Vitamiinide roll neurodegeneratiivsetes haigustes: värskendus, 1. osa

Abstraktne:

Soovitatava päevaannuse vitamiinide hankimine on inimeste ja teiste loomade homöostaatilise tasakaalu säilitamiseks ülioluline. Vitamiinide puudus või düsregulatsioon mõjutab negatiivselt neuronaalset ainevahetust, mis võib põhjustada neurodegeneratiivseid haigusi. Selles artiklis arutleme, kuidas uudsed vitamiinipõhised lähenemisviisid aitavad leevendada ebanormaalset neuronite funktsioneerimist, inneurodegeneratsioonil põhinevaid ajuhaigusi, nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi, Huntingtoni tõbi, amüotroofiline lateraalskleroos ja prioontõbi.

Huntingtoni tõbi on närvisüsteemi degeneratiivne haigus, mille puhul patsiendid on altid intellektuaalsetele, emotsionaalsetele ja motoorsete probleemidele. Kuigi haigus võib mõjutada inimese mälu, ei tohiks seda pidada negatiivseks.

On tõendeid selle kohta, et Huntingtoni tõbe põdevatel inimestel võib haiguse varases ja keskmises staadiumis esineda mälu langust, kuid see väheneb või isegi kaob hilisemates staadiumides. Seda seetõttu, et patsiendid kaotavad järk-järgult võime mittevajalikku teavet alla suruda, mistõttu aju põhiteadmiste ja kogemuste mälu muutub tugevamaks ja sügavamaks.

Lisaks võivad emotsioonid, eriti positiivsed emotsioonid, mõjutada Huntingtoni tõvega inimeste mälestusi. Uuringud näitavad, et positiivne emotsionaalne ja vaimne tervis võib teatud määral parandada mälu. Seetõttu peavad Huntingtoni tõvega inimesed säilitama positiivse emotsiooni ja mentaliteedi. Perekonna ja sõprade toetus ja julgustus võivad samuti aidata neil säilitada positiivset suhtumist ning parandada nende mälu ja kognitiivseid oskusi.

Kokkuvõttes võib öelda, et kuigi Huntingtoni tõbi võib mõnevõrra mõjutada patsientide mälestusi, ei tähenda see, et nende elu ja tulevik oleks tingimata negatiivne. Vastupidi, positiivne emotsionaalne ja sotsiaalne toetus võib aidata patsientidel oma haigusega seotud väljakutsetest üle saada ning edendada nende tervist ja heaolu. On näha, et me peame parandama mälu ja Cistanche deserticola võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche deserticola on traditsiooniline Hiina ravimmaterjal, millel on palju ainulaadseid toimeid, millest üks on mälu parandamine. Cistanche deserticola efektiivsus tuleneb selles sisalduvatest mitmetest aktiivsetest koostisosadest, sealhulgas parkhape, polüsahhariidid, flavonoidglükosiidid jne. Need koostisosad võivad mitmel viisil edendada aju tervist.

Klõpsake nuppu Tea 10 võimalust mälu parandamiseks

Vitamiinid näitavad oma terapeutilist toimet Parkinsoni tõve korral antioksüdatiivse ja põletikuvastase toimega. Lisaks on erinevad vees ja lipiidides lahustuvad vitamiinid ennetanud ka amüloid-beeta ja tau patoloogiat. Teisest küljest ei näita mõned tulemused ka korrelatsiooni vitamiinide toime ja neurodegeneratiivsete haiguste ennetamise vahel. Mõned vitamiinid avaldavad ka toksilist toimet.

Selles ülevaates käsitletakse nii vitamiinilisandite kasulikke kui ka negatiivseid mõjusid neuroloogiliste häirete korral. Käsikirjas käsitletakse nii vees kui ka lipiidides lahustuvate vitamiinide üksikasjalikku toimemehhanismi.Hormesis on samuti oluline tegur, mis on vitamiinide efektiivse annuse määramisel suureks abiks.PubMed, Google Scholar, Web of Science ja Scopus olid kasutatakse originaalartiklite, ülevaateartiklite ja metaanalüüside kirjanduse otsimiseks.

Märksõnad: vitamiinid; neurodegeneratiivne haigus; Parkinsoni tõbi; Alzheimeri tõbi; Huntingtoni tõbi; Priooni haigus.

1. Sissejuhatus

Imikutel ja eakatel on vitamiinipuudus tavaline [1]. Pikaajaline vitamiinipuudus põhjustab alatoitlust ja tõsiseid terviseprobleeme [2,3]. Huvitav on see, et terve elanikkonna tüüpiline tasakaalustatud toitumine sisaldab rikkalikult vitamiine, mis ennetavad mitmeid haigusi [4,5]. See on ajendanud teadlasi uurima erinevate vitamiinide rolli haiguste arengus ja progresseerumises.

Selles ülevaates keskendume vitamiinidele, mis on seotud neurodegeneratiivsete haigustega. Üldiselt peetakse vitamiine orgaanilisteks ühenditeks, mis on vajalikud organismi arenguks ja normaalseks talitluseks. Keha ei suuda vitamiine sünteesida kas üldse või mitte piisavas koguses. Sellisena tuleb neid saada dieedi kaudu. Oluline on see, et vitamiinid toimivad tavaliselt antioksüdantide või ensümaatiliste kofaktoritena [6, 7].

Vitamiine on kaks peamist kategooriat: rasvlahustuvad vitamiinid, mida hoitakse kehas seni, kuni teie keha neid vajab, ja vees lahustuvad vitamiinid, mida kehas ei säilitata, seega on vajalik pidev eksogeenne igapäevane varu [8,9 ].Üldiselt pakuvad vitamiinid märkimisväärset eelist neurodegeneratiivsete haiguste korral. Nii vees kui ka lipiidides lahustuvad vitamiinid takistavad oluliselt Parkinsoni ja Alzheimeri tõbe.

Sünukleiini toksilisust on ära hoitud vitamiinilisanditega. Lisaks avaldavad vitamiinid kaitsvat toimet ka dopamiini transporterile. Amüloid- ja tau-patoloogiaid hoiab ära ka vitamiinide suurem annus. Vitamiinidel on oma raviomadused ka Huntingtoni, priooni ja hulgiskleroosi korral.

Mõned uuringud näitavad aga vitamiinide kontrastset toimet ülalmainitud haigustele. Mõned vitamiinid näitavad ka toksilisust. Seetõttu on vajadus vitamiinide rolli neurodegeneratiivsete haiguste korral selgelt kirjeldada. Erinevate vitamiinide roll ja nende üksikasjalikud toimemehhanismid on toodud nende vastavates osades.

2. Veeslahustuvad vitamiinid

Vees lahustuvad vitamiinid (WSV-d) on struktuurselt ja funktsionaalselt erinevad ühendid, mis on olulised normaalseks rakufunktsiooniks, kasvuks ja arenguks. WSV-d peetakse üldiselt mikrotoitaineks ja mille puudus põhjustab raskeid haigusi, nagu neuroloogilised haigused, kasvupeetus või soolehaigused [10,11]. Olulised WSV-d on vitamiin B1 (tiamiin), vitamiin B2 (riboflaviin), vitamiin B3 (niatsiin, nikotiinhape), vitamiin B5 (pantoteenhape), vitamiin B6 (püridoksiin ja selle derivaadid), vitamiin B7 (biotiin, vitamiin H), vitamiin B9 ( Folaat, folatsiin, vitamiin B12 (kobalamiin) ja vitamiin C (askorbaat, dehüdroaskorbaat).

Tiamiini tuntakse ka anti-beriberi faktorina ja aneuriinina. Tiamiini molekulmass on 265,36 g/mol. ATP ja tiamiini vaheline reaktsioon moodustab aktiivse koensüümi tiamiinpürofosfaadi. Tiamiinpürofosfaat mängib süsivesikute ainevahetuses väga olulist rolli.

Tiamiin on värvitu ühend keemilise valemiga C12H17N4OS. See ei lahustu orgaanilistes lahustites, samas kui lahustuvad mittepolaarsed lahustid, näiteks vesi. Südame, närvisüsteemi ja seedesüsteemi nõuetekohaseks säilitamiseks mängib tiamiin üliolulist rolli [12]. Riboflaviini (vitamiin B2) molekulaarne valem on C17H20N4O6 ja molekulmass on 376,4 g/mol.

Riboflaviin on kahe olulise koensüümi, flaviini mononukleotiidi (FMN) ja flaviinadeniinnukleotiidi (FAD) eelkäija. FAD ja FMN osalevad oksüdatsiooni/redutseerimise reaktsioonis. Need koensüümid osalevad ka valkude, süsivesikute ja lipiidide metabolismis. Tervete juuste, naha ja küünte jaoks on riboflaviin väga oluline, kuna see võib moduleerida ka antioksüdantset ensüümi glutatioonreduktaasi [13].

Nikotiinhappe (vitamiin B3) keemiline valem on C6H5NO2 või C5H4NCOOH ja selle molekulmass on 123,11 g/mol. Seda nimetatakse ka niatsiiniks, püridiin-3-karboksüülhappeks ja 3-püridiinkarboksüülhappeks. See on oluline halva kolesterooli (LDL) vähendamiseks ja hea kolesterooli (HDL) suurendamiseks meie kehas. Seetõttu kasutatakse seda düslipideemia raviks. Seerumi aminotransferaaside tase võib tõusta, kuna niatsiin ja selle suur annus võivad põhjustada ägeda maksakahjustuse. B3-vitamiini maitse on nõrgalt happeline ja see on lõhnatu kristalne pulber.

Niacinist kasutatakse vasodilataatorina, lipeemiavastase ravimina ja ka vastumürgina [14]. Pantoteenhappe (vitamiin B5) keemiline valem ja molekulmass on vastavalt C9H17NO5 ja 219,23 g/mol. Pantoteenhappel on tugevad antioksüdatiivsed omadused ja seda leidub laialdaselt nii loomade kui ka taimede kudedes. See vitamiin on vitamiini B2 kompleksi ja koensüüm A põhiosa.

See osaleb lipiidide, süsivesikute ja valkude metabolismis. See vitamiin osaleb ka hormoonide, erinevate neurotransmitterite, hemoglobiini ja lipiidide sünteesis [15]. Püridoksiini (vitamiin B6) molekulmass ja keemiline valem on 169,18 g/mol ja C18H11NO3. Seda nimetatakse ka püridoksooliks ja gravidoksiks. Püridoksiin muundatakse püridoksaalfosfaadiks (PLP), millel on märkimisväärne osa transamiinimisreaktsioonis. PLP aitab ka oluliste neurotransmitterite, nagu serotoniini ja norepinefriini, sünteesil.

Püridoksiin osaleb glükogeeni ja aminohapete metabolismis [16]. Biotiini (vitamiin B7) nimetatakse ka H-vitamiiniks ning C10H16N2O3S ja 244,31 g/mol on selle ensüümi keemiline valem ja molekulmass. See on seotud karboksüülimisreaktsiooniga. See ensüüm on vajalik õigeks kasvuks ja ainevahetuseks [17]. Foolhapet (vitamiin B9) peetakse ka foolhappeks ja M-vitamiiniks.

Selle ensüümi keemiline valem ja molekulmass on vastavalt C19H19N7O6 ja 441,4 g/mol. See ensüüm mängib rolli aminohapete metabolismis ja süsinikuülekande reaktsioonides. Lisaks kasutatakse folaati punaste vereliblede tootmiseks ja vereloomeks [18]. Kobalamiini (vitamiin B12) nimetatakse ka tsüanokobalamiiniks. Selle molekulmass ja keemiline valem on vastavalt 1355,4 g/mol ja C63H88CoN14O14P. See on koobaltit sisaldav koordinatsiooniühend, mida sünteesivad soolestiku mikroobid ja mille imendumiseks soolestikus on vaja sisemisi tegureid.

Selle puudus põhjustas megaloblastilist aneemiat ja kahjulikku aneemiat. Lisaks on selle ensüümi puudumise tõttu täheldatud mitmeid neuroloogilisi kahjustusi [19]. C-vitamiin või askorbiinhape on üks tähtsaid antioksüdante, mida toidus võetakse. Selle ensüümi molekulmass ja keemiline valem on 176,12 g/mol ja C6H8O6 või HC6H7O6. Seda leidub sidrunites, apelsinides ja teistes tsitrusviljades.

See ensüüm on toidus hädavajalik ja inimene ei saa seda toota. Ta osaleb kollageeni sünteesis. Selle puudus põhjustab mitmeid tüsistusi, nagu skorbuut. Selle üleannustamine põhjustab ka kollatõbe ja ägedat liver vigastus [20]. WSV-d toimivad peamiselt seotud ensüümi kofaktoritena ja lõpuks moduleerivad spetsiifiliste ensüümide bioloogilist aktiivsust [21,22].

3. Rasvlahustuvad vitamiinid

Nagu nimigi ütleb, lahustuvad rasvlahustuvad vitamiinid (FSV-d) rasvades ja õlides. FSV-d, nimelt A, D, E ja K, imenduvad soolestikus [8,23]. A-vitamiini nimetatakse ka retinooliks või all-trans-retinooliks. Selle vitamiini molekulmass ja keemiline valem on vastavalt 286,5 g/mol ja C20H30O. See vitamiin on vajalik silmade normaalseks talitluseks ning osaleb ka immuunfunktsiooni moduleerimises.

See ensüüm vahendab ka reproduktiivorganite talitlust. Toidus on soovitatav kogus 300–700 µg lastele ja 700–900 µg täiskasvanutele. Suurem annus võib põhjustada mitmeid tüsistusi, nagu tsirroosi portaalhüpertensioon jne [24]. D3-vitamiin (kolekaltsiferool) on D-vitamiini aktiivne vorm. D3-vitamiini keemiline valem ja molekulmass on vastavalt C27H44O ja 384,6 g/mol.

Seda toodetakse nahas ultraviolettvalguse toimel ja saadakse ka toidust ning see kuulub steroidhormoonide kategooriasse. See vitamiin reguleerib kaltsiumi ja fosfori taset kehas luude mineraliseerumisel ja demineraliseerimisel. Samuti mõjutab see geeniekspressiooni, seondudes D-vitamiini retseptoriga [25]. E-vitamiini peetakse ka alfa-tokoferoland 5,7,8-trimetüültokooliks.

Selle ensüümi molekulmass ja keemiline valem on vastavalt 430,7 g/mol ja C29H50O2. Sellel on tugevad tsütoprotektiivsed ja vitalantioksüdandid. See vitamiin kaitseb meie keha kahjulike oksüdatiivsete kahjustuste eest. See säilitab rakumembraani läbilaskvuse, neutraliseerides reaktiivseid hapnikuliike. Samuti osaleb see reproduktiivfunktsioonide reguleerimises [26].

Kis-vitamiini peetakse ka Kinadioniks, Konakioniks, Mephytoniks ja Monodioniks. Keemiline valem ja molekulmass on C31H46O2 ja 450,7 g/mol. See ensüüm on vajalik normaalse vere hüübimisreaktsiooni jaoks. Selle vitamiini mitmed vormid on tuntud kui vitamiin K2 (menakinoon), vitamiin K1 (fütomenadioon) ja vitamiin K3 (menadioon). Või, munakollane, rohelised lehtköögiviljad, juust ja maks on selle vitamiini head allikad [27].

Kliiniliselt kirjeldatakse FSV puudulikkust kui ööpimedust (A-vitamiin), osteomalaatsiat (D-vitamiin), suurenenud oksüdatiivset rakustressi (E-vitamiin) ja hemorraagiat (K-vitamiin). Viimastel aastakümnetel on FSV-de vastu välja pakutud täiendavaid võimalikke meetmeid, näiteks A- ja D-vitamiini puudused, mis on kaudselt seotud vähi, suhkurtõve ja mitmete immuunhäiretega [28–32]. FSV-d, A- ja D-vitamiin, toimivad peamiselt tuumaretseptorite kaudu, et kontrollida erinevate geenide ekspressiooni [21,33]. E-vitamiin on võimas antioksüdant ja K-vitamiinil on võtmeroll vere hüübimisel.

Uurimise edenedes kirjeldatakse FSV-de täiendavaid rolle ja toimemehhanisme. Selles ülevaates käsitleme WSV-de ja FSV-de rolli neurodegeneratiivsete haiguste progresseerumisel.

Üldiselt mängivad vitamiinid neuroprotektiivset rolli; mitmeid vitamiinide derivaate on testitud mitmesuguste neuroloogiliste haiguste raviks ja need on andnud olulisi tulemusi [34–39]. Seetõttu tutvustame järgmistes osades erinevate vitamiinide rolli konkreetsete neurodegeneratiivsete haiguste kontekstis.

4. Vitamiinid Parkinsoni tõve korral

Parkinsoni tõbi (PD), mida iseloomustavad mitmed motoorsed ja mittemotoorsed sümptomid, tekib dopamiinergiliste neuronite degeneratsiooni tõttu keskaju piirkonnas [40–44]. Seda haigust esineb sageli vananeva elanikkonna seas [45].

Tõhusad ravimeetodid, mis võivad peatada PD alguse või takistada selle progresseerumist, ei ole praegu saadaval. Saadaval on ainult ravimeetodid sümptomite leevendamiseks. Kuid sümptomid süvenevad pärast pikaajalist ravi [46]. Nüüd on uuringud keskendunud erinevate ühendite tuvastamisele, mis võivad takistada PD progresseerumist ja initsiatsiooni [47].

Sellest tulenevalt on viimastel aastatel pakutud mitmete vitamiinide rolli PD ravis [48,49]. Need vitamiiniravimid võivad põhjustada vähem kõrvaltoimeid ja võivad parandada praegu saadaolevaid PD ravimeetodeid. Üks peamisi põhjuslikke tegureid PD progresseerumiseks on oksüdatiivne stress ja A-vitamiinil (VitA) koos selle derivaatidega nagu retinoehape (RA) on tugev antioksüdatiivne toime [30,50].

Vita saadakse nii loomsetest kui ka taimsetest allikatest [51]. Kala, liha ja piimatooted on eelnevalt valmistatud VitA (retinolandi retinüülester) loomsed allikad (joonis 1) [51]. Teisest küljest pakuvad taimsed allikad VitA lähteaineid karotenoidide kujul (karoteen, karoteen ja krüptoksantiin) [51,52]. Vitais osaleb mitmetes signaaliradades, mis reguleerivad geeniekspressiooni [30,53].

Täpsemalt, kesknärvisüsteemis (KNS) reguleerib VitA mitmeid elutähtsaid protsesse, nagu närvirakkude diferentseerumise kontrollimine ja neuraaltoru moodustumise muster [54,55].

4.1. Vitamiinidel põhinevad Parkinsoni tõve kliinilised uuringud

Üks uuring näitas VitA ja selle derivaatide kõrgeid kontsentratsioone inimese surmajärgses otsmikusagaras [56]. See on biomarkeritel põhinev kliiniline uuring, mis hindas VitA terapeutilist toimet otsmikusagara ajukoores. Esisagara ajukoores ilmnes retinooli ja selle derivaatide vanusega seotud langus võrreldes kuklakoorega. Teiste ajupiirkondade uurimiseks ja võrdlemiseks sarnast tüüpi tegevuse jaoks on vaja täiendavaid uuringuid.

Lisaks viitas Singapuri Hiina kohortipõhine uuring ka korrelatsiooni puudumisele toidust saadavate antioksüdantide, nagu karotenoidide ja vitamiinide (vitamiinid A, C ja E) ning PD väljakujunemise riski vahel [57]. Võrdlev uuring näitas seost PD riski ja karotenoidide, VitE ja VitC tarbimise vahel. See on järeluuring nii mees- kui naissoost PD patsientidega.

Kuni 12 ja 14 aastat jälgiti kokku 47 331 meest ja 76 890 naist. Selles uuringus märgiti ka nende PD patsientide toidusageduse küsimustikud. Ükski neist vitamiinidest ja isegi multivitamiinidest ei olnud nendel patsientidel teaduslikult seotud PD riskiga. Teisest küljest vähendab toidust tulenev VitE suur tarbimine nii mees- kui ka naispatsientidel PD riski.

PD risk väheneb ka pärast pähklite tarbimist. Multivitamiinide uuring näitas, et PD risk ei vähene oluliselt pärast vitamiinide E ja C ning karotenoidide võtmist. E-vitamiini rikas amultivitamiini lähenemine näitas paremat ravitoimet kui karotenoidid ja C-vitamiin. Seetõttu näitas see uuring, et VitE-ga rikas dieettoit vähendab PD riski võrreldes karotenoidide või VitC-ga. Seega kaitseb VitE lisamine PD-d [58]. Seetõttu on VitA, VitC, VitE ja nende derivaatide terapeutilise potentsiaali kohta PD-s vaja laiemat uuringutaset.

Paljude neurodegeneratiivsete haiguste, sealhulgas PD puhul leiti, et suurenenud homotsüsteiinitasemel, mis on metioniini biosünteesi väävlit sisaldav metaboliit, on mitu neurotoksilist toimet [59]. Seetõttu oli kõrgenenud homotsüsteiinitasemega PD patsientidel tugev korrelatsioon homotsüsteiini taseme ja PD patogeneesi vahel [60–62]. Kõrgenenud homotsüsteiini tase põhjustas nigrostriataalsete dopamiinergiliste neuronite surma PD patsientidel. Seega võib homotsüsteiini taseme reguleerimine takistada PD progresseerumist [63, 64].

B-vitamiin (VitB) toimib kofaktorina metioniini sünteesil homotsüsteiinist ja teadlased on väitnud, et homotsüsteiini tase oli tugevas korrelatsioonis VitB tasemega [22,65]. On näidatud, et täiendav VitB vähendab homotsüsteiini taset vereplasmas [66, 67]. Sellest hoolimata viidi läbi piiratud uuringud erinevate VitB tüüpide rollide kohta PD patoloogiates.

Huvitav on see, et PD-ga patsientidel vähenes vitamiini B12 (VitB12) tase võrreldes normaalsete tervete kontrollidega. Lisaks leiti vähenenud PD risk neil, kes tarbisid piisavas koguses B6-vitamiini (VitB6) [68,69]. Olulisi muutusi folaadi (VitB9) kontsentratsiooni osas PD-ga patsientidel võrreldes tervete kontrollidega ei täheldatud [69,70].

Huvitav on see, et enamik VitB ja homotsüsteiini ajufunktsiooni uuringuid on keskendunud peamiselt kolmele kaheksast B-vitamiinist (VitB9, VitB12, VitB6) ja siiani on tulemused olnud kahemõttelised [22,66]. Siiski on tehtud ettepanek, et ravi, mis kasutab kõiki kombinatsioone, võib anda paremaid tulemusi kaheksa VitB tüübi omavahel seotud rakufunktsioonide tõttu [71]. Tiamiinipuudus põhjustab PD dopamiinergiliste neuronite surma. Tiamiini lisamine põhjustas PD dopamiinergiliste neuronite progresseerumise ja surma viivituse [72].

Avatud tasandi uuring näitas, et Parkinsoni tõve sümptomid taanduvad oluliselt tiamiini suure annuse intramuskulaarsel manustamisel PD patsientidele ilma kõrvaltoimeteta [73]. Täiendav huvi on see, et PD patsientidel, kellel esines haistmishäireid, täheldati 2–8 aastat enne sümptomite ilmnemist. madal toidu tiamiini (VitB1) ja folaadi (VitB9) tihedus [74,75]. Seega reguleerivad tiamiini ja folaadi tasemed PD varases staadiumis tõhusalt haistmissüsteemi ja võivad olla oluliseks sõelumisvahendiks PD riski tuvastamisel.

Ajuhtumiaruanne näitab, et niatsiinravi parandas oluliselt bradükineesiat ja jäikust nendel, kellel esines nahal lööve ja kes nägid vastuvõetamatuid õudusunenägusid [76]. Kokkuvõtteks võib öelda, et VitB erinevat tüüpi ravi ja/või PD diagnoosimise uuringute piiratud arv. , on vaja rohkem uurida, enne kui propageerida nende kasutamist PD-ravis. Inimesed reageerivad annusele VitC suhtes, kuna kõrged tasemed võivad olla toksilised [77,78]. Siiski, kui VitC hoitakse homöostaatilistes kontsentratsioonides, on positiivne mõju oksüdatiivse stressi vähendamisel, mis on üks peamisi neurodegeneratiivsete haiguste põhjuseid (joonis 2) [79].

For more information:1950477648nn@gmail.com