Когнитивный и нейропластический потенциал витамина D у детей и подростков

Фундаментальные и клинические исследования, проводимые в течение последних 10 лет, установили малоизвестные роли витамина D в развитии и функционировании центральной нервной системы. В работе приведены результаты систематического анализа более 2000 исследований нейротрофических и нейропротекторных свойств витамина, связи между дефицитом витамина D, снижением способности к обучению, памяти у детей и подростков, алекситимией, риском раннего инсульта и риском демиелинизирующих заболеваний (боковой амиотрофический склероз) в молодом возрасте. Показана перспективность использования витамина D для восстановления после черепно-мозговой травмы, при пароксизмальномвертиго и эпилепсии.

Введение

Исторически сложилось так, что с точки зрения поддержки функций нервной системы, потенцирования нейропластичности развивающегося мозга у новорожденных, детей школьного возраста и подростков обсуждается влияние группы витаминов В, а витамин D рассматривается лишь под углом его участия в костном метаболизме. В то же время исследования, проводимые в течение последних 10 лет, подчеркивают неуместность столь узкого понимания роли гормона-витамина D. В частности, центральная нервная система (ЦНС) получает все большее признание в качестве органа-мишени для витамина D [1]. Судя по динамике публикаций, систематическое исследование нейротропных свойств витамина началось, по всей видимости, с 2005 г. (рис. 1).

При дефиците витамина D у детей значительно чаще развивается целый спектр неврологических нарушений (головная боль, артериальная гипертензия, обморочные состояния, сложности становления речи, памяти и даже ранний инсульт, эпилепсия и демиелинизирующие заболевания, рассеянный склероз с более высокой частотой рецидивов и большей площадью поражений, устанавливаемых по данным магнитно-резонансной томографии) [2, 3]. Гиповитаминоз D, который начинается после резкого прекращения программ по профилактике рахита в детском и подростковом возрасте, обусловливает ранний старт ишемического инсульта (ИИ) [4], увеличивает риск деменции в зрелом и пожилом возрасте [5].

Фундаментальные исследования установили, что нейропротекторные, нейротрофические, антигипертензивные свойства витамина D начинают работать с внутриутробного периода и раннего детства. Эти неврологические функции витамина D развиваются по соответствующим молекулярно-клеточным механизмам [6]. Уже в фазе эмбрионального развития количество гормона-витамина D становится сравнимо с количеством такого столь важного нейроспецифического фермента, как тирозин гидроксилаза, который регулирует биосинтез катехоламинов за счет синтеза дигидроксифенилаланина (ДОФА) из тирозина (рис. 2). Гены, кодирующие ферменты, которые участвуют в метаболизме витамина D, а также экспрессируются в клетках головного мозга, осуществляют биосинтез активной формы витамина – 1,25-дигидроксивитамина D – 1,25(OH)2D3 с помощью 25-OH-D3-1α-OH-синтетазы в нейронах и активированной микроглии [7].

На 20–22-й неделях внутриутробного развития в нейронах и глие мозга плода формируются рецепторы к витамину D (VDR – vitamin D receptor).

В первые годы жизни плотность VDR в ЦНС возрастает в десятки раз при условии поступления витамина D с пищей или в виде препаратов. В астроцитах витамин D в форме 1,25(OH)2D3 активирует синтез нейротрофинов NGF (nerve growth factor), NT3 (neurotrophin-3) и GDNF (glial cell derived neurotrophic factor). Все вышеназванные факторы являются важнейшими факторами нейропластичности и развития мозга ребенка. Торможение синтеза INOS (inducible nitric oxide synthase) посредством 1,25(OH)2D3 оказывает нейропротекторное действие, т.к. возникающие при ишемии высокие уровни оксида азота (NO) токсичны как для нейронов, так и для олигодендроцитов (миелинизирующих клеток) [8]. Другие эффекты витамина D в ЦНС включают иммуномодуляцию (снижение воспаления и инфильтрации макрофагов, рис. 3).

Эффекты витамина D на развитие ЦНС, когнитивной и мнестической функций у детей следует рассматривать с разных сторон.

Во-первых, нейротропное действие витамина D на детей во многом опосредовано цереброваскулярными эффектами витамина. Витамин D уменьшает воспаление эндотелия сосудов; характеризуется антигипотензивным действием (в частности, воздействием на ренин-ангиотензиновую систему – РАС) и снижает уровень дислипидемии [9].

Во-вторых, витамин D обладает и самостоятельными нейропротекторным и нейротрофическим действиями, особенно в гиппокампе и стриатуме, что чрезвычайно важно для восстановления пациентов после родовой травмы, черепно-мозговой травмы (ЧМТ) инсульта и др. [10–16].

В-третьих, витамин D является нейростероидом и неотъемлемым элементом нейроэндокринной регуляции развития нервной системы с внутриутробного периода. Поэтому дефицит нейроактивного витамина D оказывает отрицательное нейрокогнитивное воздействие: например, дефицит витамина в пренатальный период ассоциирован с резким повышением риска развития алекситимии у детей (рис. 4). Заметим, что использование витамина D в терапии и профилактике болезни Альцгеймера (мемантин, β-амилоид), болезни Паркинсона, а также связь между обеспеченностью витамином и когнитивными способностями будут рассмотрены в отдельной статье. Роль витамина D как нейростероида также заслуживает отдельного рассмотрения (более 500 публикаций по данному вопросу) [17–22].

В-четвертых, дефицит витамина D стимулирует и усугубляет течение заболеваний с демиелинизирующим компо...

О.А. Громова, И.Ю. Торшин, А.В. Пронин