Rola witaminy D w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego

Badania przeprowadzone w ostatnim dziesięcioleciu wskazują na istotną rolę witaminy D w patogenezie chorób ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Wykazano, że witamina D, przekraczając barierę krew-mózg wiąże się z receptorami witaminy D (VDR), których obecność potwierdzono w mózgu oraz licznych obszarach centralnego i obwodowego układu nerwowego. Badania na modelach zwierzęcych pokazują, że witamina D przyczynia się do poprawy plastyczności synaps, działa neuroprotekcyjnie, wspomaga produkcję czynników neurotroficznych, takich jak czynnik wzrostu nerwów (NGF) oraz reguluje funkcjonowanie układu dopaminergicznego. Ponadto wywiera działanie przeciwzapalne w mózgu, zmniejszając wytwarzanie cytokin prozapalnych i hamuje indukowaną syntetazę tlenku azotu (iNO), enzymu indukowanego podczas chorób neurodegeneracyjnych i niedokrwienia. Niskie poziomy witaminy D w surowicy stwierdzono u pacjentów dotkniętych chorobami neurodegeneracyjnymi, neurozapalnymi i neuropsychologicznymi, co prowadzi do hipotezy, że może on odgrywać rolę w ich patogenezie. Istnieją dowody na związek witaminy D z otępieniem, chorobą Parkinsona, stwardnieniem rozsianym, padaczką, autyzmem, schizofrenią i depresją [1].    

Zburzenia poznawcze i choroba Alzheimera

Choroba Alzheimera (AD) to postępujący zespół neurodegeneracyjny, charakteryzujący się pogorszeniem funkcji poznawczych i zmianami w zachowaniu. Najnowsze dane sugerują możliwy związek między niedoborem witaminy D a zaburzeniami funkcji poznawczych. Badania na zwierzętach wykazały, że niedobór witaminy D prowadzi do wzrostu odkładania β-amyloidu (Aβ) w mózgu, który jest głównym czynnikiem zmian chorobowych, a zwiększenie jego poziomu promuje usuwanie Aβ [2]. Ponadto witamina D wpływa na neuronalną homeostazę wapniową zmienioną przez peptydy Aβ [3], oraz zapobiega neurotoksyczności glutaminianu i działa przeciwutleniająco [4]. W dużym prospektywnym badaniu populacyjnym w Stanach Zjednoczonych oceniono wpływ prawidłowego poziomu witaminy D na stopień ryzyka wystąpienia otępienia i choroby Alzheimera. Do badania włączono 1658 osób w podeszłym wieku, wolnych od demencji, chorób układu krążenia i udarów. Podczas średniego okresu obserwacji (5,6 lat) u 171 uczestników wystąpiło otępienie, w tym 102 przypadki choroby Alzheimera. Wykazano, że ryzyko otępienia i choroby Alzheimera u osób z ciężkim niedoborem witaminy D (25(OH)D <25 nmol/l) wzrastało około 2,2 razy, a u osób z niższym niedoborem (25–50 nmol/l) wzrastało o 1,6 razy, w porównaniu z uczestnikami o optymalnych stężeniach (≥50 nmol/l) [5]. Niestety badania interwencyjne zakładające szybkie niwelowanie poziomu witaminy D poprzez podanie wysokich dawek pacjentom z otępieniem starczym i chorobą Alzheimera nie przenosiły poprawy funkcji poznawczych lub poprawę w niewielkiemu stopniu [6], co sugeruje, że wpływ witaminy D na choroby neurodegeneracyjne ma bardziej charakter prewencyjny.

Choroba Parkinsona (PD)

PD jest złożoną chorobą neurodegeneracyjną, polegającą na utracie neuronów dopaminergicznych w istocie czarnej, charakteryzującą się dysfunkcją motoryczną, w tym drżeniem spoczynkowym, spowolnieniem ruchowym i sztywnością oraz objawami niemotorycznymi (zaburzeniami snu, zaburzeniami poznawczymi, zaburzeniami węchu i zmęczeniem). Nie do końca jasny jest udział witaminy D w prewencji choroby Parkinsona, jednakże wykazano, że wpływa ona na ekspresję hydroksylazy tyrozyny, który odgrywa kluczową rolę w regulacji syntezy dopaminy [7] oraz ekspresję czynników neurotroficznych. Prawidłowy poziom witaminy D jest skorelowany ze wzrostem receptorów VDR w istocie czarnej oraz zwiększoną aktywnością enzymów metabolizujących witaminę D do formy aktywnej. Witamina D działa również neuroprotekcyjnie poprzez regulację czynników neurotroficznych, aktywność antyoksydacyjną oraz przeciwzapalną [7]. Badania obserwacyjne potwierdzają, wysoką częstość występowania niedoboru witaminy D u pacjentów z chorobą Parkinsona oraz odwrotną korelację między stężeniem 25(OH)D i stopniem nasilenia choroby [8]. Wykazano, że suplementacja witaminą D zmniejszała tempo pogorszenia funkcji motorycznych [9]. Doświadczenia na zwierzętach dowiodły również, że leczenie witaminą D powodowało zmniejszanie stanów zapalnych i neurodegenerację układu nerwowego [10]. Metaanaliza obejmująca osiem badań klinicznych wykazała, że osoby z wysokim niedoborem witaminy D (25(OH)D <20 ng/ml) miały 2,5-krotnie większe ryzyko rozwoju choroby Parkinsona w porównaniu z grupami kontrolnymi. Wykazano, że suplementacja witaminy D jest korzystna dla zwiększenia poziomu witaminy D u pacjentów z chorobą Parkinsona, ale nie ma wpływu na funkcje motoryczne. Dlatego utrzymanie prawidłowego poziomu witaminy D dzięki połączeniu diety, światła słonecznego i suplementów jest niedrogim sposobem zapobiegania chorobie Parkinsona [7].

Stwardnienie rozsiane (SM – sclerosis multiplex)

SM związane uszkodzeniem otoczki mielinowej, co skutkuje występowaniem wielu objawów neurologicznych. Powszechnie uważa się SM za schorzenie autoimmunologiczne, ale zwraca się też uwagę na czynniki metaboliczne, środowiskowe oraz wirusowe. Od wielu lat wiadomo, że osoby mieszkające na dużych szerokościach geograficznych i mające ograniczony dostęp do światła słonecznego, nie wytwarzają wystarczającej ilości witaminy D i częściej chorują na SM, a w okolicach równika choroba ta prawie nie występuje. Na podstawie wieloletnich obserwacji powiązano również występowanie nowych rzutów SM z okresowymi niedoborami witaminy D. W obszernym badaniu prospektywnym (ponad 7 mln osób) oceniającym związek stężenia witaminy D z ryzykiem zachorowania na SM przeprowadzonym w Stanach Zjednoczonych [20] wykazano silną korelację między wysokim poziomem witaminy D i zmniejszonym ryzykiem zachorowania na SM. W populacji rasy białej wykazano spadek ryzyka o 41% na każde 50 nmol/l wzrostu stężenia witaminy D, natomiast stężenie witaminy D powyżej 100 nmol/l wiązało się z 51% redukcją ryzyka zachorowania [11]. Na podstawie danych pochodzących z bazy Nurses’ Health Study i Nurses’ Health Study II (około 190 tys. kobiet obserwowanych w latach 1980−2001) stwierdzono, że ryzyko zachorowania na SM u kobiet przyjmujących co najmniej 400 IU witaminy D dziennie jest o 41% niższe w stosunku do kobiet nie stosujących suplementacji [12]. Wykazano, że suplementacja dawką 5 000 IU/d przez 2 lata u 10 pacjentów z SM wiązała się ze spadkiem liczby rzutów nawet o 50% [13], zaś podawanie przez rok 14 000 IU/dzień witaminy D spowodowało spadek liczby rzutów o 47% [14]. W badaniu kohortowym obejmujących 469 pacjentów z SM (obserwacja pięcioletnia) wykazano, że na każdy wzrost stężenia witaminy D o 25 nmol/l (10 ng/ml), przypadał 15% spadek ilości nowych zmian. Obserwowano polepszenie sprawności ogólnej chorych, poprawę siły mięśniowej i szybkości chodu [15]. Mimo wszystkich dowodów na korelację między niskim stężeniem 25(OH)D a SM, nie ma jednoznacznych zaleceń dotyczących konieczności jej suplementacji oraz zalecanych dawek. Sugerowana dzienna dawka powinna wynosić 4000 IU/dzień, aby zapewnić stężenie we krwi 30–80 ng/ml (75–200 nmol/l). Przed podjęciem decyzji o suplementacji witaminą D należy oznaczyć jej poziom, bowiem nie jest korzystne, aby podnosić poziom 25(OH)D powyżej 80 ng/ml [16].

Podsumowanie

Liczne badania potwierdzają rolę witaminy D w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego oraz związek między niskim poziomem witaminy D a występowaniem zaburzeń neurodegeneracyjnych, neurozapalnych i neuropsychologicznych. W światle aktualnych badań utrzymanie prawidłowego poziomu witaminy D może być skutecznym postępowaniem prewencyjnym w rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, a także w niektórych przypadkach zmniejszeniem dolegliwości chorobowych i zahamowaniem dalszego rozwoju choroby.

Piśmiennictwo

1. Bivona G, Gambino CM, Iacolino G, Ciaccio M. Neurol Res. 2019 Sep;41(9):827-835.
2. Durk MR, Han K, Chow EC, et al. J Neurosci. 2014;34:7091-101.
3. Gunn AP, Wong BX, Johanssen T, et al. J Biol Chem. 2016;291:6134-45.
4. Supriya M, Chandra SR, Prabhakar P, et al. 2018;391:84-89.
5. Littlejohns TJ, Henley WE, Lang IA, et al. Neurology. 2014;83:920-8.
6. Sultan S, Taimuri U, Basnan SA, et al. J Aging Res. 2020; 2020: 6097820.
7. Zhou Z, Zhou R, Zhang Z, et al. Med Sci Monit. 2019;25:666-674.
8. Peterson AL, Murchison C, Zabetian C, et al. J Parkinsons Dis. 2013;3:547-55.
9. Suzuki M, Yoshioka M, Hashimoto M, et al. Am J Clin Nutr. 2013;97:1004-13.
10. Sato Y, Honda Y, Iwamoto J, et al. Mov Disord. 2005;20:1598-603.
11. Munger KL, Levin LI, Hollis BW, et  al. JAMA 2006;296:2832–2838
12. Munger KL, Zhang SM, O’Reilly E, et al. Neurology. 2004;62:60–65.
13. Goldberg P, Fleming M, Picard E. Med Hypotheses.1986;21:193–200.
14. Burton J, Kimball S, Vieth R, et al. 2010;74:1852–1859
15. Mowry E, Waubant E, McCulloch C, et al. Ann Neurol. 2012;72:234–240.
16. Góral A, Brola W, Kasprzyk M, Przybylski W. Wiad Lek 2015, 68, 58-64

Nota biograficzna

Posiada 20-letnie doświadczenie w zakresie badań fitochemicznych i biologicznych oraz informacji naukowej (adiunkt w Katedrze i Zakładzie Farmakognozji Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu). Autorka prac eksperymentalnych i poglądowych z zakresu izolacji i identyfikacji związków pochodzenia roślinnego oraz oceny ich aktywności biologicznej. Od 2015 roku prowadzi zajęcia na studiach podyplomowych „Zioła w praktyce i terapii”.

Obecnie pracuje w CHC w Pionie R&D, Dziale Regulacji. Odpowiada m.in. za opracowanie raportów Eksperta (raport kliniczny, nieklinicznych) dla produktów leczniczych, raportu klinicznego do zmian kategorii dostępności produktu leczniczego (switch OTC), oceny klinicznej dla wyrobów medycznych oraz prowadzenie działań w obszarze nadzoru nad bezpieczeństwem wyrobów medycznych, a także  za ocenę bezpieczeństwa surowców roślinnych stosowanych w produktach leczniczych, wyrobach medycznych i suplementach diety.