც წარმოქმნის აქტიურ ჰორმონს 1,25-დიჰიდროქსივიტამინ D3 [1,25(OH)2D3]. ეს ბიოაქტიური ფორმა ცირკულირებს პიკომოლარულ კონცენტრაციებში (დაახლოებით 20–100 pg/mL ჯანმრთელ მოზრდილებში), მაგრამ ახდენს ძლიერ ჰორმონალურ ეფექტებს ბირთვულ და მემბრანაზე მბრუნავ ვიტამინი D რეცეპტორებზე, რომლებიც 200-ზე მეტ უჯრედის ტიპშია.

სისტემური და ადგილობრივი ავტოკრინული ვიტამინი D სიგნალიზაცია

როდესაც აქტიური ჰორმონი უკავშირდება შიდა უჯრედულ VDR-ს, ის ჰეტეროდიმერიზდება რეტინოიდ X რეცეპტორთან (RXR) და ბირთვში გადადის, სადაც კომპლექსი აღიარებს და უკავშირდება ვიტამინი D-ის პასუხის ელემენტებს (VDRE), რომლებიც განლაგებულია გენომის მასშტაბით. გენომის მასშტაბით ჩატარებულმა კვლევებმა აღმოაჩინეს VDRE-ები გენებში, რომლებიც კალციუმის ჰომეოსტაზს, იმუნურ ტოლერანტობას, უჯრედული ციკლის შეჩერებას და აპოპტოზს აკონტროლებენ — ფუნქციები, რომლებიც ვიტამინი D-ის ფართო ფიზიოლოგიურ გავლენას ხსნიან.

ვიტამინი D-ის ენდოკრინოლოგიის გამორჩეული მახასიათებელია ის, რომ იმუნური უჯრედები, მათ შორის გააქტიურებული მაკროფაგები და დენდრიტული უჯრედები, გამოხატავენ როგორც VDR-ს, ასევე 1-ალფა-ჰიდროქსილაზას, რაც მათ საშუალებას აძლევს ადგილობრივად სინთეზირდნენ აქტიური ვიტამინი D. ლონდონის დედოფალი მარიამის უნივერსიტეტის კვლევამ აჩვენა, რომ ეს ავტოკრინული ვიტამინი D სიგნალიზაცია აძლიერებს ანტიმიკრობული პეპტიდების წარმოებას (კატელიციდინი და ბეტა-დეფენსინი-2) და არეგულირებს პრო-ანთებითი ციტოკინების გამოყოფას, რაც ქმნის იმუნურ რეგულატორულ ქსელს, რომელიც დამოუკიდებელია ცირკულირებადი დონეებისგან. ეს ხსნის, რატომ არის ვიტამინი D-ის დეფიციტი დაკავშირებული რესპირატორული ინფექციების მიმართ მგრძნობელობის გაზრდასთან და ადაპტიური იმუნური პასუხების დარღვევასთან.

პარათიროიდული ჯირკვლები, ძვალი, ნაწლავი და ფარისებრი ჯირკვალი ქმნიან ინტეგრირებულ ენდოკრინულ ქსელს, რომელიც ვიტამინი D-ის სიგნალიზაციით კონტროლდება. მაღალი 1,25(OH)2D3 ამცირებს პარათიროიდული ჰორმონის (PTH) სეკრეციას და ხელს უწყობს ნაწლავის კალციუმისა და ფოსფატის შეწოვას, რაც არეგულირებს მინერალური იონების კონცენტრაციებს, რომლებიც აუცილებელია ძვლის მინერალიზაციისთვის, კუნთების შეკუმშვისთვის და ნეირონული სიგნალიზაციისთვის.

ვიტამინი D არ არის უბრალო ნუტრიენტი, არამედ სტეროიდული ჰორმონი, რომლის დეფიციტი არეგულირებს მინიმუმ 200 გენეს იმუნურ, ჩონჩხოვან, კარდიოვასკულარულ და ნეოპლასტიკურ გზებზე. აქტიური მეტაბოლიტი 1,25(OH)2D3 მართავს ძვლის მატრიცის მინერალიზაციას, ამცირებს სისტემურ ანთებას და აძლიერებს ადგილობრივ ანტიმიკრობულ იმუნიტეტს რეცეპტორ-მედირებული ტრანსკრიპციული რეგულაციის მეშვეობით.

— პროფ. მაიკლ ჰოლიკი, ბოსტონის უნივერსიტეტის სამედიცინო სკოლა (New England Journal of Medicine, 2016)

ვიტამინი D-ის დეფიციტის კლინიკური და საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის შედეგები

მოსახლეობის ვიტამინი D-ის დეფიციტი — ჩვეულებრივ განსაზღვრული როგორც 25(OH)D <20 ng/mL (50 nmol/L) — ენდემურია ზომიერი განედების რეგიონებში და გავლენას ახდენს დაახლოებით 1 მილიარდ ადამიანზე გლობალურად, როგორც ჯანმოს მიკროელემენტების შეფასების მონაცემები მიუთითებს. დეფიციტი წარმოიქმნება შეზღუდული UVB გამოსხივების, არასაკმარისი საკვები მიღების (ცოტა საკვები ბუნებრივად შეიცავს ვიტამინი D-ს მნიშვნელოვან რაოდენობებში) და კანის სინთეზის შემცირებული ეფექტურობის გამო მუქი კანის მქონე მოსახლეობაში, რომლებიც ცხოვრობენ მაღალ განედებზე.

BMJ-ში (2017) ჩატარებული სისტემატური მიმოხილვა და მეტა-ანალიზი, რომელიც მოიცავდა 25 რანდომიზებულ კონტროლირებულ კვლევას და 11,000-ზე მეტ მონაწილეს, აჩვენა, რომ ვიტამინი D-ს დამატება ამცირებდა მწვავე რესპირატორული ტრაქტის ინფექციის რისკს დაახლოებით 12%-ით საერთო მოსახლეობაში, ხოლო უფრო დიდი დაცვა (27%) აღინიშნებოდა იმ პირებში, რომელთაც ჰქონდათ საწყისი დეფიციტი. ეს შემცირება ასახავს ვიტამინი D ჰორმონის როლს იმუნური უჯრედების რეგულაციაში, ანტიმიკრობული პეპტიდების სინთეზში და გადაჭარბებული ანთების ტოლერანტობაში.

ძვლის ჯანმრთელობის შედეგები თანაბრად მნიშვნელოვანია. მეტა-ანალიტიკური მტკიცებულება აჩვენებს, რომ ვიტამინი D-ის არასაკმარისობა დაკავშირებულია ძვლის მინერალური სიმკვრივის შემცირებასთან და დოზაზე დამოკიდებულ ზრდასთან ასაკობრივ ჯგუფებში, განსაკუთრებით პოსტმენოპაუზურ ქალებში და ხანდაზმულებში, სადაც მოტეხილობებთან დაკავშირებული ავადობა და სიკვდილიანობა მნიშვნელოვანია.

ვიტამინი D-ის პლეოტროპული ჰორმონის სახით აღიარება და არა როგორც უბრალო დიეტური დანამატი ცვლის კლინიკურ და საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის სტრატეგიას. მოლეკულის კონტროლი იმუნურ ტოლერანტობაზე, ძვლის გადაკეთებაზე და უჯრედულ გამრავლებაზე არგუმენტს წარმოადგენს მოსახლეობის სისტემური შეფასებისთვის და მიზნობრივი ჩარევებისთვის დეფიციტურ ჯგუფებში. შემდგომი კვლევა ოპტიმალური 25(OH)D ზღურბლების დაავადების პრევენციისთვის და სეზონური დამატების პროტოკოლების კვლევა მაღალ განედების მოსახლეობაში შეიძლება გააუმჯობესოს მტკიცებულებაზე დაფუძნებული ვიტამინი D-ის მართვა ცხოვრების განმავლობაში. ასევე იხილეთ კლინიკური განახლებები მეტაბოლურ ჯანმრთელობაზე და პაციენტზე ორიენტირებული კვების სახელმძღვანელო მიკროელემენტების ჰომეოსტაზის დამატებითი კონტექსტისთვის.

წყარო: ვიტამინი D-ის ენდოკრინოლოგიის და პლეოტროპული სიგნალიზაციის ორიგინალური საგანმანათლებლო რესურსი